POSTS

La Tierra en el camino de los cometas

- 12 minutos de lectura - 2530 palabras

Los movimientos de más de 300.000 estrellas cartografiadas por el satélite Gaia de la ESA indican que los encuentros cercanos con nuestro Sol, de sus hermanas, perturbarían la nube de cometas situada en los límites del Sistema Solar y desviarían algunos de ellos hacia la Tierra. Y uno de esos hermanos del Sol, es Gliese 710.

Gliese 710, en el punto de mayor acercamiento a los confines de nuestro Sistema Solar. Crédito de la imagen: Captura de pantalla de la animación realizada por la Agencia Espacial Europea

Para algunos el asunto puede sonar catastrófico; para mi es apasionante. Imagino que con estas cuestiones vendrá manejándose el Dr. Coryn Bailer-Jones, astrofísico del Instituto Max Planck de Astronomía, de Heidelberg, Alemania. C.A.L Bailer-Jones lidera un equipo de investigadores que se ha especializado en el análisis estadístico de grandes volúmenes de datos como parte de observaciones astronómicas a largo plazo. En lo personal, desconozco si es el único equipo que analiza la información proveniente del programa Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA, por European Space Agency, en inglés); pero estimo que debe haber varios equipos de científicos escudriñando la información aportada por el satélite Gaia. Bailer-Jones y su equipo son especialistas en la investigación de estructuras galácticas, estrellas enanas marrones, y el impacto de fenómenos cósmicos en la evolución de la Tierra. Y, sí, esto hace que nos importe.

El astrofísico Coryn Bailer-Jones, del Instituto Max Planck de Astronomía, frente a una computadora con información de Gaia, y en segundo plano, un póster de la misión astrométrica.

El impacto en la Tierra, y en el Sistema Solar, de estos encuentros cercanos con otras estrellas, se basó en el análisis de la primera divulgación de información (DR1) de Gaia, en combinación con los datos del satélite Hipparcos, otro satélite de la ESA predecesor de Gaia, que cartografió 2,5 millones de estrellas de nuestra Vía Láctea.

El equipo de Bailer-Jones cree que hay hasta un noventa por ciento de probabilidades de que una estrella ‘se acerque’ al límite exterior de la Nube de Oort en los próximos 240 a 470.000 años, cuya estabilidad será alterada, disparando cometas hacia el interior, y el exterior, del Sistema Solar.

Gliese 710, en el punto de mayor acercamiento a los confines de nuestro Sistema Solar. Crédito de la imagen: ESA/ATG medialab; ESO/S. Brunier

Estos investigadores volcaron los datos obtenidos de Hipparcos a modelos desarrollados en supercomputadoras, para establecer las posibles órbitas de unas 50.000 estrellas cercanas a nuestro Sistema Solar. Y allí surgieron catorce candidatas, entre las que la estrella HIP 85605, que se halla en la Constelación de Hércules, y se desplaza a unos 16 años luz de la Tierra, sería el Sol que más se acercaría a nuestro Sol, disparando una lluvia de cometas hacia el interior del sistema que habitamos.

Además de las proyecciones futuras, la cibernética permite buscar qué estrellas cercanas podrían haber influido en el desarrollo de la Tierra en los últimos 20 millones de años. Y se halló que como nuestro Sol también se desplaza a lo largo del plano del disco galáctico, también habría influido en otros sistemas, como el nuestro lo fue por otros soles. Para mejorar la distribución de los valores de probabilidad, los investigadores cargaron hasta 10.000 parámetros distintos en los modelos de cada estrella. Y allí surgen valores que pueden llegar hasta a cientos de miles de años, o más.

¿Por qué preocuparnos por esto?

Me gusta la ciencia ficción, y me parece fascinante que existan comprobaciones científicas de los datos surgidos de la intuición o la imaginación de los autores. ¿Queremos saber cómo llegamos aquí? ¿A dónde vamos como especie y como Sistema Solar? Bailer-Jones y los suyos nos ofrecen una mirada: en la Nube de Oort, la fuerza gravitatoria del Sol no es tan intensa como la sentimos en la Tierra. Por eso algunos cuerpos en ese rincón exterior muestran inestabilidad. Y los modelos de los científicos, que hemos citado aquí, indican que existen probabilidades del paso cercano de otras estrellas, y allí vendría la lluvia de cometas a la que aludimos antes.

Página de Coryn Bailer-Jones en el sitio del Max Planck Institute for Astronomy

En su página personal en el sitio web del Instituto Max Planck de Astronomía, Bailer-Jones señala lo siguiente: “Trabajo en aprendizaje automático y métodos de análisis de datos estadísticos y la inferencia en grandes conjuntos de datos astronómicos. Dirijo un grupo que trabaja en su desarrollo y aplicación para Gaia. Mis intereses de investigación incluyen: La estructura galáctica y el impacto de los fenómenos astronómicos en la Tierra.”

Junto a su foto, el científico comparte esta frase: Tan diametral es la diferencia entre el Destino y los pequeños planes de los hombres. H.G. Wells, Los primeros hombres en la Luna (1901).

Para mi, es impresionante que un astrofísico defina su convicción en esta sentencia. Sigo adelante con el artículo, de acuerdo a las bases establecidas por Bailer-Jones. Porque además, en sus escritos sostiene que hay una baja probabilidad de que algunas de las estrellas que se acercan al Sistema Solar se conviertan en supernova durante los críticos 30.000 años de la aproximación más cercana. Aunque es un intervalo de tiempo increíblemente corto, es posible. Y allí, se estima que la fuerte radiación ultravioleta de la estrella cercana abrirá una brecha en la atmósfera terrestre. Es verdad que no existen comprobaciones científicas de que esto haya ocurrido, pero ¿podemos negar que probablemente ocurrió en varias ocasiones durante la larga vida de la Tierra, y de las especies que la habitamos?

“Tan diametral es la diferencia entre el Destino

y los pequeños planes de los hombres.”

H.G. Wells, Los primeros hombres en la Luna.

Cambios climáticos y biológicos

Los círculos muestran el tiempo (eje horizontal) y la distancia (eje vertical) de las aproximaciones más cercanas de estrellas al Sol. Los tiempos negativos señalan tiempos pasados hasta la actualidad. Crédito de la imagen: Coryn Bailer-Jones

En la página del líder de este equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía, se indica que “el Sol tiene una influencia obvia y altamente significativa en la Tierra, y hay fuerte evidencia de que cambios en la órbita de la Tierra ha influencia nuestro clima en escalas temporales de decenas a miles de años. Pero, al menos es posible que fenómenos astronómicos hayan ejercido influencia en plazos más largos, de hasta diez millones de años. Esto pudo estar relacionado con el paso del Sol a través de la galaxia, en donde su medio ambiente puedo haber cambiado de maneras relevantes a medida que el Sol se desplazaba por el disco galáctico, a través de los brazos espirales, o cerca de regiones de intensa formación estelar. Posiblemente, una supernova cercana podría haber dañado la biosfera terrestre, y encuentros estelares cercanos o la influencia de la marea galáctica podría haber variado la tasa de impacto de cometas en la Tierra”.

Imagen del cometa C/2012 S1 (ISON), obtenida con el telescopio TRAPPIST–Sur en el Observatorio La Silla, del Observatorio Europeo Austral (ESO), en la mañana del 13 de noviembre de 2.013. Este cometa procede de la Nube de Oort, definitivamente no colisionó con la Tierra, y no sobrevivió a su encuentro con el Sol, muestra la típica apariencia de estos viajeros que ingresan al interior del Sistema Solar, con su típica cola hecha de gas y polvo. Crédito de la imagen: TRAPPIST/E. Jehin/ESO

“La investigación de la influencia de fenómenos astronómicos en la Tierra, involucra el modelado de registros geológicos del clima, de la biodiversidad y de la existencia de los cráteres de impacto”, añadieron. Y detallaron que los modelos de la galaxia y de la órbita del Sol tienen por objeto “cuantificar e investigar los posibles efectos y las correlaciones posibles con el registro geológico”. El asunto no es menor, si tenemos en cuenta que se cree que muchos de los cráteres de impacto en la Tierra pueden haber sido cubiertos por la erosión natural, y varios otros se hallan en las profundidades de los océanos.

