Durante décadas, los científicos han teorizado que más allá del borde del Sistema Solar, a una distancia de hasta 50,000 UA (0.79 ly) del Sol, se encuentra una nube masiva de planetesimales helados conocida como la Nube de Oort. Nombrado en honor del astrónomo holandés Jan Oort, se cree que esta nube es el origen de los cometas a largo plazo. Sin embargo, hasta la fecha, no se ha proporcionado evidencia directa para confirmar la existencia de la nube de Oort.
Esto se debe al hecho de que la Nube de Oort es muy difícil de observar, ya que está bastante lejos del Sol y dispersa en una región muy grande del espacio. Sin embargo, en un estudio reciente, un equipo de astrofísicos de la Universidad de Pennsylvania propuso una idea radical. Usando mapas del Fondo Cósmico de Microondas (CMB) creado por el Planck misión y otros telescopios, creen que se pueden detectar nubes de Oort alrededor de otras estrellas.
El estudio, "Sondeando las nubes de Oort alrededor de las estrellas de la Vía Láctea con encuestas CMB", que apareció recientemente en línea, fue dirigido por Eric J Baxter, investigador postdoctoral del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Pennsylvania. Se le unieron los profesores de Pennsylvania Cullen H. Blake y Bhuvnesh Jain (el principal mentor de Baxter).
En resumen, la Nube de Oort es una región hipotética del espacio que se cree que se extiende desde entre 2,000 y 5,000 UA (0.03 y 0.08 ly) hasta 50,000 UA (0.79 ly) del Sol, aunque algunas estimaciones indican que podría alcanzar hasta 100,000 a 200,000 AU (1.58 y 3.16 ly). Al igual que el Cinturón de Kuiper y el Disco disperso, la Nube de Oort es un reservorio de objetos transneptunianos, aunque está miles de veces más lejos de nuestro Sol que estos otros dos.
Se cree que esta nube se originó a partir de una población de cuerpos pequeños y helados dentro de las 50 UA del Sol que estaban presentes cuando el Sistema Solar aún era joven. Con el tiempo, se teoriza que las perturbaciones orbitales causadas por los planetas gigantes causaron que los objetos que tenían órbitas altamente estables formaran el Cinturón de Kuiper a lo largo del plano eclíptico, mientras que los que tenían órbitas más excéntricas y distantes formaron la Nube de Oort.
Según Baxter y sus colegas, debido a que la existencia de la Nube de Oort desempeñó un papel importante en la formación del Sistema Solar, es lógico suponer que otros sistemas estelares tienen sus propias Nubes de Oort, a las que se refieren como exo-Oort Nubes (EXOCs). Como el Dr. Baxter explicó a Space Magazine por correo electrónico:
“Uno de los mecanismos propuestos para la formación de la nube de Oort alrededor de nuestro sol es que algunos de los objetos en el disco protoplanetario de nuestro sistema solar fueron expulsados a órbitas elípticas muy grandes por interacciones con los planetas gigantes. Las órbitas de estos objetos se vieron afectadas por las estrellas cercanas y las mareas galácticas, lo que provocó que se alejaran de las órbitas restringidas al plano del sistema solar y formaran la nube Oort ahora esférica. Se podría imaginar que podría ocurrir un proceso similar alrededor de otra estrella con planetas gigantes, y sabemos que hay muchas estrellas que tienen planetas gigantes ".
Como Baxter y sus colegas indicaron en su estudio, detectar EXOCs es difícil, en gran parte por las mismas razones por las cuales no hay evidencia directa de la propia Nube de Oort del Sistema Solar. Por un lado, no hay mucho material en la nube, con estimaciones que oscilan entre unas pocas y veinte veces la masa de la Tierra. En segundo lugar, estos objetos están muy lejos de nuestro Sol, lo que significa que no reflejan mucha luz o tienen fuertes emisiones térmicas.
Por esta razón, Baxter y su equipo recomendaron utilizar mapas del cielo en las longitudes de onda milimétricas y submilimétricas para buscar signos de nubes de Oort alrededor de otras estrellas. Tales mapas ya existen, gracias a misiones como la Planck telescopio que ha mapeado el fondo cósmico de microondas (CMB). Como Baxter indicó:
“En nuestro artículo, utilizamos mapas del cielo a 545 GHz y 857 GHz que se generaron a partir de las observaciones del satélite Planck. Planck fue diseñado * solo * para mapear el CMB; ¡El hecho de que podamos usar este telescopio para estudiar nubes exo-Oort y procesos potencialmente conectados a la formación de planetas es bastante sorprendente!
