Cita con ʻOumuamua, el visitante de otra estrella

El 9 de septiembre de 2017 ocurrió un hecho insólito. Un pequeño objeto de unos 160 metros de diámetro pasó por su punto más cercano al Sol a una distancia de 38 millones de kilómetros a la sorprendente velocidad de 317.000 km/h. Habían pasado millones de años desde que este cuerpo había sido bañado por la luz de una estrella de cerca. Este hecho en sí mismo no tiene nada de especial. Millones de objetos de roca y hielo orbitan el Sol a enormes distancias y algunos de ellos se aproximan al Sol solamente durante un breve periodo de tiempo. Pero en este caso la diferencia era que la última estrella por la que había pasado no era el Sol.

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La sonda New Horizons pasa por el objeto del cinturón de Kuiper 2014 MU69, quizás parecido a ‘Oumuamua (NASA).

Y es que el misterioso cuerpo era nada más y nada menos que un asteroide interestelar. Su paso por el Sol fue el primero y último de este cuerpo errante, que se alejó para no volver. No sería descubierto por nuestra civilización hasta el 18 de octubre gracias uno de los telescopios Pan-STARRS y recibió la designación C/2017 U1. Aparentemente se trataba de un cometa corriente y moliente similar a muchos otros que proceden de la lejana nube de Oort siguiendo una órbita muy elíptica. Pero los cálculos de su trayectoria sorprendieron a propios y extraños cuando se comprobó que seguía una órbita hiperbólica. O lo que es lo mismo, venía del espacio interestelar. Por primera vez la humanidad había descubierto un visitante de otra estrella.

Al principio fuimos muchos los que pensamos que en realidad el objeto procedía de nuestro sistema solar y que la trayectoria hiperbólica de escape era un producto de los cálculos imprecisos derivados de las escasas observaciones o perturbaciones gravitatorias desconocidas. Pero pasaron los días, se hicieron más observaciones y la excentricidad de C/2017 U1 no bajaba de 1,18 (por encima de 1 hablamos de una órbita hiperbólica procedente del espacio interestelar) y no se pudo conectar la órbita con ninguna perturbación gravitatoria significativa dentro del sistema solar (la órbita del objeto estaba inclinada 123º con respecto a la eclíptica). Al mismo tiempo no se observó ninguna coma —el gas y el polvo que emiten los cometas al acercarse al Sol— alrededor del objeto tras su paso por el perihelio, por lo que pronto pasó a ser designado como asteroide A/2017 U1 en vez de cometa. Aunque recordemos que se trata de una distinción puramente observacional, puesto que no existe una línea divisoria clara entre ambos tipos de objetos astronómicos.

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Trayectoria de ‘Oumuamua (NASA).

Una vez confirmado su origen interestelar la Unión Astronómica Internacional decidió introducir la ‘I’ para designar a partir de ahora los cuerpos interestelares similares a este visitante independientemente de su naturaleza. Además se bautizó al objeto como ʻOumuamua, que significa ‘llegar desde lejos’ en hawaiano (una decisión bastante desafortunada, tanto por lo cacofónico del nombre como por no elegir Rama, que, como todo el mundo sabe, era la única elección lógica). Por lo tanto el nombre oficial del pequeño visitante interestelar es actualmente tanto 1I, 1I/2017 U1, 1I/ʻOumuamua o 1I/2017 U1 (ʻOumuamua), la opción que uno prefiera.

Pero no perdamos de vista lo más importante, ¿cuál es la verdadera naturaleza de ʻOumuamua?¿De dónde procede?¿Cuál es su sistema estelar de origen? Son preguntas difíciles de responder porque ʻOumuamua ha pasado zumbando por nuestro sistema solar y se aleja a una velocidad de 26 km/s para no volver nunca. Tenemos pocas observaciones disponibles, pero los espectros rudimentarios obtenidos indican un color rojizo, lo que podría ser una prueba de que posee sustancias orgánicas en su superficie similares a las presentes en los objetos del cinturón de Kuiper del sistema solar. De ser así estaría formado por roca y hielos, aunque la ausencia de coma implica pocos volátiles superficiales.