¿Cuán cerca?

Por el desplazamiento del Sistema Solar por la Vía Láctea, y las trayectorias de otras estrellas, los encuentros cercanos son inevitables, si bien la ‘cercanía’ en la dimensión cósmica implica billones de kilómetros de distancia.

Según su masa y su velocidad, una estrella necesitaría penetrar en un radio de unos 60 billones de kilómetros antes de empezar a tener efecto en la lejana acumulación de cometas que integra la Nube de Oort, situada, según los expertos, a 15 billones de kilómetros del Sol, 100.000 veces la distancia de la Tierra a nuestra estrella.

Vídeo con la animación realizada por la Agencia Espacial Europea, en la que apreciamos la trayectoria que desarrolla Gliese 710 por la Vía Láctea, hasta el punto de ‘acercamiento al exterior’ de nuestro Sistema Solar, que ‘arrojaría’ cometas que impactarían con la Tierra y otros planetas.

En comparación, Neptuno, el planeta más alejado, orbita a una distancia media de unos 4.500 millones de kilómetros, o 30 veces la distancia de la Tierra al Sol.

La influencia gravitatoria de las estrellas que pasan cerca de la Nube de Oort podría perturbar las trayectorias de los cometas situados allí, arrastrándolos hasta órbitas que los llevarían al interior del Sistema Solar.

Se presume que tal influencia sería responsable de la aparición de algunos de los cometas que cruzan nuestro cielo con una frecuencia de cien a mil años, e incluso podría empujar los cometas a una trayectoria en la que impactarían con la Tierra u otros planetas.

Comprender el movimiento estelar

Comprender los movimientos pasados y futuros de las estrellas es uno de los principales objetivos de Gaia, que a lo largo de sus cinco años de misión recopilará datos precisos sobre posiciones y movimientos estelares. Tras 14 meses de trabajo, recientemente se hizo público el primer catálogo de más de mil millones de estrellas, que tiene referencia a las distancias y desplazamientos por el firmamento de más de dos millones de ellas.

Cometas que vemos con una frecuencia

de cien a mil años, serían empujados

por el paso cercano de estrellas por

el exterior del Sistema Solar

Al combinar los nuevos resultados con información previa, los astrónomos comenzaron una búsqueda detallada y a gran escala de estrellas que pasaran cerca de nuestro Sol.

Hasta el momento, se realizó un seguimiento de los movimientos respecto al Sol de más de 300.000 estrellas y se determinó su máximo acercamiento en un margen de cinco millones de años en el pasado y en el futuro.

Así, se descubrió que 97 estrellas pasarán a unos 150 billones de kilómetros, mientras que 16 entrarán en un radio de unos 60 billones de kilómetros.

¿Por qué Gliese 710?

La imagen nos muestra la ubicación de la estrella Gliese 710, en el plano de la Vía Láctea, la galaxia que es nuestro hogar. Crédito de la imagen: Captura de pantalla de la animación realizada por la Agencia Espacial Europea

Aunque se considera que estas últimas 16 estrellas pasarán razonablemente cerca, destaca especialmente el encuentro cercano de una estrella, Gliese 710, dentro de 1,3 millones de años. Se prevé que pasará a tan solo 2,3 billones de kilómetros —unas 16.000 veces la distancia entre la Tierra y el Sol—, penetrando en la Nube de Oort.

