Microsites 30/03/2021

Oumuamua, el primer objecte interstel·lar que ens va visitar podria ser un fragment de planeta fet de gel de nitrogen

Segons un nou estudi, podria ser un fragment d’un planeta extrasolar semblant a Plutó esculpit per les inclemències espacials fins a tenir forma de galeta

Dennis Overbye
7 min
L’Oumuamua s’ha representat habitualment com un objecte cilíndric, però les dades indiquen que té una forma més semblant a la d’una galeta.

Nova YorkEls astrònoms encara estan fascinats per un gran misteri del cel que ha resultat una mica frustrant: la naturalesa d’un estrany intrús, l’Oumuamua, que va travessar rabent el sistema solar el 2017. ¿Un cometa interestel·lar? ¿Un iceberg còsmic? ¿Un derelicte espacial alienígena?

Aquesta setmana dos astrònoms de la Universitat Estatal d’Arizona, Alan Jackson i Steven Desch, ens n’han donat l’explicació més convincent de totes les ofertes fins ara: l’Oumuamua era un fragment d’un planeta llunyà pertanyent a una altra estrella. Fa molt de temps, aquest planeta es va partir a causa d’una col·lisió amb un asteroide i un tros va sortir disparat per l’espai a tota velocitat. Com explica Desch en un comunicat difós per l’American Geophysical Union: “Aquesta investigació és apassionant perquè probablement hem resolt el misteri de l’Oumuamua, que podem identificar amb prou seguretat com un fragment d’un «exo-Plutó», un planeta semblant a Plutó pertanyent a un altre sistema solar. Fins ara no podíem saber si els altres sistemes solars tenen planetes com Plutó, però ara hem vist que un tros d’aquests planetes ha passat prop de la Terra”.

Jackson i Desch van anunciar les seves conclusions el 17 de març, a la 52a Conferència de Ciències Lunars i Planetàries i en un parell d’articles publicats al Journal of Geophysical Research: Planets. Les paraules clau són “probablement hem resolt”. Tot i que els astrònoms estan d’acord que el nou model podria donar resposta a algunes de les preguntes sobre el misteriós objecte, en queden moltes més encara pendents. “El que fa que l’Oumuamua sigui interessant i alhora frustrant és que cap de les teories és concloent”, diu Gregory Laughlin, un astrònom de Yale.

Un intrús al cel

El 19 d’octubre del 2017, uns astrònoms hawaians que exploraven la nit a la recerca d’asteroides assassins i altres fenòmens amb el telescopi Pan-STARRS1, situat a Maui, van veure per primera vegada aquest objecte misteriós, que s’allunyava veloç del sol a 80 quilòmetres per segon. Li van posar el nom d’Oumuamua, que en hawaià vol dir explorador o missatger. Però, quin era el missatge? La trajectòria de l’objecte indicava que venia de l’exterior del sistema solar i que, després d’un breu vol pels mons interiors del nostre sistema, es dirigia a les profunditats de l’espai. Quan el van detectar, ja havia deixat enrere la Terra. Els astrònoms van concloure, a partir de les variacions de la seva brillantor, que era un objecte més llarg que ample i que giravoltava.

Els científics creien, des de feia temps, que un cometa orfe seria potser el primer visitant interestel·lar que arribaria a la nostra regió, perquè els cometes, que viuen en núvols llunyans, es desprenen fàcilment de les seves estrelles. Però com que l’Oumuamua no tenia cua ni el núvol gasós que es forma al voltant del nucli del cometa, el van identificar provisionalment com un asteroide errant. S’ha difós força la imatge, obra d’un artista, que el representava com una roca vermellosa amb forma de puro. Per a alguns astrònoms s’assemblaria més a un pancake.

Però quan l’Oumuamua va sortir del sistema solar, es va accelerar. Els cometes solen actuar d’aquesta manera, impulsats pels rajos de gas i vapor de la seva superfície. O sigui que, potser sí que al cap i a la fi era un cometa, però força estrany. La il·lustració que acompanya les conclusions de Jackson i Desch el representa amb un aspecte semblant a una galeta salada o fins i tot un frisbi.

Il·lustració de l'Oumuamua, el primr objecte mai vist al sistema solar amb un orígen interestel·lar.

Gel de nitrogen

El misteri es va accentuar el 2018 arran del descobriment del 2I/Borisov, un altre intrús interestel·lar que tenia un comportament més semblant al d’un cometa normal. Les publicacions científiques anaven plenes de teories i models. L’any passat, Gregory Laughlin, de Yale, i el seu alumne Darryl Seligman, ara a la Universitat de Chicago, van plantejar la possibilitat que l’Oumuamua fos un iceberg còsmic d’hidrogen que s’hauria format al centre fred i fosc d’un núvol molecular, una d’aquelles enormes barreges de gasos primordials que donen origen a les estrelles. Hi havia un problema, però: és difícil explicar com pot ser que l’hidrogen, que es congela a una temperatura d’uns 3 graus Kelvin, es mantingui congelat durant el llarg viatge des del seu naixement fins aquí.

Inspirant-se en la idea del gel d’hidrogen, Jackson i Desch han investigat altres tipus d’icebergs que podrien encaixar-hi. Finalment, van pensar en els de nitrogen. “A la natura no hem vist mai cap exemple de gel d’hidrogen”, diu Desch en un correu electrònic. Però quan el 2015 la sonda espacial New Horizonses va aproximar a Plutó, fins aleshores no explorat, va trobar un món recobert de glaceres de nitrogen.

Segons el que Desch i Jackson van escriure en un dels seus articles: “Oumuamua era petit, llarg com la meitat d’una illa de cases i gruixut com un edifici de tres pisos, però era molt brillant. La brillantor és gairebé la mateixa que la de les superfícies de Plutó i Tritó, que també estan cobertes de gel de nitrogen”. Tritó és una lluna de Neptú.

Segons la hipòtesi preferida per Desch i Jackson, un naixent Oumuamua va ser colpejat fa uns 500 milions d’anys per un objecte semblant a Plutó, que girava al voltant d’una estrella distant. Al començament devia ser arrodonit, però els rajos còsmics el van anar esculpint mentre es desplaçava per l’espai. Quan va entrar al nostre sistema solar, cap al 1995, ja havia perdut la meitat de la seva massa originària. Segons els investigadors, és probable que durant el seu trajecte prop del Sol es fongués fins a aplanar-se, com una pastilla de sabó a la dutxa. Quan va sortir del sistema solar, impulsat per l’efecte de l’evaporació del nitrogen, semblant a un coet, només en quedava el 10%.

Segons Desch, el nitrogen se sublima a uns 25 graus Kelvin: “Calculem que l’Oumuamua va arribar a temperatures entre els 45 i els 50 graus Kelvin quan girava al voltant del Sol, i per això va començar a sublimar-se en gas de nitrogen a tot drap, i d’aquí ve la gran pèrdua de massa”. Com concloïen Desch i Jackson en el seu estudi: “Aquesta proposta que presentem ara sobre la possibilitat que l’Oumuamua sigui un fragment de gel de nitrogen té un avantatge clau: pot explicar les seves característiques observacionals més importants i alhora aclareix per què el material d’aquest compost es troba al sistema solar. Així doncs, arribem a la conclusió que l’Oumuamua és un exemple d’un objecte poc corrent però gens exòtic: un fragment diferenciat d’un planeta semblant a Plutó procedent d’un altre sistema estel·lar”. Però aquí no s’acaba la història, esclar.

En un correu electrònic, l’astrofísic de Harvard Avi Loeb objectava, entre altres coses, que si l’Oumuamua estigués fet de nitrogen, també hauria de contenir carboni (no detectat pel telescopi espacial Spitzer), perquè tant el nitrogen com el carboni són produïts conjuntament per un cicle termonuclear de carboni-nitrogen-oxigen a les estrelles. I Desch li va contestar per correu electrònic: “Així parla un cosmòleg!” Després assenyalava, però, que els planetes tenen mitjans per garbellar i separar els elements amb què neixen. En cas contrari, l’atmosfera terrestre, composta per un 79% de nitrogen, hauria de tenir un percentatge més elevat de carboni, en lloc d’una dècima part de l’1%. O, com va assenyalar un altre astrònom, els Grans Llacs serien plens d’aigua amb gas.

Desch va recalcar, a més, que el color vermellós de l’Oumuamua coincideix amb la vermellor del gel de Plutó, que té un 0,1% de carboni en forma de metà. Un altre problema són les estadístiques. ¿Com és possible que aquests icebergs còsmics siguin tan habituals -més de 50 bilions per any llum cúbic d’espai, segons els càlculs de Laughlin- que el projecte Pan-STARRS ja n’hagi descobert un després de només cinc anys de recerca? “Això representa una gran pressió sobre la galàxia per fabricar exo-Plutons”, afirma Laughlin. Si això és cert, l’Oumuamua ha sigut només la punta d’un iceberg insospitat, per dir-ho d’alguna manera, que és exactament el que defensen Desch i Jackson.

Una qüestió de sort?

Com assenyala Desch, són moltes les coses que s’expulsen dels sistemes planetaris; els estudis antics donaven per fet que aquests objectes expulsats serien igual de grans que els cometes i, per tant, calculaven que n’hi havia molts menys. Però si són més petits, hi pot haver molts més fragments volant i, per tant, una cosa com l’Oumuamua no hauria de ser cap anomalia. “De moment, entre els objectes interestel·lars ja hi hem vist un fragment de gel de nitrogen i un cometa”, escriu en un correu electrònic. Segons els seus càlculs, aquestes xifres són el que més o menys es podien esperar: “Potser hem tingut una mica de sort de veure’n un tan aviat, però no ha sigut cap casualitat. És un objecte corrent que ha entrat al nostre sistema solar”. Si allà dalt se’n poden veure més, els hauria de detectar aviat l’Observatori Vera Rubin, un telescopi gegant que hi ha a Xile i que aquesta mateixa dècada començarà a vigilar el cel.

Altres astrònoms proposen una mecànica de creació diferent, segons la qual les forces de les marees esmicolarien un planeta al passar prop de la seva estrella. Això donaria lloc a uns fragments encara més oblongs, més semblants a un puro que a una galeta, cosa que, segons Laughlin, posaria en dubte la teoria del gel de nitrogen. Aquesta polèmica es podrà resoldre amb unes imatges millors quan arribi el pròxim intrús interestel·lar, si és que arriba.

Però, com diu Laughlin, la natura potser serà qui riurà l’última: “Tenint en compte la regla segons la qual el 99% de les idees xules que se t’acudeixen acostumen a no funcionar, crec que l’aposta intel·ligent seria pensar que no es tornarà a observar mai més un objecte amb unes peculiaritats tan característiques com les de l’Oumuamua”.

stats