Articles

Un asteroide provinent d’una estrella llunyana visita el Sistema Solar

Crèdits
NASA
Tipus
Monogràfics
A càrrec de
Jordi Miralda, ICREA-ICCUB
Data
Idioma
CA

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  dgas  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.   Lestimaci´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.

Activitats i Notícies relacionades

Materials relacionats

Articles
L’obra lul·liana i la ciència moderna. Una revisió crítica sobre el pensament de Ramon Llull.
Ramon Llull creia que posseïa un mètode general, basat en la raó i no només en la fe, per trobar la veritat en qualsevol branca del saber, que podia aplicar-se de forma mecànica i infal·lible. Però l’aplicació pràctica d’aquest mètode que ell va anomenar «Art» no queda mai clara en la seva obra, ni en la forma com Llull arriba a les seves conclusions. La seva proposta és en realitat molt confusa, perquè Llull sempre va considerar que la il·luminació i la inspiració en Déu eren la principal font del saber, sense deixar mai clara la frontera entre raó i fe en el seu pensament. És en aquest context de l’Art de Ramon Llull que se li han atribuït uns mèrits i un impacte sobre el desenvolupament de la lògica i la ciència fins a l’actualitat que considero discutibles i, en alguns casos, molt exagerats (s’ha arribat a anomenar Llull precursor de la informàtica).
Autor
Jordi Miralda, ICREA-ICCUB
Font
Revista Mètode
Idioma
CA