La estrella ya se documentó adecuadamente y, gracias a los datos de Gaia, recientemente se revisó la distancia estimada para el encuentro. Antes, había una certidumbre del 90 % de que pasaría a entre 3,1 y 13,6 billones de kilómetros. Ahora, con unos datos más precisos parece que lo hará a entre 1,5 y 3,2 billones de kilómetros, probablemente a 2,3 billones de kilómetros.

Además, aunque la masa de Gliese 710 es un 60% la de nuestro Sol, su movimiento es mucho más lento que el de la mayoría de estrellas: a casi 50.000 km/h en su máximo acercamiento, en comparación con la media de 100.00 km/h.. La velocidad de su desplazamiento implica que dispondrá de mucho tiempo de causar influencia gravitatoria en los objetos de la Nube de Oort, por lo que podría enviar multitud de cometas al interior de nuestro Sistema Solar.

La más brillante en el cielo terrestre

La ilustración muestra el momento de mayor aproximación de Gliese 710, estimado por los científicos, al Sistema Solar. Crédito de la imagen: Captura de pantalla de la animación realizada por la Agencia Espacial Europea

A pesar de su lentitud, en el momento de su máximo acercamiento será el objeto más brillante y rápido que aparecerá en el cielo nocturno. En la imagen previa, observamos la posición de nuestro Sistema Solar, en los brazos exteriores de la Vía Láctea, y el desplazamiento de Gliese 710, que se halla en la Constelación de Serpens.

Hay que destacar que el último estudio realizado por los científicos utilizó las mediciones de Gaia para realizar un cálculo general de la frecuencia de encuentros estelares, teniendo en cuenta incertidumbres como estrellas que podrían no haber sido observables en el catálogo existente.

Durante un periodo de cinco millones de años en el pasado y en el futuro, se calcula que la frecuencia total de encuentros sería de unas 550 estrellas por millón de años en un radio de 150 billones de kilómetros, de las cuales unas 20 podrían acercarse a menos de 30 billones de kilómetros.

Eso equivale a un encuentro ‘cercano’ potencial cada 50.000 años más o menos. Debemos tener en cuenta que no hay garantía de que una estrella vaya a perturbar a ningún cometa de forma que acabe entrando en el Sistema Solar y, aunque así fuera, de que la Tierra vaya a quedar en el punto de mira. Aunque siempre existe lo inesperado.

Cálculos

Animación que estima que Gliese 710 ‘se acercará’ a nuestro Sistema Solar en unos 1.400 millones de años, ‘disparando’ cometas que se hallan en la Nube de Oort, hacia el interior.

Los cálculos realizados se irán perfeccionando a medida que se publiquen nuevos datos de Gaia, y que se aceleren los cambios tecnológicos que permitan formular nuevos modelos. La segunda difusión de la información aportada por Gaia está prevista para abril de 2018 y contendrá información de 20 veces más estrellas, algunas de ellas mucho más distantes, lo que permitirá efectuar reconstrucciones hasta 25 millones de años en el pasado y en el futuro.

Referencias

“The completeness-corrected rate of stellar encounters with the Sun from the first Gaia data release,” de Coryn A.L. Bailer-Jones, fue publicado en Astronomy & Astrophysics.

“Heavy stellar traffic, deflected comets, and a closer look at the triggers of cosmic disaster”, fue publicado por el Max Planck Institute for Astronomy.

La Agencia Espacial Europea publicó “Close encounters of the stellar kind”.

“Close stellar encounters from the first Gaia data release”, fue publicado hoy por el equipo de divulgación como imagen de la semana en uno de los sitios científicos de la misión Gaia.

Puede descargarse el documento “Close encounters of the stellar kind”, firmado por Coryn Bailer-Jones, publicado en 2014.

Y puede leerse “What will Gaia tell us about the Galactic disk”, documento de 2.008, remitido por Bailer-Jones ante la Asociación Astronómica Internacional (IAU).

“Close encounters of the stellar kind”, actualizado al 4 de septiembre de 2015, cuando fue publicado este artículo en Notaspampeanas.

comments powered by Disqus