¿Qué hace este polvo suelto por el sistema solar?

Datos del artículo científico:

• Título: Nearby Supernova and Cloud Crossing Effects on the Orbits of Small Bodies in the Solar System
• Autores: Leeanne Smith, Jesse A. Miller, Brian D. Fields
• Institución de la primera autora: Department of Atmospheric Sciences, University of Illinois, Urbana, IL 61801, USA
• Estado de la publicación: Publicado en Astrophysical Journal Letters, acceso abierto en arxiv.

Los efectos de tener una estrella vecina que acabe como supernova

Las explosiones de supernova ocurren al final de la vida de estrellas con masas mayores a 10 veces la masa del Sol o cuando en una pareja de estrellas binarias una de ellas cede parte de su material a la otra hasta que colapsa y se produce esta explosión. En cualquiera de los dos casos, estas explosiones son muy energéticas y son capaces de sintetizar elementos químicos más pesados que el hierro. Además, la explosión eyecta las partículas de la estrella y sus alrededores a gran velocidad por lo que pueden llegar a viajar grandes distancias.

Una de las evidencias de que posiblemente hubo explosiones de supernova cercanas a nuestro sistema solar son las medidas de ⁶⁰Fe (un isótopo del hierro que tiene un tiempo de vida medio de 2.6 millones de años, Ma) en la Tierra. Dado que el sistema solar se formó hace 4600 Ma, la gran parte de este hierro originario se debería haber desintegrado. Sin embargo, en la Tierra se miden cantidades de este isótopo compatibles con incorporaciones de nuevo ⁶⁰Fe hace 3 y 7 Ma. La explicación más aceptada es que este isótopo se formó en explosiones de supernovas cercanas y viajó hasta el sistema solar. Este efecto de supernovas sobre nuestro sistema solar es el más estudiado y medido, pero les autores del astrobito de hoy buscan otras posibles evidencias de esos eventos en el polvo y pequeños asteroides del sistema solar en la nube de Oort y en el cinturón de Kuiper, que se esquematizan en la Figura 1.

La nube de Oort

La nube de Oort es la estructura más externa perteneciente al sistema solar y está formada por cometas y cuerpos pequeños atraídos débilmente por el campo gravitatorio del Sol. La onda explosiva de una supernova cercana puede desestabilizar a estos cometas expulsándolos de sistema solar. La Figura 2 muestra la fracción de cometas desligados del sistema solar en función de su tamaño y de la distancia a la que se encontraría la supernova y también lo comparan con una estimación de un trabajo anterior. Si durante la edad del sistema solar han ocurrido varias explosiones de supernovas cercanas, la mayoría de los objetos menores de 10 cm en la nube de Oort habrán sido expulsados. Sin embargo, debido a las colisiones entre los asteroides, se volverán a formar objetos pequeños por lo que este efecto será difícil de medir.

Cinturón de Kuiper

Puesto que el cinturón de Kuiper está mucho más cerca del Sol, sus asteroides están mucho más ligados. Según los cálculos del equipo de investigación, supernovas a distancias como las anteriores, solo podrían desestabilizar partículas de tamaño menor a 1 mm (que son más bien partículas de polvo que cometas) y se quedarían ligadas al sistema solar a una distancia menor que el cinturón de Kuiper. Puesto que el cinturón de Kuiper es menos denso que la nube de Oort, se puede calcular que el tiempo de reposición de partículas de polvo es de 11 Ma debido a las colisiones entre sus componentes más grandes. Por lo tanto, los efectos de supernovas ocurridas hace menos que este tiempo pueden ser medibles. La nave espacial New Horizons se lanzó en 2006 con el objetivo de estudiar la parte más alejada de nuestro sistema solar. Uno de los instrumentos que lleva abordo es un detector de polvo y durante su viaje hacia el cinturón de Kuiper detectó un incremento de partículas de polvo que podría asociarse a la desestabilización causada por supernovas.

Sin embargo, es posible que este exceso de polvo se pueda deber a otros factores. Por ejemplo, se teoriza que el sistema solar pudo haber atravesado la nube local Lynx que es una nube densa y fría cerca del sistema solar y que puede tener consecuencias similares en la desestabilización del polvo en el cinturón de Kuiper. Solo un estudio más exhaustivo del polvo del sistema solar podrá probar si su presencia se debe al choque con explosiones de supernova. Y, de ser así, cuándo y dónde ocurrieron para completar la visión que ofrecen las medidas de ⁶⁰Fe en la Tierra.