Un cometa de más allá de nuestro Sistema Solar, tal como lo muestra el Observatorio Gemini. La imagen del objeto recién descubierto, llamado 2I / Borisov, se obtuvo la noche del 9 al 10 de septiembre de 2019 utilizando el espectrógrafo de objetos múltiples Gemini en el Telescopio Gemini Norte en Mauna Kea, Hawai.
Crédito: Observatorio Gemini / NSF / AURA.
Nombre y características del cometa de origen interestelar.
El aficionado Gennady Borisov, es un Ingeniero del Instituto Astronómico de Sternberg en Crimea, Rusia, que descubrió el objeto ahora oficialmente designado como 2I / Borisov (¡con un telescopio de 0.65 metros que él mismo construyó!). Esa ‘I’ en la designación apunta a los orígenes interestelares del objeto, y recoge la nomenclatura utilizada con el primer objeto interestelar en nuestro sistema, 1I / ‘Oumuamua. Hemos examinado miles de cometas a lo largo de los años, pero no hemos encontrado ninguno con una órbita tan hiperbólica como 2I / Borisov. Eso significa que si bien la trayectoria del cometa está siendo afectada por el Sol, no será capturado por él.
Gennady Borisov con el tubo del telescopio de 0,65 metros que construyó y usó para descubrir el nuevo cometa.
Crédito: G. Borisov / Sky & Telescope.
Crédito: G. Borisov.
Lo que viene: 2I / Borisov alcanzrá el perihelio el 7 de Diciembre de 2019, momento en el que estará a 2 UA (unidades astronómicas) del Sol y también 2 UA de la Tierra. Alcanzará sus niveles más brillantes en el cielo del sur en Diciembre y Enero y luego regresará a la profundidad interestelar. Hasta ahora, parece que 2I / Borisov tiene unos pocos kilómetros de diámetro, y también hemos aprendido, a través del Gran Telescopio Canarias (Islas Canarias), que su espectro se asemeja al de los núcleos cometarios típicos. El nuevo visitante interestelar parece ser más accesible que 1I / ‘Oumuamua.
Pero considerando que 1I / ‘Oumuamua apareció apenas dos años antes de 2I / Borisov, la inferencia es clara de que tales objetos pueden ser bastante numerosos.
Antecedentes. Un primer trabajo que estudia cómo alcanzar a 1I Oumuamua: El proyecto Lira.
La llegada de este visitante interestelar, invariablemente recuerda el paso demasiado rápido de ‘Oumuamua a través de nuestros cielos en 2017. Este último, detectado 40 días después de su pasaje por el perihelio, se dirigía hacia el exterior del Sistema Solar cuando se descubrió , lo que limitó el tiempo de observación y hace problemática la posibilidad de visitarlo con una sonda. No obstante, Andreas Hein y sus colegas de la Iniciativa para Estudios Interestelares presentaron un concepto de misión; vea Proyecto Lyra: Enviar una nave espacial a 1I / ‘Oumuamua (anteriormente A / 2017 U1), el asteroide interestelar) .
La misión que describieron los autores extendió los límites de lo tecnológicamente posible, sin mencionar los recursos que estarían disponibles para tal intento. Pero ahora tenemos un segundo vagabundo interestelar, uno detectado mucho antes del perihelio. En un nuevo documento reunido en un tiempo récord, Hein y dos colegas del i4IS, Adam Hibberd y Nikolaos Perakis abordan el desafío de llegar al cometa, señalando varias opciones con diferentes fechas de lanzamiento.
Esto es algo interesante, porque como señala el documento, el hecho de que hemos encontrado tanto a ‘Oumuamua como a 2I / Borisov tan juntos (solo con casi 2 años de diferencia), más el hecho de que mejores tecnologías de observación están en línea para encontrar tales objetos, indica que la población de materiales interestelares que ingresan al Sistema Solar es lo suficientemente alta como para generar nuevos descubrimientos y en un futuro no muy lejano. Si se puede desarrollar algún tipo de concepto de misión que sea remotamente factible para ambos visitantes interestelares, pronto deberíamos encontrar más que podamos alcanzar con una sonda.
Viajando a 2I Borisov con propulsión química.
El papel de Adam Hibberd en el nuevo documento fue desarrollar los algoritmos necesarios para calcular las trayectorias involucradas. Llamado Optimum Interplanetary Trajectory Software (OITS), el software se usa para calcular una transferencia directa de la Tierra a 2I Borisov con duraciones de vuelo de hasta 10,000 días, con el necesario Delta-V (cambio de velocidad) debajo de 100 kilómetros por segundo, pero todavía demasiado alto para obtenerlo con la propulsión química existente.
El software muestra que una misión con Delta-V factible y transferencia directa desde la Tierra debería haberse lanzado en julio de 2018, utilizando un vehículo de lanzamiento Falcon Heavy, con llegada al objeto en Octubre de 2019. Se nos recuerda nuevamente del beneficio de la detección temprana de objetos como estos, capacidades que las nuevas instalaciones como el Gran Telescopio de Levantamiento Sinóptico (LSST) deberían poder ofrecer en solo unos pocos años.
Otras estrategias para alcanzar al cometa: la Maniobra de Oberth.
Sin embargo, aprendemos que se pueden implementar otras estrategias más allá de la propulsión química, y aquí estamos en varios tipos de asistencias gravitacionales junto con maniobras de propulsión. La clave del concepto es la llamada maniobra de Oberth, en la que una nave espacial que se adentra en el pozo gravitacional de un objeto grande como el Sol acelera en el punto en que alcanza la velocidad máxima. Disparar el motor cuando la velocidad orbital es más alta le da a la misión un puntapié máximo y se basa en crear el mayor empuje posible en el menor período de tiempo.
