1I/ʻOumuamua, el primer asteroide hiperbòlic mai detectat

El telescopi Pan-STARRS detectà a partir del 19 d’octubre passat un objecte que Robert Weryk identificà com un cometa. Allò remarcable era el caràcter hiperbòlic de la seva trajectòria. Hom considera hiperbòlica aquella trajectòria que segueix una excentricitat major a 1. Aquest objecte la depassa amb escreix, superant les xifres de C/1980 E1 (1,057). L’objecte descobert per Weryk va rebre inicialment la identificació de C/2017 U1 (PANSTARRS). La denominació de “C” indicava el seu caràcter de cometa no-periòdic. Però això fou revisat una setmana més tard, en descartar-se que fos un cometa, i per això passà a la denominació provisional de A/2017 U1. Després de 29 dies d’observacions, l’excentricitat era estimada en 1,20. Les xifres justificaven, doncs, que hom el considerés dins de la nova categoria de “asteroides interestel·lars”. Per això ha rebut el nom definitiu de 1I/ʻOumuamua. ʻOumuamua és el nom d’una divinitat hawaiana que fa de missatger del passat. L’1 de novembre del 2017, Karen J. Meech et al. trameteren una lletra a la revista Nature sobre les dades d’aquest objecte. La lletra fou acceptada per a publicació el 10 de novembre, i ara s’ha publicat.

L’òrbita hiperbòlica de 1I/2017 U1 i la seva posició el 19 d’octubre del 2017

El planeta 1I/2017 U1: el primer d’una nova classe

En l’actualitat hi ha catalogats uns 750.000 asteroides i cometes, tots ells del Sistema Solar, car no existeixen mitjans per a identificar petits planetes en altres sistemes estel·lars. Hom dóna per fet que tots aquests “planetes menors” es van formar en la nebulosa que donà lloc al Sol i als planetes majors. Els models actuals sobre l’evolució del Sistema Solar suposen que els planetes gegants han realitzat migracions orbitals. Aquestes migracions produïren pertorbacions gravitatòries que expulsaren una fracció dels planetes més petits (els planetèsims) cap a l’exterior del Sistema Solar o que, fins i tot, en duria una part a quedar directament fora del Sistema Solar, és a dir fora de l’acció gravitatòria del Sol.

L’ejecció de cossos del Sistema Solar és un fenomen rar, però no desconegut. Abans del 1977, el cometa C/1980 E1 orbitava al voltant del Sol amb un període certament llarg, de 7,1 milions d’anys, que el duia a fer un afeli de 74.300 UA (=1,17 anys-llum), però de totes maneres era vinculat al Sistema Solar. El 9 de desembre del 1980, el cometa C/1980 E1 passà a tan sols 0,228 UA de Júpiter, la qual cosa accelerà la seva trajectòria fins a dur-la a la hiperbolicitat. El cometa C/1980 E1 és destinat, doncs, a abandonar el Sistema Solar.

D’aquí a uns milions d’anys, el cometa C/1980 E1 entrarà en l’espai interestel·lar i se sumarà als nuclis cometaris que hi resideixen. Algunes estimacions evaluen la densitat de nuclis cometaris en l’espai interestel·lar de 2,4·10-4 au-3. Així seria un nucli cometari per cada 4170 unitats astronòmiques cúbiques. Això explicaria, doncs, que hom no hagi detectat gaires cometes o asteroides en trajectòries hiperbòliques.

En la seva lletra, Meech et al. forneixen dades de l’objecte A/2017 U1 que indiquen:
– no es tracta d’un cometa. En el seguiment que han fet, malgrat que A/2017 U1 ha arribat a 0,25 UA del Sol, no ha desenvolupat ni cabellera ni cua. Així doncs, es tracta d’un asteroide, amb una superfície relativament desproveïda de materials volàtils.
– les mesures espectroscòpiques parlen d’una superfície similar a la de cometes o asteroides rics en matèria orgànica.
– l’observació de la corba de llum és la pròpia d’un objecte molt elongat. Si hom assum un albedo de 0,04, es tractaria d’un objecte amb un radi mitjà de 102 m, però recordant que l’eix major és 10 vegades superior a l’eix menor. Hi ha ben pocs objectes del Sistema Solar que presenti aquest grau d’elongació.

La reclassificació de l’objecte com a I (“interestel·lar”) fa que passi a dir 1I/2017 U1. Si substituïm la denominació provisional, ens queda una denominació definitiva de 1I/‘Oumuamua

El fet d’haver detectat un asteroide interestel·lar, a parer de Meech et al., ens hauria de fer revisar a l’alça les estimacions sobre la densitat d’objectes interestel·lars. En aquest sentit, prediuen que la millora en els instruments de detecció d’asteroides probablement conduirà a la identificació de nous objectes interestel·lars: 2I, 3I, etc.

