Un asteroide extrasolar orbita alrededor del Sol desde hace 4.500 millones de años

Este objeto existente en las inmediaciones de Júpiter gira en sentido contrario al de los demás cuerpos, de acuerdo con un estudio realizado mediante simulaciones computacionales

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – El Sistema Solar es mucho más vasto y complejo de lo que comúnmente se supone. Se estima que el predominio del campo gravitacional del Sol sobre los campos gravitacionales de las estrellas cercanas se extiende hasta aproximadamente dos años luz (125 mil unidades astronómicas). Esto significa que la luz que emite el Sol tarda aproximadamente dos años para llegar hasta los confines del Sistema Solar. 

En ese enorme nicho gravitacional se anidan y orbitan millones de objetos: planetas, lunas, cometas, asteroides, meteoroides, etc. En ese conjunto, un objeto se diferencia de todos los demás y constituye, por decirlo de algún modo, “un extraño en el nido”: se trata del asteroide (514107) 2015 BZ509.

Su peculiaridad reside en su trayectoria retrógrada, es decir que orbita alrededor del Sol en el sentido contrario al de los demás cuerpos. El sentido retrógrado de su movimiento combinado con la estabilidad de su órbita de acuerdo con la edad del Sistema Solar legitiman la interpretación de que (514107) 2015 BZ509 es un objeto de origen extrasolar capturado por el campo gravitacional de Júpiter al final de la época de la formación de los planetas. Un estudio basado en una robusta simulación computacional corroboró ahora esta hipótesis. Y un artículo al respecto salió publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-Letters. 

Maria Helena Moreira Morais, docente del Instituto de Geociencias y Ciencias Exactas de la Unesp – Universidade Estadual Paulista (en su campus de la localidad de Rio Claro, São Paulo, Brasil) y coautora del artículo junto a Fathi Namouni, del Observatoire de la Côte d’Azur (Francia), contó con el apoyo de la FAPESP en su participación en este estudio en el marco del proyecto intitulado “Tópicos de la dinámica orbital y métodos de aprendizaje de máquinas para el análisis de datos de sistemas planetarios”.

“Ya habíamos elaborado una teoría que explica el movimiento de este asteroide. Y en 2017 publicamos un artículo al respecto en la revista Nature (lea más en: agencia.fapesp.br/25305). 

“Para intentar comprender el origen de este objeto, posteriormente realizamos simulaciones a gran escala que resultaron en este nuevo artículo que salió publicado ahora en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-Letters”, declaró Moreira Morais a Agência FAPESP.

La necesidad de la simulación a gran escala obedece a dos factores: primeramente al margen de error de las observaciones astronómicas referentes a las orbitas de los cuerpos celestes; y en segundo lugar, al hecho de que la interacción gravitacional con los planetas del Sistema Solar introduce en los movimientos un componente caótico, de manera tal que una diferencia muy pequeña en las condiciones iniciales puede resultar en diferencias enormes al cabo de miles de millones de años. 

“Para superar estos problemas tuvimos que hacer un estudio estadístico sumamente pesado, simulando un millón de órbitas. Nunca se habían realizado estudios a esa escala anteriormente. Generalmente las simulaciones contemplan a lo sumo mil posibilidades”, dijo la investigadora.

Las simulaciones incluyeron el efecto gravitacional de los planetas y también el efecto gravitacional de la Galaxia, pues para objetos alejados del Sol ese componente resulta relevante. Y permitieron trazar nuevamente la trayectoria de (514107) 2015 BZ509 hace 4.500 millones de años, en la época correspondiente al final de la etapa de formación de los planetas. Se verificó así que su órbita permaneció estable desde entonces, dentro de los límites del margen de error.

Esto permitió diferenciar claramente a (514107) 2015 BZ509 con respecto a otros asteroides situados en órbitas retrógradas y pertenecientes al grupo de los Centauros. Éstos son asteroides comunes que fueron arrojados hacia los confines del Sistema Solar, a la región denominada Nube de Oort, debido a la inestabilidad gravitacional que generó el rápido crecimiento de los planetas gigantes.

Las trayectorias de estos Centauros tenían inicialmente el mismo sentido de las trayectorias de los demás cuerpos del Sistema Solar. Pero debido a su gigantesca distancia con relación al Sol, pasaron a sufrir un relevante influjo gravitacional de la Galaxia que alteró sus movimientos, haciendo que algunos se volviesen retrógrados. Este proceso tardó alrededor de 1.000 millones de años. Posteriormente, algunos Centauros fueron atraídos nuevamente hacia la región de influencia de los planetas gigantes.

El estudio estadístico demostró que nada de ello sucedió con (514107) 2015 BZ509. Éste ocupa establemente la franja correspondiente a la órbita de Júpiter desde hace al menos 4.500 millones de años. Es un coorbital retrógrado de Júpiter. 

“La conclusión que se impone indica que este asteroide no se originó en el Sistema Solar: se habría descarriado del sistema de una estrella vecina y así terminó siendo capturado por el poderoso campo gravitacional de Júpiter. Es el sincronismo con Júpiter lo que dota de estabilidad a su órbita”, dijo Moreira Morais.

Oumuamua

La migración de objetos de un sistema a otro no es algo imposible. El Sol se formó junto a otras estrellas en una cuna estelar, por eso la densidad de estrellas en las cercanías del Sol en el pasado era mayor que en la actualidad. Las estrellas vecinas se apartaron posteriormente. Estudios recientes muestran que la propia nube de Oort puede estar constituida en parte por objetos capturados que pertenecían a otras estrellas en la infancia del Sistema Solar.

“A finales de 2017, nuestro sistema recibió la visita de otro asteroide extrasolar: el Oumuamua [cuyo nombre significa “mensajero lejano que llegó primero” en hawaiano]. Pero llegó a tamaña velocidad que la atracción del Sol provocó en su trayectoria tan sólo una pequeña curva que la volvió hiperbólica. Si hubiera venido a una menor velocidad, su trayectoria se habría vuelto elíptica y ese asteroide habría sido capturado por el Sistema Solar”, dijo Moreira Morais.

El estudio del (514107) 2015 BZ509 aún no ha culminado. A decir verdad, recién está empezando. Este objeto es un testigo de la infancia del Sistema Solar. Y podrá suministrar información sumamente valiosa sobre el ambiente que imperaba en las cercanías del Sol cuando se formó el Sistema. 

“Quizá podamos avanzar más si logramos determinar su composición química. Dado que los sistemas estelares tienen composiciones químicas distintas, los asteroides inmigrantes como (514107) 2015 BZ509 pueden haber enriquecido al Sistema Solar con elementos que no existían por acá originariamente. Y así es posible que puedan haber contribuido al surgimiento de la vida en la Tierra”, dijo Moreira Morais.

Puede accederse al artículo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-Letters con el título de An interstellar origin for Jupiter’s retrograde co-orbital asteroid (DOI:10.1093/mnrasl/sly057), de F. Namouni & M.H.M. Morais, en el siguiente enlace: academic.oup.com/mnrasl/article-abstract/477/1/L117/4996014?redirectedFrom=fulltext.