Esta es una idea bastante revolucionaria, ya que la detección de EXOC no era parte del propósito previsto del Planck misión. Al mapear el CMB, que es "radiación reliquia" sobrante del Big Bang, los astrónomos han tratado de aprender más sobre cómo ha evolucionado el Universo desde el Universo temprano, alrededor del año. 378,000 años después del Big Bang. Sin embargo, su estudio se basa en trabajos previos dirigidos por Alan Stern (el investigador principal del Nuevos horizontes misión).
En 1991, junto con John Stocke (de la Universidad de Colorado, Boulder) y Paul Weissmann (del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA), Stern realizó un estudio titulado "Una búsqueda IRAS de nubes de Oort extrasolares". En este estudio, sugirieron utilizar datos del Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS) con el fin de buscar EXOC. Sin embargo, mientras que este estudio se centró en ciertas longitudes de onda y 17 sistemas estelares, Baxter y su equipo se basaron en datos de decenas de miles de sistemas y en un rango más amplio de longitudes de onda.
Otros telescopios actuales y futuros que Baxter y su equipo creen que podrían ser útiles a este respecto incluyen el Telescopio del Polo Sur, ubicado en la Estación Amundsen-Scott del Polo Sur en la Antártida; el Telescopio de Cosmología de Atacama y el Observatorio Simons en Chile; el telescopio submilimétrico de gran apertura de globo (BLAST) en la Antártida; el Telescopio Green Bank en West Virgina, y otros.
"Además, el Gaia El satélite ha cartografiado recientemente con mucha precisión las posiciones y distancias de las estrellas en nuestra galaxia ”, agregó Baxter. “Esto hace que la elección de objetivos para las búsquedas en la nube de exo-Oort sea relativamente sencilla. Utilizamos una combinación de Gaia y Planck datos en nuestro análisis ".
Para probar su teoría, Baxter y su equipo construyeron una serie de modelos para la emisión térmica de nubes exo-Oort. "Estos modelos sugirieron que la detección de nubes exo-Oort alrededor de estrellas cercanas (o al menos poner límites a sus propiedades) era factible dados los telescopios y observaciones existentes", dijo. "En particular, los modelos sugirieron que los datos del Planck El satélite podría acercarse a detectar una nube exo-Oort como la nuestra alrededor de una estrella cercana ".
Además, Baxter y su equipo también detectaron un indicio de una señal alrededor de algunas de las estrellas que consideraron en su estudio, específicamente en los sistemas Vega y Formalhaut. Utilizando estos datos, pudieron imponer restricciones sobre la posible existencia de EXOC a una distancia de 10,000 a 100,000 UA de estas estrellas, lo que coincide aproximadamente con la distancia entre nuestro Sol y la Nube de Oort.
Sin embargo, se necesitarán encuestas adicionales antes de que se pueda confirmar la existencia de cualquiera de los EXOC. Estas encuestas probablemente involucrarán Telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está programado para 2021. Mientras tanto, este estudio tiene algunas implicaciones bastante significativas para los astrónomos, y no solo porque implica el uso de mapas CMB existentes para estudios extrasolares. Como lo expresó Baxter:
"Simplemente detectar una nube exo-Oort sería realmente interesante, ya que, como mencioné anteriormente, no tenemos ninguna evidencia directa de la existencia de nuestra propia nube Oort. Si se detecta una nube exo-Oort, en principio podría proporcionar información sobre los procesos relacionados con la formación de planetas y la evolución de los discos protoplanetarios. Por ejemplo, imagine que solo detectamos nubes exo-Oort alrededor de estrellas que tienen planetas gigantes. Eso proporcionaría evidencia bastante convincente de que la formación de una nube de Oort está conectada a planetas gigantes, como lo sugieren las teorías populares de la formación de nuestra propia nube de Oort ".
A medida que nuestro conocimiento del Universo se expande, los científicos se interesan cada vez más en lo que nuestro Sistema Solar tiene en común con otros sistemas estelares. Esto, a su vez, nos ayuda a aprender más sobre la formación y evolución de nuestro propio sistema. También proporciona posibles pistas sobre cómo el Universo cambió con el tiempo, y tal vez incluso dónde podría encontrarse la vida algún día.