La dirección del cielo de la que vino ʻOumuamua estaba cerca del ápex solar, en la constelación de la Lira. Es decir, la dirección hacia la que el Sol se mueve con respecto al centro galáctico. Esta dirección es la más lógica para un objeto interestelar que se encuentra ‘a la deriva’ y refuerza la hipótesis del origen interestelar de ʻOumuamua. Un grupo de astrónomos con Eric Gaidos a la cabeza ha calculado el movimiento relativo de ʻOumuamua con respecto a las estrellas vecinas y ha concluido que el visitante podría haberse formado originalmente en un cúmulo abierto de estrellas jóvenes como los que existen en las constelaciones meridionales de Carina y Columba. ʻOumuamua habría sido expulsado por un planeta gigante hace cuarenta millones de años aproximadamente a una velocidad de 1 o 2 km/s. Por otro lado, hace 1,3 millones de años ʻOumuamua pasó a medio año luz de la estrella TYC4742-1027-1, pero es poco probable que se originase en la nube de Oort de este astro y es de suponer que simplemente la atravesó.

Ahora bien, ¿cómo fue expulsado de su sistema de nacimiento? Evidentemente, como hemos comentado, lo más probable es que fuera eyectado tras el encuentro con un planeta gigante. Durante la formación nuestro sistema solar los movimientos de los planetas gigantes expulsaron tantos cuerpos del cinturón de Kuiper que este se quedó con apenas el 1% de su masa original. Pero para lanzar un objeto fuera de un sistema estelar se requiere no solo un planeta gigante, sino que esté a una distancia adecuada. Cuanto más lejos de la estrella se encuentre menor deberá ser su masa para poder expulsarlo. Por ejemplo, los jupíteres calientes o las supertierras calientes no pueden expulsar cuerpos similares a ʻOumuamua alrededor de una estrella de tipo solar aunque su masa sea enorme. En nuestro sistema solar los cuatro planetas gigantes son capaces de expulsar cuerpos como ʻOumuamua mediante encuentros gravitatorios, pero Júpiter y Neptuno son, con diferencia, los más eficientes (Júpiter es mucho más masivo, pero también está mucho más cerca del Sol). Por este motivo es probable que ʻOumuamua haya sido expulsado por un planeta como Urano o Neptuno a gran distancia de su estrella, lo que concuerda con una composición similar al cinturón de Kuiper. Curiosamente, este es un tipo de planeta extrasolar que apenas hemos encontrado al observar otras estrellas, pero en este caso la culpa la tienen los sesgos de los métodos de detección de exoplanetas.

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Exoplanetas detectados en función de su masa y distancia a la estrella. Las líneas verticales discontinuas bajo los límites de velocidad (líneas rojas) marcan la zona donde debería estar el planeta que pudo expulsar a ‘Oumuamua (McLaughlin et al).

Y ahora viene lo más fascinante. ¿Podemos estudiar ʻOumuamua de cerca mediante una sonda? Podría parecer que solo pensar en algo así es una locura. Recordemos que se está alejando de nuestro sistema solar a 26 km/s, así que cada segundo que pasa el pequeño visitante interestelar se aleja más y más. Y sin embargo, no es imposible. La organización británica i4is (Initiative for Interstellar Studies) ha analizado la trayectoria de ʻOumuamua y ha llegado a la conclusión de que una sonda podría alcanzarlo siempre y cuando sea lanzada dentro de entre cinco y diez años y abandone el sistema solar a velocidades de entre 33 y 76 km/s. En ese caso la sonda, que han denominado muy apropiadamente Proyecto Lira, tardaría en dar alcance al fugitivo interestelar entre cinco y treinta años.

Símbolo del Proyecto Lira (i4is).
Símbolo del Proyecto Lira (i4is).

Obviamente, cuanto más tiempo tardemos en lanzar la sonda más rápido tendrá que viajar para alcanzar a ʻOumuamua. Si despegase en 2018, que es imposible, tendría que viajar a una velocidad mínima de 26,75 km/s para darle caza en un intervalo de tiempo realista, pero si lo hiciese en 2027, una cifra más lógica, la velocidad mínima será de 37,4 km/s y llegaría al objetivo en quince años. ¿Se pueden alcanzar estas velocidades? No es sencillo, pero entra dentro de lo que se puede lograr con nuestra tecnología. Es cierto que el objeto humano más veloz que se aleja del sistema solar, la sonda Voyager 1, solo viaja a 16,6 km/s, pero se han concebido muchas propuestas de sondas interestelares y para estudiar la heliopausa que pueden alcanzar esas velocidades usando una combinación de técnicas diferentes.

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Duración de una misión a ‘Oumuamua en función de la velocidad y la fecha de lanzamiento (i4is).

Por ejemplo, la opción favorita es realizar una maniobra de asistencia gravitatoria de escape usando el Sol y Júpiter. Si además usamos algún sistema de propulsión que impulse la sonda durante su punto de máximo acercamiento con el Sol —aprovechando el famoso efecto Oberth—, la velocidad de escape puede superar perfectamente los 70 km/s, haciendo posible el encuentro con ʻOumuamua. Naturalmente, también son válidas velocidades inferiores. Por ejemplo, una trayectoria de escape a 40 km/s permitiría un encuentro con ʻOumuamua en 2051 a 23.300 millones de kilómetros (155 UA) del Sol. El problema es que para que esta maniobra sea efectiva la sonda debe acercarse mucho al Sol, a ser posible a menos de tres radios solares (unos dos millones de kilómetros) lo que causaría un ligero problema de control de temperatura. Es por eso que a este tipo sobrevuelo —flyby en inglés— se le conoce cariñosamente como fryby (por fry, ‘freír’). En el caso de emplear sistemas de propulsión avanzados, como velas solares o velas láser, el tiempo de vuelo disminuye. Por ejemplo, si empleamos las nanovelas láser de 1 gramo propuestas para el proyecto Breakthrough Starshot se podría llegar al objetivo en siete años usando un láser de 2,74 megavatios (si la sonda es de diez gramos, algo más factible, el láser sería de 27,4 megavatios). En cualquier caso, podemos descartar esta tecnología por estar demasiado verde.

Trayectoria de Interstellar Probe (NASA).
Trayectoria del proyecto Interstellar Probe de 1999. La sonda alcanzaría una velocidad de 14 UA/año gracias a una vela solar y a una maniobra de asistencia gravitatoria con el Sol (NASA).
La sonda Interstellar Explorer de la NASA se aleja del Sol gracias a los motores iónicos de xenón, cuya luz azulada le da un aspecto fantasmagórico a la nave (NASA).
La sonda RISE (Realistic InterStellar Explorer) se aleja del Sol gracias a los motores iónicos de xenón, cuya luz azulada le da un aspecto fantasmagórico a la nave. Este proyecto de 2002 habría alcanzado una velocidad de 20 UA/año. Habría empleado RTGs de Americio 241 en vez de Plutonio 238. Una variante de esta sonda podría usarse para estudiar ‘Oumuamua (NASA).

Pero, ¿vale la pena mandar una sonda a ʻOumuamua? Sin ninguna duda, la respuesta es sí. ʻOumuamua es un visitante interestelar que se ha formado alrededor de otra estrella. Su estudio desvelaría claves fundamentales sobre los procesos de formación planetaria en otros sistemas estelares. ¡La naturaleza ha puesto un trozo de otro sistema solar a —casi— nuestro alcance!¡Y, por si fuera poco, durante el transcurso de nuestras cortas vidas! Además, después de que la sonda New Horizons sobrevuele de cerca 2014 MU69 dispondremos de datos de un objeto del cinturón de Kuiper con que comparar las observaciones de ʻOumuamua. En este caso, lo ideal sería que la nave pudiera liberar alguna subsonda que se estrellase contra ʻOumuamua para analizar su composición interna en detalle como hizo Deep Impact con el cometa Tempel 1.

