3 jun. 2018

¿La humanidad ignora nuestra primera oportunidad para una misión a un objeto de la nube Oort?


Una vista logarítmica de nuestro Sistema Solar, que se extiende hasta las estrellas más cercanas, muestra la extensión del cinturón de asteroides, el cinturón de Kuiper y la nube de Oort. Mientras que las estrellas que pasan a través de la nube de Oort pueden ser comunes, y fueron particularmente comunes en los días jóvenes del Sistema Solar, se desconoce si alguno de los objetos que hemos descubierto hasta ahora provienen de más allá del cinturón de Kuiper.
Sedna podría ser el primer objeto conocido de la nube interna de Oort. Pero se está acabando el tiempo para crear y poner en marcha una misión. 

En 2003, los científicos descubrieron un objeto más allá de Neptuno que era diferente a cualquier otro: Sedna. Si bien había planetas enanos más grandes más allá de Neptuno, y cometas que viajaban más lejos del Sol, Sedna era único por lo lejos que siempre permanecía del Sol. Siempre permaneció más del doble de distancia del Sol que Neptuno, y alcanzaría una distancia máxima de casi mil veces más que la distancia Tierra-Sol. Y a pesar de todo eso, es extremadamente grande: quizás tenga unos 1000 kilómetros de diámetro. Es el primer objeto que hemos encontrado que podría haberse originado en la nube de Oort. Y sólo tendremos dos oportunidades si queremos enviar una misión allí: en 2033 y 2046. En este momento, ni siquiera hay una misión propuesta por la NASA que considere esta posibilidad. Si no hacemos nada, la oportunidad simplemente nos pasará. 

El objeto observado, Sedna, que fue el primer objeto completamente desprendido que se haya descubierto. Sedna nunca se acerca a menos de las 75 UA del Sol, apuntando hacia un posible origen en la la nube de Oort. (NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC-Caltech))

A medida que se viaja más lejos del Sol, más allá de los planetas rocosos, del el cinturón de asteroides y los gigantes gaseosos, el Sistema Solar simplemente no termina. Está el cinturón de Kuiper, hogar de innumerables cuerpos helados, que varían en tamaño desde planetas enanos como Eris y Plutón hasta objetos del tamaño de un cometa e incluso más pequeños. Más allá de eso yace el disco disperso: cuerpos que una vez se acercaron a Neptuno y fueron arrojados a órbitas más excéntricas, a menudo llevándolos cientos de unidades astronómicas del Sol. Si vamos incluso más lejos nos encontramos con objetos separados: cuerpos que nunca se acercan a ninguno de los planetas principales y que tienen perihelia incluso más grande que cualquier cosa del cinturón de Kuiper o el disco disperso. Pero lo más distante de todos serían los objetos que se originan en la nube de Oort: miles de unidades astronómicas de distancia y representativos del borde de nuestro Sistema Solar. 

En función de sus parámetros orbitales, la mayoría de los objetos que van más allá de Neptuno pertenecen a algunas categorías bien conocidas, como el cinturón de Kuiper o el disco disperso. Los objetos separados son raros, con Sedna quizás el objeto más excepcional de todos, tanto por su tamaño como por sus parámetros orbitales. 
Pero incluso todavía no se ha demostrado que exista la nube de Oort, aunque hay razones de observación teóricas e indirectas convincentes (como los cometas de período ultralargo o de órbitas hiperbólicas que hemos encontrado) para pensar que es real. En teoría, un conjunto de cuerpos distribuidos esféricamente que se formaron muy temprano, al mismo tiempo que el Sistema Solar, debería existir desde alrededor de las 1000 UA aproximadamente o hasta tal vez 1 o 2 años luz del Sol. 

En 2003, el equipo de Mike Brown, Chad Trujillo y David Rabinowitz descubrieron el primer objeto candidato a formar parte de la nube Oort: Sedna. 

Sedna tiene un afelio (su distancia más lejana al Sol) de alrededor de 900 UA, uno de los afelios más distantes conocidos. Pero su distancia más cercana al Sol (perihelio) es también muy grande, de 76 UA Sedna nunca se acerca lo suficiente a ninguno de los principales planetas para que una interacción gravitacional lo haya dispersado. 

Objeto distante 90377 Sedna, y su órbita, como se ve desde una vista superior y una vista lateral con respecto al resto del Sistema Solar. La órbita de Neptuno está en azul; Plutón está en rojo. Esta posición es precisa desde el 1 de enero de 2017.
Por lo tanto, hay especulaciones de que Sedna es el primer objeto que hemos descubierto que se originó en la nube de Oort. En los 15 años que han transcurrido desde su descubrimiento, sólo se ha descubierto un objeto similar a Sedna : 2012 VP113 , con un perihelio de 80 UA. 

Pero la mayor diferencia entre estos dos cuerpos es el tamaño: Sedna es enorme, con un diámetro de 1000 km , haciéndolo un poco más grande que el planeta enano Ceres. De hecho, los científicos sólo pudieron descubrirlo por lo grande, brillante y reflectante que es; hasta la fecha, es el único objeto aislado (o más allá) que se descubrió por obseración directa. 

Y aun así, solo lo vimos porque estaba bastante cerca del perihelio, en lugar del afelio, en el momento de su descubrimiento. 

Bajo un límite de tamaño de 10.000 kilómetros, hay dos planetas, 18 o 19 lunas, 1 o 2 asteroides y 87 objetos transneptunianos, la mayoría de los cuales aún no tienen nombres. Todos se muestran a escala, teniendo en cuenta que para la mayoría de los objetos transneptunianos, sus tamaños son solo aproximadamente conocidos. Sedna es notable por ser, de lejos, el único de estos objetos en alcanzar una distancia tan significativa del Sol. (Montaje de Emily Lakdawalla. Datos de NASA / JPL, JHUAPL / SwRI, SSI y UCLA / MPS / DLR / IDA, procesados ​​por Gordan Ugarkovic, Ted Stryk, Bjorn Jonsson, Roman Tkachenko y Emily Lakdawalla)
Sedna tarda aproximadamente 11 mil años en completar una órbita alrededor del Sol, y está a aproximadamente 85 UA de distancia a partir de hoy. Se está moviendo más cerca del Sol, y alcanzará el perihelio en 2075. Debido al tamaño, las características orbitales y el origen de Sedna, a menudo se lo considera el objeto transneptuniano más importante desde el punto de vista científico que se haya descubierto. Y si lo elegimos, podemos enviar una misión al Sistema Solar exterior para alcanzarlo a medida que se acerca a su perihelio. Pero debido a las particularidades orbitales de todos los planetas de nuestro Sistema Solar, realmente sólo tenemos dos oportunidades. 

Ambas oportunidades se acercan rápidamente: una es en el año 2033 y la otra en 2046. Si la comunidad realmente quiere aprender verdaderamente sobre esta fascinante reliquia de la formación de nuestro Sistema Solar, no se las puede desaprovechar. 

Mientras que la nube de Oort tiene la hipótesis de existir en un enorme enjambre parecido a una esfera, el cinturón de Kuiper en sí sigue siendo en su mayoría plano, alineándose con el plano invariable en el que orbitan los planetas. Los alcances más internos de la nube de Oort pueden estar donde los objetos como Sedna y / o 2012 VP113 originado. (NASA y William Crochot)
Las razones son simples. El acercamiento inminente de Sedna significa que no se tendrá la oportunidad de estudiarlo tan cerca del Sol por muchos milenios nuevamente. Actualmente, la NASA no tiene ninguna misión bajo consideración para explorar a Sedna. Sin embargo, para llegar a Sedna, la ruta más eficiente desde el punto de la energía sería usar una asistencia gravitatoria de Júpiter, y sólo hay dos ventanas donde la Tierra, Júpiter y Sedna están alineados adecuadamente para hacer ese lanzamiento en mayo de 2033 y junio de 2046. 

Si elegimos una de estas ventanas, podríamos llegar a Sedna después de un viaje de 24.5 años en el espacio. Si elegimos el lanzamiento 2033, eso correspondería a una llegada a finales de 2057, cuando Sedna estará a 77,27 UA del Sol. La ventana 2046 llegaría allí en diciembre de 2070, a 76.43 AU un poco más cerca 

Sedna logra tremendas distancias del Sol, y lleva más de 10.000 años completar una sola órbita. Pero a pesar de alcanzar una distancia máxima de casi 1,000 UA del Sol, llegará dentro de las 76 UA en aproximadamente 2075. Tenemos dos ventanas para alcanzarlo antes de ese evento, debido a la alineación de Sedna y la Tierra con Júpiter.  
Si bien estas cifras son desalentadoras, hay que parar a pensar en todo lo que se aprendió de la misión New Horizons. Sabemos cómo es Plutón, cuál es su geología, de qué está compuesta su atmósfera, sus diversos hielos, composiciones, el clima que experimenta, la extensión total de su sistema lunar, su topografía y mucho más. Ahora comprendemos más sobre cómo se formó nuestro Sistema Solar y los objetos jóvenes que se formaron en sus alrededores que nunca antes. Y lo hicimos con instrumentos que fueron diseñados y construidos a principios de la década de 2000. 

El lado oscuro (nocturno) de Plutón, que muestra capas de neblina atmosférica y posibles nubes bajas (primer plano) más cerca de la superficie. La tecnología que creó la imagen de Plutón tiene más de una década de antigüedad; la tecnología que podría equiparse en una misión a Sedna sería una década en el futuro. (NASA / JHUAPL / SwRI)
Ahora sólo hay que imaginar cuánto se aprenderá sobre esta nueva clase de objetos: cuerpos que se originaron mucho más allá de donde se formó el disco protoplanetario de nuestro Sistema Solar. Es para imaginar la cantidad de instrumentos que se diseñarán y construirán, y qué preguntas científicas se podrán responder, si se construye una misión durante los años 2020 o 2030. 

Esta es nuestra mejor oportunidad para explorar lo que posiblemente sea el objeto más singular y casual que pasará cerca de nuestro Sol durante miles de años, y si alguna vez creímos en el espíritu de la exploración espacial, esta es nuestra oportunidad de oro. 

Aunque Sedna se descubrió allá por el año 2003, solo se ha descubierto otro objeto, 2012 VP113 (que se muestra aquí), que está clasificado como Sednoide y que posiblemente se origina en la nube interna de Oort. Algunas personas prefieren la hipótesis del Planeta Nueve, pero eso es un desafío para Sedna. (Scott S. Sheppard / Carnegie Institution for Science)
¿Existe la nube de Oort? ¿Es Sedna, en términos de composición y sus propiedades geofísicas, claramente diferente de los objetos que se formaron en el cinturón de Kuiper? ¿Tiene su origen en la nube de Oort? En su tamaño extremo, ¿cuáles son sus propiedades de ciencia planetaria? ¿Tiene satélites o una atmósfera? ¿Hay ingredientes para la vida en él? 

Estas son algunas preguntas que, si se tiene curiosidad acerca de ellas, podrían ser respondidas si se diseña y construye una misión para llegar a Sedna. 

Este cuerpo no volverá por más de 10 mil años, y puede ser el objeto más grande y más lejano con el que tendremos la oportunidad de tener un encuentro cercano hasta su regreso. Las misiones tardan mucho tiempo en diseñarse, planificarse y ejecutarse, especialmente las más ambiciosas. Si queremos ir en 2033, el momento de comenzar a planificar es ahora.

Traducción y adaptación por: Prof. Mariano Miguel Lanzi

No hay comentarios: