Las nubes de Oort alrededor de otras estrellas deberían ser visibles en el fondo cósmico de microondas
Durante décadas, los científicos han teorizado que más allá del borde del Sistema Solar, a una distancia de hasta 50.000 AU (0,79 ly) del Sol, se encuentra una enorme nube de planetesimales helados conocida como el Nube de Oort . Nombrada en honor al astrónomo holandés Jan Oort, se cree que esta nube es el origen de los cometas a largo plazo. Sin embargo, hasta la fecha, no se ha proporcionado evidencia directa para confirmar la existencia de la Nube de Oort.
Esto se debe al hecho de que la Nube de Oort es muy difícil de observar, ya que está bastante lejos del Sol y se encuentra dispersa en una región muy grande del espacio. Sin embargo, en un estudio reciente , un equipo de astrofísicos de la Universidad de Pennsylvania propuso una idea radical. Usando mapas del Fondo de microondas cósmico (CMB) creado por el Planckmisión y otros telescopios, creen que se pueden detectar las nubes de Oort alrededor de otras estrellas.
El estudio - ' Sondeo de las nubes de Oort alrededor de las estrellas de la Vía Láctea con estudios CMB “, Que apareció recientemente en línea, fue dirigido por Eric J Baxter, investigador postdoctoral del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Pensilvania. A él se unieron los profesores de Pensilvania Cullen H. Blake y Bhuvnesh Jain (el mentor principal de Baxter).
En resumen, la nube de Oort es una región hipotética del espacio que se cree que se extiende desde entre 2000 y 5000 AU (0,03 y 0,08 ly) hasta 50.000 AU (0,79 ly) desde el Sol, aunque algunas estimaciones indican que podría llegar hasta 100.000 a 200.000 AU (1,58 y 3,16 ly). Como el Cooper Belt y el Disco disperso , la nube de Oort es un depósito de objetos transneptunianos , aunque está miles de veces más distante de nuestro Sol que estos otros dos.
Se cree que esta nube se originó a partir de una población de pequeños cuerpos helados dentro de las 50 UA del Sol que estaban presentes cuando el Sistema Solar aún era joven. Con el tiempo, se teoriza que las perturbaciones orbitales causadas por los planetas gigantes provocaron que aquellos objetos que tenían órbitas muy estables formaran el Cinturón de Kuiper a lo largo del plano eclíptico, mientras que aquellos que tenían órbitas más excéntricas y distantes formaban la Nube de Oort.
Según Baxter y sus colegas, debido a que la existencia de la Nube de Oort jugó un papel importante en la formación del Sistema Solar, es lógico suponer que otros sistemas estelares tienen sus propias Nubes de Oort, a las que se refieren como exo-Oort. Nubes (EXOC). Como explicó el Dr. Baxter a Universe Today por correo electrónico:
“Uno de los mecanismos propuestos para la formación de la nube de Oort alrededor de nuestro sol es que algunos de los objetos en el disco protoplanetario de nuestro sistema solar fueron expulsados a órbitas elípticas muy grandes por interacciones con los planetas gigantes. Las órbitas de estos objetos se vieron afectadas por las estrellas cercanas y las mareas galácticas, lo que hizo que se apartaran de las órbitas restringidas al plano del sistema solar y formaran la ahora esférica nube de Oort. Podrías imaginar que un proceso similar podría ocurrir alrededor de otra estrella con planetas gigantes, y sabemos que hay muchas estrellas ahí fuera que tienen planetas gigantes ”.
Como indicaron Baxter y sus colegas en su estudio, detectar EXOC es difícil, en gran parte por las mismas razones por las que no hay evidencia directa de la propia Nube de Oort del Sistema Solar. Por un lado, no hay mucho material en la nube, con estimaciones que van desde unas pocas hasta veinte veces la masa de la Tierra. En segundo lugar, estos objetos están muy lejos de nuestro Sol, lo que significa que no reflejan mucha luz o tienen fuertes emisiones térmicas.
Por esta razón, Baxter y su equipo recomendaron usar mapas del cielo en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas para buscar signos de nubes de Oort alrededor de otras estrellas. Estos mapas ya existen gracias a misiones como laPlancktelescopio que ha cartografiado el fondo cósmico de microondas (CMB). Como indicó Baxter:
“En nuestro artículo, utilizamos mapas del cielo a 545 GHz y 857 GHz que se generaron a partir de las observaciones del satélite Planck. Planck fue diseñado básicamente * solo * para mapear el CMB; ¡El hecho de que podamos usar este telescopio para estudiar las nubes exo-Oort y los procesos potencialmente relacionados con la formación de planetas es bastante sorprendente! '
Ésta es una idea bastante revolucionaria, ya que la detección de EXOC no era parte del propósito previsto de laPlanckmisión. Al mapear el CMB, que es la “radiación reliquia” que quedó del Big Bang, los astrónomos han tratado de aprender más sobre cómo ha evolucionado el Universo desde el Universo temprano, alrededor de. 378.000 años después del Big Bang. Sin embargo, su estudio se basa en trabajos previos dirigidos por Alan Stern (el investigador principal de la Nuevos horizontes misión).
Datos de todo el cielo obtenidos por la misión Planck de la ESA, que muestran las diferentes longitudes de onda. Crédito: ESA
En 1991, junto con John Stocke (de la Universidad de Colorado, Boulder) y Paul Weissmann (del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA), Stern realizó un estudio titulado ' Una búsqueda IRAS de nubes de Oort extrasolares “. En este estudio, sugirieron utilizar datos de la Satélite astronómico infrarrojo (IRAS) con el fin de buscar EXOC. Sin embargo, mientras que este estudio se centró en ciertas longitudes de onda y 17 sistemas estelares, Baxter y su equipo se basaron en datos de decenas de miles de sistemas y en un rango más amplio de longitudes de onda.
Otros telescopios actuales y futuros que Baxter y su equipo creen que podrían ser útiles a este respecto incluyen el Telescopio del polo sur , ubicado en el Estación Amundsen – Scott South Pole en la Antártida; los Telescopio de cosmología de Atacama y el Observatorio Simons en Chile; los Telescopio submilimétrico de gran apertura con globo (BLAST) en la Antártida; los Telescopio Green Bank en West Virginia y otros.
“Además, elGaiaEl satélite ha cartografiado recientemente con mucha precisión las posiciones y distancias de las estrellas en nuestra galaxia ”, añadió Baxter. “Esto hace que la elección de objetivos para las búsquedas en la nube exo-Oort sea relativamente sencilla. Usamos una combinación deGaiayPlanckdatos en nuestro análisis '.
Para probar su teoría, Baxter y su equipo construyeron una serie de modelos para la emisión térmica de nubes exo-Oort. “Estos modelos sugirieron que la detección de nubes exo-Oort alrededor de estrellas cercanas (o al menos poner límites a sus propiedades) era factible dados los telescopios y observaciones existentes”, dijo. “En particular, los modelos sugirieron que los datos delPlanckEl satélite podría acercarse potencialmente a detectar una nube exo-Oort como la nuestra alrededor de una estrella cercana '.
Los tamaños relativos del Sistema Solar interior, el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort. (Crédito: NASA, William Crochot)
Además, Baxter y su equipo también detectaron un indicio de una señal alrededor de algunas de las estrellas que consideraron en su estudio, específicamente en los sistemas Vega y Formalhaut. Usando estos datos, pudieron establecer restricciones sobre la posible existencia de EXOC a una distancia de 10,000 a 100,000 AU de estas estrellas, que coincide aproximadamente con la distancia entre nuestro Sol y la Nube de Oort.
Sin embargo, se necesitarán estudios adicionales antes de que se pueda confirmar la existencia de EXOC. Estas encuestas probablemente involucrarán a Telescopio espacial James Webb , cuyo lanzamiento está programado para 2021. Mientras tanto, este estudio tiene algunas implicaciones bastante significativas para los astrónomos, y no solo porque implica el uso de mapas CMB existentes para estudios extrasolares. Como dijo Baxter:
“Simplemente detectar una nube exo-Oort sería realmente interesante, ya que, como mencioné anteriormente, no tenemos ninguna evidencia directa de la existencia de nuestra propia nube Oort. Si consiguiera una detección de una nube exo-Oort, en principio podría proporcionar información sobre los procesos relacionados con la formación de planetas y la evolución de los discos protoplanetarios. Por ejemplo, imagina que solo detectamos nubes exo-Oort alrededor de estrellas que tienen planetas gigantes. Eso proporcionaría una evidencia bastante convincente de que la formación de una nube de Oort está conectada a planetas gigantes, como sugieren las teorías populares sobre la formación de nuestra propia nube de Oort '.A medida que nuestro conocimiento del Universo se expande, los científicos se interesan cada vez más en lo que nuestro Sistema Solar tiene en común con otros sistemas estelares. Esto, a su vez, nos ayuda a aprender más sobre la formación y evolución de nuestro propio sistema. También proporciona posibles pistas sobre cómo cambió el Universo con el tiempo, y tal vez incluso dónde se podría encontrar vida algún día.
Otras lecturas: arXiv