Del documento, que describe la maniobra de Oberth en el contexto de esta misión:
Para fechas de lanzamiento posteriores, el DeltaV aumenta a niveles donde ningún sistema de propulsión química existente podría entregar el DeltaV requerido. Una posibilidad para alcanzar un objeto interestelar es utilizar una maniobra de Oberth. Para una maniobra de Oberth, la nave espacial se inyecta en una trayectoria con un [perihelio] cerca del Sol, donde la nave espacial aplica un impulso. Cuanto más cerca se aplique el impulso al Sol, mayor será la ganancia en DeltaV. Se utilizan maniobras de sobrevuelo adicionales para llevar la nave espacial a la trayectoria heliocéntrica inicial.
Los autores prevén el uso de la maniobra de Oberth en el Sol en combinación con un sobrevuelo de Júpiter, aprovechando así los pozos gravitacionales más profundos disponibles para nosotros en el Sistema Solar. La trayectoria propuesta se muestra en la siguiente figura, extraída del documento. Observe que el sobrevuelo de Júpiter se usa aquí para desacelerar la nave espacial hacia el Sol. La maniobra de Oberth en el Sol luego lanza la nave espacial hacia su encuentro con C / 2019 Q4 (Borisov).
Esta es la Figura 3 del documento. La línea verde es la trayectoria de la Tierra a Júpiter, con la desaceleración en Júpiter y la trayectoria posterior hacia el Sol como una línea azul. La línea roja continua es la trayectoria que sigue a la maniobra de Oberth en el perihelio.
Crédito: Hibberd, Perakis y Hein.
En cuanto a los componentes de la misión, los cálculos de los autores muestran que C / 2019 Q4 (Borisov) podría alcanzarse en 2045 después de un lanzamiento en 2030, utilizando el sistema de lanzamiento espacial, el escudo térmico necesario (esto se basa en el trabajo existente con la Sonda Solar Parker) y motores de propulsión de combustible sólido. La carga útil se visualiza como una nave espacial de clase CubeSat con una masa de 3 kg.
Conclusiones.
Así tenemos el bosquejo de una forma de alcanzar nuestro segundo objeto interestelar. Es útil saber cómo se puede hacer, sin importar cómo se extiendan nuestros métodos actuales, porque si encontramos muchos más objetos de este tipo, algunos seguramente presentarán menos desafíos que los dos primeros, con conceptos de misión que pueden resultar menos exigentes. Nos retribuye pensar ahora en la detección temprana y la implementación rápida de dichos diseños a medida que agregamos estos objetos interesantes a nuestra lista de destinos de alta prioridad. Después de Ultima Thule, ¿quizás un cometa de otra estrella?
El documento es Hibberd, Perakis & Hein, “Envío de una nave espacial al cometa interestelar C / 2019 Q4 (Borisov)”, disponible ahora como preimpresión .
Fuente del artículo: Centaury Dreams.
Artículo original:
Could We Send a Probe to C/2019 Q4 (Borisov)? Paul Gilster. Centaury Dreams. Sept. 16, 2019.
Material relacionado:
Sobre el Cometa Interestelar 2I Borisov:
2I Borisov. The Extrasolar Planet Encyclopaedia.
Another Interstellar Visitor Is Headed Our Way. Bob King. Sky & Telescope, September 11, 2019.
Un estudio dirigido por el Prof. Fitzsimmons, identificó la presencia de gas cianógeno (CN) en el cometa y también encuentra que la relación del número relativo de partículas de polvo y gas es similar a las análogas encontradas en cometas en el Sistema Solar:
Astronomers Find Cyanide Gas in Interstellar Object 2I/Borisov, but Don’t Panic Like it’s 1910. Matt Williams. Universe Today, Oct. 4, 2019.
La caracterización de 2I Borisov es presentada en el siguiente trabajo de Julia de León, nuestro compatriota Javier Licandro, et al.:
Interstellar Visitors: A Physical Characterization of Comet C/2019 Q4 (Borisov) with OSIRIS at the 10.4 m GTC. J. de León, J. Licandro et al.
Research Notes of the AAS, Volume 3, Number 9.
Sobre el estudio de objetos interestelares que visitan al Sistema Solar:
Un enfoque diferente para el estudio de objetos interestelares, lo presentan los astrónomos de Harvard Amir Siraj y Abraham Loeb proponiendo la instalación de un telescopio en órbita lunar para observar los impactos de meteoritos en la Luna, obteniendo el espectro de la luz resultante del impacto que da pistas sobre la composición del impactor, permitiendo también determinar su velocidad tridimensional para clasificarlo como interestelar o no, así como poder determinar la tasa de imapctos de objetos interestelares, como lo presentan en el siguiente artículo, que además contiene en su apartado “Material relacionado” una colección de artículos sobre 1I Oumuamua:
Observando continuamente la Luna, podríamos detectar meteoritos interestelares. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay, Sept. 5, 2019.
Curiosidades:
Gas y polvo impregnan el espacio interestelar, y la imagen actual de la formación de sistemas planetarios sugiere que objetos más grandes también deberían ocupar el espacio entre las estrellas e incluso ingresar a nuestro Sistema Solar, cosa que ya ha ocurrido (no cuando se escribió este trabajo). La pregunta es: ¿cuántos?
El siguiente artículo es un comentario de Kerrin Hensly sobre un trabajo de investigación que aborda el tema de una manera igeniosa, ya que como no es posible observar por ahora los objetos interestelares directamente, los investigadores toman un camino diferente, estimando primero la cantidad de polvo expulsada de un sistema planetario, para luego extrapolar y estimar la cantidad de objetos más grandes, con tamaños de metros y cientos de metros:
Stuff Between the Stars: Gas, Dust, and… Asteroids? Kerrin Hensley Astrobites, Apr 10, 2017.