Crònica d’una descoberta

L’objecte fou detectat inicialment per Robert Weryk en imatges obtingudes el 19 d’octubre del 2017 pel telescopi Pan-STARRS, localitzat en l’Observatori de Haleakala, a Hawaii. Amb dos dies de seguiment, hom ja podia calcular la seva posició, a 0,2 UA de la Terra, i la seva trajectòria. El caràcter elevadament hiperbòlic de la trajectòria d’aquest pressumpte cometa el feu objecte immediat d’atenció. En no detectar-hi en els dies següents cap activitat cometària, hom el reclassificà com a asteroide. Sigui dit de passada, és la primera vegada en la història astronòmica que un cometa és redesignat com a asteroide.

El 25 d’octubre del 2017, des del William Herschel Telescope, al Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma, Canarias) es registrava l’espectre de l’objecte. Es tractava d’un objecte rogenc, de l’estil dels objectes transneptunians. No s’hi detectaven característiques superficials. Si hom assum un albedo de 0,1, el diàmetre seria de 160 m, i si hom assum un albedo inferior, de 0,04, seria de 200 m.

Aquestes dades i les d’altres observatoris han permès estimar un període orbital de 8,1 hores. La forma elongada de l’objecte permetria descriure’l com un el·lipsoide de 180 x 30 x 30 metres.

El 26 d’octubre del 2017, hom trobà en dues imatges del Catalina Sky Survey el mateix objecte amb data del 14 i del 17 d’octubre. Això elevava l’arc d’observació a dues setmanes i confirmava la trajectòria fortament hiperbòlica.
A final d’octubre, l’objecte havia davallat a una magnitud aparent de 23.

La reconstrucció d’una trajectòria

1I/ʻOumuamua fou caçat pel PANSTARRS quan era ja en trajectòria de sortida. El periheli s’hauria produït el 9 de setembre del 2017, quan l’objecte assolí una velocitat màxima heliocèntrica de 87 km/s. La màxima aproximació a la Terra s’hauria produït el 14 d’octubre, assolint una distància mínima de 0,1616 UA. Devers el 19 d’octubre, la velocitat s’havia frenat fins a 46 km/s.

Un cometa de trajectòria el·líptica arriba a un moment de l’òrbita en la qual la velocitat heliocèntrica s’anul·la: és el punt de l’afeli,
passat el qual tornarà a “caure”. No és el cas de 1I/ʻOumuamua. En aquest cas, la velocitat mínima respecte del Sol no serà de 0, sinó de 26 km/s.

Fa 100 anys, 1I/ʻOumuamua es devia trobar a 561 UA del Sol. La seva velocitat heliocèntrica llavors devia ésser també de 26 km/s. El 1982,
1I/ʻOumuamua havia patit un mínim accelerament (26,5 km/s) i es trobava a 200 UA. De tots els objectes coneguts del Sistema Solar, no n’hi ha cap a 200 UA que hagi depassat una velocitat heliocèntrica de “caiguda” de 5 km/s.

Si reconstruïm la trajectòria d’entrada de 1I/ʻOumuamua ens trobem que l’objecte provindria de la constel·lació de la Llira. Aquesta posició no és gaire lluny de l’àpex solar, situat a la veïna constel·lació d’Hèrcules. L’àpex solar és el punt de l’esfera celeste al qual es dirigeix el Sol en el seu moviment propi. És lògic, doncs, que els asteroides interestel·lars provinguin d’aquesta zona de l’espai.

L’absència de substàncies volàtils en la superfície planetària indica que aquest objecte es devia formar en la regió exterior del seu sistema estel·lar d’origen. Cal pensar que fou ejectat després d’un encontre gravitatori amb un planeta gegant d’aquell sistema. El més probable que el Sistema Solar hagi estat el primer sistema estel·lar que ha creuat d’ençà de la seua remota ejecció fa milers de milions d’anys.

Hein et al. han proposat el Projecte Lyra consistent en l’enviament d’una sonda que visiti 1I/ʻOumuamua. És clar que això requerirà l’enviament d’una nau que haurà d’assolir velocitats hiperbòliques de 33-76 km/s, amb una finestra d’enviament de 5-10 anys, i una durada de missió que podria arribar als 30 anys.



Aquesta entrada ha esta publicada en 1. L'Univers. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *