Cómo una estrella que pasa ilumina el cielo antiguo

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Durante millones de años, todos los seres humanos, tanto tempranos como modernos, tuvieron que encontrar su propia comida y se vieron obligados a pasar la mayor parte del día recolectando plantas y cazando animales para poder sobrevivir. Entonces, solo en los últimos 12,000 años, nuestra especie hizo la transición revolucionaria de ser cazadores y recolectores, a poder producir nuestra propia comida. Sin embargo, hace unos 74,000 años, los humanos modernos casi se extinguieron como resultado de dramáticos cambios climáticos, y la población humana puede haberse reducido a solo alrededor de 10,000 adultos en edad reproductiva. Fue alrededor de esta época, hace aproximadamente 70,000 años, cuando una pequeña estrella rojiza flotó cerca de nuestro sistema solar y sacudió gravitacionalmente los cometas y asteroides, enviándolos gritando hacia adentro hacia nuestro joven Sol. En marzo de 2018, un equipo de astrónomos de la Universidad Complutense de Madrid en España y la Universidad de Cambridge en Inglaterra anunció que había verificado que el movimiento de algunos de estos cometas y asteroides se había efectuado en ese encuentro estelar cercano.

En un momento en que los humanos modernos comenzaban a emigrar de África y los neandertales moraban con ellos en la Tierra, la estrella de S. cholz, llamada así por el astrónomo alemán que lo descubrió, flotaba a menos de un año luz de nuestro Sol. Actualmente, esta pequeña estrella roja está a casi 20 años luz de distancia, pero hace 70,000 años se creó un desastre cuando se adentró en la Nube de Oort de nuestro Sistema Solar, un depósito remoto de objetos trans-neptunianos (TNO) ubicado en los límites exteriores de nuestra Sistema solar. Las TNO son núcleos de cometas helados y polvorientos que habitan en la lejana y profunda congelación de la región de impacto gravitatorio de nuestro Sol.

Este descubrimiento se hizo público por primera vez en 2015 por un equipo de astrónomos dirigido por el Dr. Eric Mamajek de la Universidad de Rochester en Nueva York (EE. UU.). Los detalles de ese catastrófico sobrevuelo estelar, el más detallado documentado hasta ahora, se publicaron en el número del 10 de febrero de 2015 de The Astrophysical Journal Letters.

Naves estelares que pasaron en la noche

Nuestro Sol es una estrella voluntaria, pero aunque vive solo, a veces recibe visitas. Tal visitante fue la tenue y extraña estrella de Scholz cuando visitó nuestro Sistema Solar. Se cree que este defecto, pequeño invasor estelar, se deslizó a través de la Nube de Oort , la cáscara remota de los núcleos de los cometas que rodea todo nuestro Sistema Solar.

La estrella de Scholz es una estrella enana roja de baja masa que es miembro de un sistema binario, y tiene una masa insignificante de solo el 8% de la de nuestro Sol. El otro miembro del dúo es una enana marrón , una estrella descolorida, que es incluso más pequeña que la estrella de Scholz con una masa de solo un 6% de masas solares. Las estrellas enanas rojas son las estrellas verdaderas más pequeñas del Cosmos, así como las más numerosas y longevas. En contraste, las pequeñas enanas marrones son pequeñas y fascinantes fallas estelares. Esto se debe a que, a pesar de que las enanas marrones nacen de la misma manera que las verdaderas estrellas, del colapso de una mancha especialmente densa de material incrustado en una de las muchas nubes moleculares gigantes, oscuras y frígidas que acechan nuestra Vía Láctea. -Nunca logran ganar suficiente peso para encender su fuego estelar de fusión nuclear. Aunque las pequeñas enanas marrones no adquieren suficiente masa para comenzar el proceso de fusión nuclear , son aún más masivas que los planetas gigantes gaseosos , como Jupiter, el gigante manchado y anillado de nuestro propio Sistema Solar. Las estrellas enanas rojas , en contraste, lograron adquirir suficiente masa para comenzar el proceso de fusión nuclear, que produce suficiente presión para luchar contra la fuerza de la gravedad , manteniendo así a la estrella en movimiento contra su propio colapso fatal. La presión de radiación empuja el material estelar fuera y lejos de la estrella, mientras que la gravedad trata de apretar todo. Las dos fuerzas en guerra ayudan a una estrella a mantener el equilibrio estelar, pero el final debe llegar, tarde o temprano. Tan pronto como la estrella termina de quemar su suministro necesario de combustible de fusión nuclear , mediante el cual fusiona elementos atómicos más pesados ​​de los más ligeros, la gravedad gana la guerra contra su rival, y la estrella colapsa. Sin embargo, es probable que aún no haya estrellas enanas rojas muertas en el Cosmos . Las estrellas pequeñas toman sus “vidas” estelares fáciles y queman su combustible , muy, muy lentamente. De hecho, es probable que se pierdan billones de años para que una enana roja perezca, y Nuestro Universo no tiene ni siquiera 14 mil millones de años. En contraste, las estrellas masivas viven rápido y mueren jóvenes, y algunas solo pueden “vivir” para millones, en lugar de miles de millones, y mucho menos trillones, de años. Nuestro Sol es una pequeña estrella, pero es mucho más masivo que una enana roja. Nuestra estrella tiene aproximadamente 4.560 millones de años, y le quedan otros 5.000 millones de años antes de que se desprenda de sus capas gaseosas externas, dejando atrás su núcleo de reliquia en forma de un objeto diminuto de sustancia llamada enana blanca.

La estrella de Scholz es un habitante de la constelación de Monoceros , que se encuentra a unos 20 años luz de la Tierra. Sin embargo, cuando la pequeña enana roja falsa rozó de cerca a nuestro joven Sistema Solar en la prehistoria de la Tierra hace miles de años, habría aparecido como una estrella de magnitud 20. Esto es aproximadamente 50 veces más dolor del que se puede ver normalmente con el ojo humano desnudo en la noche. Sin embargo, la estrella de Scholz es muy activa magnéticamente, y esto puede hacerla “flare”. Por un breve momento brillante en una escala de tiempo cosmológica, la estrella de Scholz puede volverse miles de veces más brillante. Esto significa que es absolutamente posible que la estrella de Scholz fuera visible para nuestros antiguos prehistóricos hace 70,000 años, por minutos u horas durante sus raros episodios de quema.

La estrella de Scholz tiene un diseño más específico WISE J072003.20-084651.2 . Obtuvo su apodo menos técnico para honrar al astrónomo Dr. Ralf-Dieter Scholz del Leibniz-Institut fur Astrophysik Potsdam (AIP) en Alemania. El Dr. Scholz es el primero en anunciar el descubrimiento de la tenue pequeña enana roja a finales de 2013. El componente WISE del nombre formal de la estrella de Scholz se refleja en la misión del Explorador de Encuestas de Infrarrojos de Campo Amplio (WISE) de la NASA, responsable del mapeo de todo el cielo. en luz infrarroja en 2010 y 2011. La parte J del diseño formal se refiere a las coordenadas de la enana roja .

La trayectoria de la pequeña estrella sugiere que hace 70,000 años flotaron alrededor de 52,000 unidades astronómicas (UA) de la Tierra (0,8 años luz), lo que equivale a 5 billones de millas. Una UA es equivalente a la distancia promedio entre el Sol y la Tierra, que es de aproximadamente 93,000,000 millas. Los autores del artículo de 2015 señalaron que están 98% seguros de que la estrella de Scholz rozó Oort Cloud , un dominio misterioso e inexplorado ubicado en el borde de nuestro Sistema Solar. En general, se piensa que la Nube de Oort es el hogar de trillones de núcleos de cometas helados, brillantes y helados que se encuentran a una milla (o más) de ancho. También se cree que esta nube distante es el origen de cometas de largo período que giran en órbita alrededor de nuestro Sol después de que sus órbitas hayan sido interrumpidas gravitacionalmente.

La Nube de Oort se llama así por sus dos descubridores, el astrónomo holandés Jan Oort (1900-1992) y el astrónomo estonio Ernst Opik (1893-1985). Esta concha esférica es el hábitat de los planetesimales helados , que han quedado de la formación de nuestro Sistema Solar hace más de 4.500 millones de años. Los planetesimales helados fueron los bloques de construcción del cuarto de los planetas gaseosos gigantes que habitan el Sistema Solar exterior: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. En contraste, los asteroides, que se encuentran principalmente en el Cinturón de Asteroides Principal entre Marte y Júpiter, son la población reliquia de planetesimales rocosos y metálicos que forman el cuarto de los planetas sólidos del Sistema Solar interno: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. En el sistema solar primitivo, los planetesimales, tanto helados como rocosos, chocaron entre sí y se fusionaron para crear cuerpos cada vez más grandes, formando así los planetas familiares de la familia de nuestro Sol. Se cree que la nube de Oort rodea nuestro Sistema Solar a una distancia de hasta 100.000 UA, lo que lo sitúa a medio camino de la estrella más cercana a nuestro Sol, que es Proxima Centauri.

El Cinturón de Kuiper y el Disco Dispersado, que también albergan objetos congelados como cometas, están a menos de una milésima parte de nuestro Sol como la Nube de Oort . El borde más exterior de la Nube de Oort marca el límite de la región de influencia de nuestra Estrella. Es el límite de la dominación gravitatoria de nuestro Sol.

En general, se cree que la Nube de Oort está compuesta de dos regiones: una nube interna en forma de disco llamada la nube de Hills , y una nube externa esférica . La mayoría de los habitantes remotos y congelados de la Nube de Oort están formados por hielos, como hielo de agua, hielo de metano y hielo de amoníaco.

Nuestro Sol probablemente nació como miembro de un cúmulo estelar abierto que contiene miles de estrellas hermanas. Muchos astrónomos creen que nuestro Sol recién nacido fue expulsado sin ceremonias de su cúmulo natal como resultado de perturbaciones gravitacionales causadas por otras estrellas, o que simplemente se alejó de su propia voluntad hace unos 4.500 millones de años. Los hermanos estelares de nuestra Estrella hace ya mucho tiempo que vagaron a regiones más distantes de nuestra Galaxia Vía Láctea, y muy bien pueden haber unos 3.500 de estos nómadas hermanos solares.

Hoy en día, nuestro Sol está en plena vida activa. Es una estrella de secuencia principal (quema de hidrógeno) en el Diagrama de Hertzsprung-Russell de Evolución Estelar. Como van las estrellas, nuestro Sol no es particularmente especial. Nuestro Sistema Solar está ubicado en los suburbios más alejados de nuestra majestuosa, aunque típica Galaxia en espiral, la Vía Láctea.

Brillando en el cielo prehistórico

Dos astrónomos de la Universidad Complutense de Madrid (España), los hermanos Dr. Carlos y el Dr. Raúl de la Fuente Marcos, junto con su colega el Dr. Sverre J. Aarseth de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), ahora han analizado, para la primera vez, los casi 340 objetos que habitan en nuestro Sistema Solar con órbitas hiperbólicas (muy abiertas en forma de V, a diferencia del típico elíptico). En el proceso, los tres astrónomos descubrieron que la trayectoria de algunos de estos objetos está influenciada por el paso de la estrella de Scholz.

“Usando simulaciones numéricas, hemos calculado las radiantes o las posiciones en el cielo de las que parecen provenir todos estos objetos hiperbólicos”, explicó el Dr. Carlos de la Fuente Marcos en un comunicado de prensa de La Ciencia es Noticia (SiNC) del 10 de marzo de 2018 .

“En principio, uno esperaría que esas posiciones estuvieran incluso distribuidas en el cielo, particularmente si estos objetos provienen de la Nube de Oort . En la dirección de la constelación de Géminis , que se ajusta al encuentro cercano con la estrella de Scholz” , continuó señalando. .

El momento exacto en que la estrella de Scholz pasó cerca de la Tierra, así como su posición durante la prehistoria, coincide con la fecha determinada en la nueva investigación, y también con las calculadas por el Dr. Mamajek y su equipo. “Podría ser una coincidencia, pero es poco probable que tanto la ubicación como el tiempo sean compatibles”, continuó explicando el Dr. De la Fuente Marcos en el comunicado de prensa de SiNC del 10 de marzo de 2018 . Además, señaló que sus simulaciones indican que la estrella de Scholz se acercó incluso más cerca de los 0,6 años luz propuestos en el estudio anterior de 2015 como el límite inferior.

Este estrecho roce con la pequeña estrella roja hace 70,000 años no interrumpió todos los objetos hiperbólicos en nuestro Sistema Solar, solo aquellos que estaban más cerca de él en ese momento. “Por ejemplo, el radiante del famoso asteroide interestelar Oumuamua se encuentra en la constelación de Lyra (el Arpa ), muy lejos de Géminis . Agregó De la Fuente Marcos. Dijo además que confía en que nuevos estudios y observaciones confirmarán la idea. La estrella de Scholz pasó cerca de nosotros en tiempos relativamente recientes. De hecho, es particularmente antiguo, al mirar al cielo, vio su tenue luz rojiza en las noches oscuras de la prehistoria.

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