El Sistema Solar acull un gran nombre d’asteroides. La majoria orbiten entre les `orbites de Mart i Ju´piter. El primer asteroide va ser descobert el 1801; el 1900 ja se’n coneixien prop de 500, i actualment les t`ecniques modernes per cartografiar l’espai han perm`es descobrir-ne centenars de milers. Un dels telescopis que s’ocupa d’explorar el cel, prenent imatges d’`arees extenses de forma frequ¨ent i buscant el rastre llumin´os que deixa un asteroide en moviment, ´es el PANSTARRS 1, situat a Hawaii. El 20 d’octubre el PANSTARRS va detectar un dels molts asteroides que es descobreixen cada dia, per`o aquest concretament presentava un comportament molt peculiar i diferent de tots els altres: a mesura que s’obtenien observacions per determinar-ne l’`orbita, quedava clar que el nou asteroide es movia molt m´es de pressa que qualsevol altre objecte conegut del Sistema Solar. Aquest moviment tan r`apid significava que aquest nou asteroide, anomenat A/2017 U1, no era un objecte del Sistema Solar, sin´o que venia d’una altra estrella.
Tots els objectes del Sistema Solar es mouen en `orbites el·líptiques, com va enunciar Kepler per primer cop al segle XVI. Aquest fet ´es el resultat del seu moviment sota l’atracci´o gravitat`oria del Sol, tal com va explicar Isaac Newton. A una certa dist`ancia del Sol, hi ha una velocitat m`axima a la qual pot moure’s un objecte que segueixi una traject`oria el l´ıptica. Si es mogu´es m´es de pressa, hauria de seguir una hip`erbole, una traject`oria diferent que no ´es tancada i que implica que l’objecte s’escapar`a del Sistema Solar.
L’Asteroide A/2017 U1 ´es el primer objecte que s’ha observat movent-se en una `orbita hiperb`olica al voltant del Sol. Va arribar al Sistema Solar provinent de l’espai interestel·lar, amb una velocitat de 26 quil`ometres per segon. En apropar-se al Sol es va accelerar, assolint els 87 quil`ometres per segon en la seva m`axima aproximaci´o el 9 de setembre, quan es va acostar m´es a prop del Sol que el planeta Mercuri. En el seu cam´ı de sortida es va apropar a la Terra durant el mes d’octubre, cosa que el va fer m´es f`acilment visible i va permetre que fos descobert pel PANSTARRS. Tot i així les reduïdes dimensions de l’objecte, de nom´es 400 metres de di`ametre, fan que s’observi nom´es com un punt de llum molt feble i dif´ıcil de detectar fins i tot en el tram del seu recorregut m´es proper a la Terra. Actualment s’est`a allunyant, en el seu camí de retorn cap a la fredor de l’espai interestel·lar on probablement s’hi va estar milers de milions d’anys abans de topar per casualitat amb el Sistema Solar.
Els astr`onoms han estat pensant durant molts anys que, si la majoria de les estrelles de la Via L`actia formessin sistemes planetaris al seu voltant d’una manera semblant a com els planetes es van formar al voltant del Sol, molts petits asteroides haurien d’haver estat llan¸cats a l’espai durant el proc´es de formaci´o planet`aria. Al voltant d’estrelles joves s’han observat discs de gas i pols protoplanetaris, on creiem que els grans de pols es van ajuntant gradualment per formar cossos m´es grans fins a arribar a ser asteroides. La cont´ınua coalesc`encia d’aquests asteroides portaria finalment a la formaci´o de planetes m´es grans, com la Terra. Per`o el descobriment d’una `amplia diversitat de planetes al voltant de moltes estrelles ha mostrat en els u´ltims anys que la majoria de sistemes planetaris tenen un aspecte for¸ca diferent al del nostre Sistema Solar: sovint trobem planetes tan massius com Júpiter situats molt a prop de les seves estrelles. Aquests planetes extremadament massius no poden estar fets de material roc´os, sin´o que estan fets majorit`ariament d’hidrogen gas´os, i s’han de formar lluny de l’estrella, on el gas hidrogen pugui ser acretat. Per aquest motiu els astrof´ısics han fet la hip`otesi que aquests plan- etes massius s’han traslladat des d’`orbites llunyanes en un proc´es anomenat ‘migraci´o radial’, situant-se finalment en petites `orbites prop de les seves estrelles (sovint m´es a prop del que es troba Mercuri del Sol).
La migraci´o radial de planetes massius la pot produir la interacci´o entre material del disc proto- planetari i el planeta. A mesura que el gas, la pols i les roques en el disc s’apropen al planeta massiu, l’esparciment gravitacional d’aquest material condueix a la p`erdua d’energia del planeta i el seu despla¸cament cap a l’estrella, mentre que els objectes dispersats guanyen energia i es mouen cap enfora. De fet, algunes de les petites roques o asteroides que interactuen amb el planeta poden rebre grans batzegades per canviar la velocitat, i ser directament expulsats del camp d’atracci´o gravitat`oria de la seva estrella. D’aquesta forma, molts petits asteroides poden convertir-se en rodamóns interestel·lars.
Aquest ´es l’origen que sembla m´es probable per l’asteroide d’`orbita hiperb`olica que s’acaba de descobrir: possiblement es va formar al voltant d’una de les cent mil milions d’estrelles que poblen el disc de la nostra gal`axia, quan la seva estrella progenitora era molt jove i estava envoltada per un disc protoplanetari que contenia un gran nombre d’asteroides i en qu`e els planetes es formaven i migraven radialment. De fet, aquest asteroide, malgrat haver-se acostat molt al Sol, no s’ha transformat en cometa per evaporaci´o de gels en una cua comet`aria, i per tant hauria d’haver sigut expulsat des de regions properes a l’estrella, on la calor impedeix la condensaci´o de gels i fa que els asteroides continguin u´nicament material roc´os.
Al llarg dels 10 mil milions d’anys d’hist`oria de la Via L`actia, les estrelles s’han anat formant en el seu disc a un ritme m´es o menys constant, i per tant aquest asteroide pot haver estat expulsat de la seva estrella progenitora en qualsevol moment aleatori dels u´ltims 10 mil milions d’anys. L’estrella de la qual prov´e probablement es troba molt lluny de nosaltres en aquest moment, i l’asteroide segurament s’ha passat milers de milions d’anys en la solitud de l’espai interestel·lar, tot orbitant v`aries vegades al voltant de la nostra Gal`axia. Aquesta hist`oria ´es consistent amb la velocitat de 26 quil`ometres per segon a la qual l’asteroide s’estava movent quan es va apropar al Sol: ´es la t´ıpica difer`encia de velocitats entre estrelles ve¨ınes pertanyents al disc de la nostra Gal`axia.
Quina probabilitat hi ha que un asteroide perdut entre els estels s’apropi tant a la Terra com s’ha acostat A/2017 U1? La resposta dep`en de quants d’aquests asteroides s´on llan¸cats a l’espai per cada estrella al llarg del seu per´ıode de vida. L’estimaci´o m´es optimista que podem fer ´es que cada estrella de la Via L`actia es va formar amb un disc protoplanetari que contenia una massa semblant a la de la pr`opia estrella, i que tota la pols continguda en aquesta massa va formar asteroides. Si una gran part d’aquests asteroides poden acabar essent expulsats a l’espai interestel·lar per planetes tipus Ju´piter durant el proc´es de migraci´o, es podria estimar que uns 1015 asteroides semblants al A/2017 U1 serien expulsats per cada estrella. Amb una poblaci´o total de 1011 estrelles a la Via L`actia, podr´ıem tenir uns 1026 asteroides errants amb un di`ametre de m´es de 400 metres orbitant pel disc de la Via L`actia. Aquest nombre d’asteroides interestel·lars implicaria que, en un moment qualsevol, n’hi hauria uns quants passant dins de l’`orbita de Saturn (o una dist`ancia del Sol 10 cops m´es gran que l’`orbita de la Terra). Aquests objectes serien extremadament difícils de detectar si no s’acosten molt a la Terra, i amb aquestes quantitats, potser nom´es un asteroide cada 30 anys s’aproparia tant com ho ha fet el A/2017 U1.
El descobriment d’aquest asteroide en una `orbita hiperb`olica t´e, per tant, implicacions profundes: primer, per tal que la probabilitat de topar-se amb aquest objecte sigui raonable, la majoria d’estrelles haurien d’expulsar cap a l’espai una enorme quantitat d’asteroides, amb una massa total de material roc´os semblant al contingut actual en tots els planetes del Sistema Solar; segon, si podem millorar la nostra capacitat de rastreig per buscar asteroides m´es febles que passen pel Sistema Solar, n’haur´ıem de descobrir molts m´es. De fet, s’espera una gran millora en la nostra capacitat per detectar asteroides febles movent-se a gran velocitat quan el Large Synoptic Survey Telescope (LSST) comenci a observar tot el cel cada 4 dies, amb una sensibilitat per detectar objectes que s´on 30 vegades menys brillants que l’asteroide A/2017 U1 quan estava m´es proper a nosaltres.
La possibilitat d’explorar en detall aquests asteroides visitants provinents d’altres estrelles ´es del tot fascinant. La naturalesa ens ofereix una oportunitat fant`astica per examinar la composició del material roc´os que hi ha en altres estrelles per fer planetes. Visitar directament sistemes planetaris d’altres estrelles no ´es factible amb la tecnologia actual, ateses les immenses dist`ancies que ens separen de les estrelles m´es properes, per`o podem estudiar aquests petits cossos provinents d’altres sistemes planetaris que estan visitant el nostre Sistema Solar. En un futur, podem concebre posar naus espacials orbitant el Sol en `orbites molt el·líptiques des de les quals, tan aviat com es detecta un asteroide interestel·lar, es pugui canviar d’`orbita per tal d’apropar-se a l’asteroide, llan¸car-hi un objecte dur i recollir una mostra de pols de l’asteroide que es desprendria despr´es de la col lisi´o a gran velocitat, i emportar-nos de tornada cap a la Terra la pols per tal d’analitzar-la en detall. Ens obriria una oportunitat fascinant d’aprendre sobre les variacions en la composici´o de cada element i els seus is`otops, i la formaci´o de planetes al voltant d’altres estrelles.
Mentre l’asteroide A/2017 U1 continua el seu cam´ı m´es enll`a de la Terra i del Sistema Solar, nom´es podem esperar l’apassionant ci`encia que vindr`a amb el nou camp de l’astronomia que s’ha estrenat amb aquest descobriment: la distribuci´o espacial i la composici´o dels rodamóns interestel·lars.
Sobre l'autor
El Jordi Miralda és professor ICREA, astrònom i director científic de l'Institut de Ciències del Cosmos. Doctor en Astrofísica per la Universitat de Princeton, va retornar a Catalunya com a professor ICREA l'any 2005. La seva recerca està centrada principalment en el camp de l'astrofísica teòrica, i pretén donar explicacions físiques sobre els fenòmens que observem a l'Univers. Tot i que els seus interessos engloben des de la formació de galàxies fins a la composició de l'Univers o la formació dels forats negres massius, durant els últims anys ha centrat els seus esforços en estudiar la distribució a gran escala del gas intergalàctic a través dels sondeigs de quásars. Actualment, investiga sobre les tècniques que indaguen en la naturalesa de la matèria fosca.