El problema es que el tiempo juega en nuestra contra y una sonda como el Proyecto Lira requeriría un nivel de financiación propio de una misión New Frontiers o Flagship de la NASA (uso de RTGs, grandes cohetes, etc.), misiones que normalmente requieren décadas para ser planificadas en detalle. Y, desgraciadamente, no tenemos tanto tiempo (ni dinero). Pero sería una verdadera lástima que dejemos pasar la oportunidad de tener una cita con ʻOumuamua. Un visitante de otra estrella nos espera en las profundidades del espacio.

Referencias:


47 Comentarios

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Federico GonzalezFederico Gonzalez

Si se pudo ir a la luna en solo 10 años, se podría perfectamente tener dicha sonda lista en 10 años, pero claro, a los políticos les importa un pimiento y no darán el presupuesto necesario para la misión. UNA VERDADERA LASTIMA, pueden pasar millones de años antes de que volvamos a ver otro objeto interestelar pasando por aquí.

AntonioAntonio

En realidad fueron 8 años, pero tienes razón en el resto. Lástima que Elon no tenga listo el FH ni haya empezado aún con el negocio de los satélites.

JulioSpXJulioSpX

Maldicion… cuando haran una pelicula de Rendezvous with Rama… y respetando el original (estoy harto de adaptaciones)?

Creo que antes entrara un verdadero Rama al Sistema Solar.

fisivifisivi

Con la velocidad a que va ese asteroide, lo más que podemos lanzarle es besitos, como sugiere su nombre. O si no, “échale un galgo”, como se suele decir de algo que se escapa a toda prisa. 😉

SBSB

Ola, lo normal sería tener una misión “en reserva” para cuando se presente un caso así. Nadie puede saber si a ese meteorito le acompañan otro u otros a cierta distancia y si tendremos nuevas visitas próximamente…

La cuestión es, naturalmente, “quién pone la pasta”para un proyecto tan “difuso” . Una vez más, tendría que ser un empeño común entre todos y no parece que corran buenos tiempos para la colaboración internacional para según qué temas.

Daniel Marín

Esa opción es a día de hoy inviable porque podrían pasar décadas o siglos hasta que veamos otro cuerpo similar (esperemos que no). E incluso si pasan menos años no podemos mantener una nave en reserva porque a) cuesta una pasta gansa y b) sus componentes se degradan (especialmente si usamos RTGs).

SBSB

Vaya! No se me habían ocurrido esas dos buenas razones.
Gracias por la aclaración, Daniel.

Un saludo!

leonardo zarateleonardo zarate

Paneles solares, baterias, la tecnologia de sus instrumentos, creo que inclusive ciertos materiales de tanques de combustibles, dependiendo el combustible.

Ernesto TorresErnesto Torres

Es increíble, un visitante Interestelar formado en otra Estrella es fascinante…imagina los datos e imágenes..Un objeto del espacio profundo

AntonioAntonio

Más bien con que los descubridores son de la Universidad de Hawai y usaron un observatorio hawaiano.

UrdixUrdix

Daniel. Por las características que tiene este asteroide y su órbita ¿sería posible utilizar un duplicado exacto de la sonda Rossetta para mandarlo al encuentro de Rama? Una misión así sería mucho más barata y se podría poner en marcha en apenas un año si existiera el dinero, ya que es una sonda ya diseñada y de probada fiabilidad.

AuligAulig

Deberían correr para enviar la sonda. Puede que no haya otra oportunidad. En cualquier caso, esto debe usarse para diseñar un mecanismo de respuesta rápida mundial. En la Onu, con la participación de todas las agencias, por ejemplo.

Asteroide interestelar Oumuamua, alías Rama para los amigos. Pasó a 38 millones de km del Sol, es muy cerca, ¿no? mucha puntería…

Si envían la sonda que dejen una placa anclada en la superficie… (y que miren que no haya una ya puesta).

Un fryby, ¡qué bueno!

Alb.Alb.

Yo veo un problema.
Para poder aprovechar la asistencia gravitatoria los planetas deben estar en las posiciones adecuadas. Imagino que esto limitará mucho las posibles ventanas de lanzamiento.

Pero no solo hay que mandarlo increiblemente rapido, sino tambien en la direccion correcta.
Los que supongo que tambien implicara un monton de limitaciones.

Asi que imagino que las potenciales ventanas de lanzamiento seran muy restringidas.
Las muy cercanas podemos descartarlas porque no da tiempo a desarrollar el proyecto, y cuanto mas lejanas mas dificil es alcanzar la velocidad requerida.

¿Queda alguna ventana de lanzamiento que sea viable?
A mi me parece que seria mucha casualidad que los planetas estuvieran alineados en la posicion correcta en la fecha adecuada.

Por otra parte. Si hemos detectado un asterioide interestelar, es de suponer que habra mas.
¿Se podria tener planeada una mision a la espera de encontrar un asteroide interestelar adecuado?

SBSB

Más arriba, en los comentarios, tienes una pregunta parecida a la que planteas en el último párrafo y su respuesta.

ToroydToroyd

De verdad pretenden alcanzar este asteroide????
Bufff, creo que la carrera espacial esta viviendo en una especie de paja mental permanente:
– Breakthrough Starshot
– NASA Asteroid Redirect Mission
– Constellation
– Mars One
– SpaceX y humanos en Marte para 2024
– Base Lunar de la ESA

y seguro que me dejo muchos más….
(Dani, no pretendo menospreciar el artículo)

Fercho SolarteFercho Solarte

Es evidente que una misión como la del Project Lyra es absolutamente inviable a día de hoy, pero es muy interesante conocer cuáles son las restricciones que se deben salvar si alguna agencia espacial o colaboración internacional quisiera emprender una misión de este estilo. Muchas gracias Daniel.

U-95U-95

Esta es una de las entradas mas apasionantes que he visto en este blog. Con lo lentas que son las cosas en exploracion espacial (conseguir fondos, diseño, etc). me temo que ‘Oumuamua se va a escapar sin tiempo a estudiarlo de cerca.

Quien sabe que habra visto ese objeto en sus millones de años de viaje a traves del espacio interestelar y cuantas supernovas por ejemplo habran brillado sobre su superficie.

fisivifisivi

A muy largo plazo, una manera de alcanzar objetos tan veloces e impredecibles, podría ser disponer de naves que viajen sobre cometas en todas las direcciones posibles, quizá construidas con material de los mismos cometas.
Alguna de ellas ya tendría buena parte de la velocidad del “Rama” de turno, y una dirección parecida, así que les quedaría mucho menos que acelerar y estarían más cerca de su objetivo.
Ya sé que hoy día esto es pura ciencia ficción, pero si confiamos en que la humanidad dure mucho, quizá debamos empezar a desarrollar algo así como una “defensa interplanetaria” contra accidentes naturales.

Gabriel.Gabriel.

Debería haber un proyecto para tener una sonda en espera del proximo asteriode/cometa interestelar. Al poder despegar rapidamente, no se necesitarian velocidades tan elevadas. Una mision así, con una sonda modesta y liviana (300-400kg), entraría en el presupuesto de una misión Discovery.

eduardoeduardo

No se si el mejor nombre era Rama. No pudimos hacer una cita con el porque somos muy atrasados. Ademas esta piedra parece muy solida.

JMAJMA

En todo caso, la velocidad relativa de la sonda con respecto al objetivo sería de como mínimo 10-11 km/s.
Más que fugaz, sería un encuentro instantáneo.

NicolásNicolás

Creo que el diseño más adaptable es el de new horizons (baja masa y alimentación nuclear) el problema principal que le veo es el fryby.. quizá algún tipo de blindaje desechable..en cualquier caso engordaria bastante. Lanzadores hay de sobra. Y estarían disponibles además para las fechas que se están barajando el SLS y FH.

AlxoAlxo

Para esas fechas todos los SLS posibles estarían dedicados a la gateway, si todo sigue como está planeado ahora … Con un Ariane 5, proton, delta IV-H o FH podria lanzarse también, empleando una última etapa con uno de los nuevos sistemas de propulsión ionica

Gabriel.Gabriel.

SLS o FH + sobrevuelo de Jupiter quiza sea suficiente para una sonda de menos de 400 kg si lista esta esperando la mejor oportunidad. Eso evitaría el acercamiento al Sol que requiere blindaje/parasoles

Carlos TCarlos T

Daniel, ¿con un Falcón Heavy se podría lanzar una sonda no muy pesada camino a nuestro amigo “Rama” a la velocidad suficiente la alcanzarlo? ¿Cuando tiene!lo se podría esperar, o mejor, en can tiempo se tendría que fabricar una sonda para aprovechar el FH?
Gracias

Antonio (AKA "Un físico")Antonio (AKA "Un físico")

¿No es posible que un cometa de la nube de Oort, tenga algún tipo de colisión aleatoria con otro cuerpo celeste y ésto le meta en una órbita hiperbólica?.

secretsecret

Si solo Rusia-India nos prestara su dron militar-espacial que usaron en la prueba para viajar a Marte en tan solo 35 minutos, llegaríamos con tiempo de sobra para regresar, con ondas milimétricas o kilométricas de un centro radioscopico se podría monitorear.
Postdata:
Por favor Rusia-India presten su dron , por lo que mas quieran es nuestra única oportunidad de ver y estudiar un objeto así.

Carlos TCarlos T

Y por simple curiosidad: ¿Que propergoles usa el bonito dron indo-ruso? Quizas una mezcla de isonotengonilamenorideadeastronauticaydigolatonteriaquemevienealacabeza, o en su defecto el monohidriotidez isocristalinanipajoleraideadeloquehablo?
O quizas use el novisimo motor de esporas del nueva serie de star trek, vete tu a saber.

Ahora lo que me ha llegado al alma es el centro radioscopico, menuda isntalación mas chachi ha de ser, vamos ni Tony Stark tiene algo que se le asemeje

PD: todo de buen rollo, ok

Fernando GeneraleFernando Generale

Lamentablemente no creo que la NASA pueda dar luz verde a esté proyecto Ojalá la agencia espacial China preste el cz9 para está misión por qué sino perderemos una oportunidad histórica :-(

JESUS ALFREDO FERNANDEZ CRUZJESUS ALFREDO FERNANDEZ CRUZ

Se que el presupuesto de la nasa ya esta designado y que no tienen un fondo para financiar proyectos que permitan estudiar eventos interestelares como este. Pero yo me hago esta cuestión ¿ Podría el directivo de la nasa preguntarle a los principales lideres de los proyectos a marte, sls y gateway si estan dispuestos a retrasar sus proyectos unos años mas para obtener la financiación que se necesitan para project lira reasignando el dinero de los proyectos antes dichos?.

¿O se tendría que promover políticamente otro recurso ante el congreso (con su coste de tiempo)?.

Oumuauma esta a tiro de piedra debemos aprovechar el evento para probar nuestra capacidad interestelar (un primer paso para la conquista del espacio).

David BDavid B

Pues en el paper dicen que podría haber *siempre*, en un momento determinado, al menos un objeto interestelar de más de 250 m de diámetro medio a menos de 1 AU del Sol… :O Si esto tiene algo de verdad, no será difícil llegar a ver una visita en unos lustros.

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