Los objetos interestelares (ISO) han intrigado a los científicos desde la llegada de 'Oumuamua' en 2017, marcando el primer ISO confirmado en atravesar el sistema solar. En 2019, 'Cometa 2i/Borisov' siguió, representando los únicos dos ISO conocidos que han visitado nuestro vecindario cósmico.
Sin embargo, innumerables ISO probablemente pasaron por el sistema solar a lo largo de la historia, con visitas futuras anticipadas debido a los avances en las capacidades de observación, como el Observatorio Vera Rubin.
La posibilidad de que un ISO o un planeta solitario se convierta en un miembro permanente del sistema solar depende del espacio de fase, un marco matemático que describe sistemas dinámicos como las órbitas planetarias. Las trayectorias e interacciones de los ISO dentro de este espacio pueden llevar a una captura temporal o permanente.
El espacio de fase abarca todas las configuraciones orbitales posibles alrededor del Sol, utilizando la posición y el momento como coordenadas. Dentro de este marco complejo, existen dos tipos de puntos de captura.
Los primeros son puntos de captura débiles, que permiten a los objetos entrar temporalmente en órbitas semi-estables, a menudo cerca de los límites de los campos gravitacionales.
Los segundos son puntos de captura permanentes. Los objetos atrapados aquí permanecen gravitacionalmente ligados indefinidamente en órbitas estables.
La captura permanente ocurre cuando el momento angular y la energía de un objeto coinciden precisamente con estas regiones. Cambios sutiles en el espacio de fase pueden desplazar objetos entre la captura débil y la permanente, con variables como la excentricidad orbital y los ejes semi-mayores desempeñando roles significativos.
Un estudio de Edward Belbrun de la Universidad Yeshiva y James Green de Space Science Endeavors investiga esta dinámica. Su investigación, titulada 'Captura permanente en el sistema solar', se adentra en la mecánica teórica del espacio de fase y la captura de ISO.
Los autores describen la captura permanente como la unión continua de un pequeño cuerpo del espacio interestelar al Sol, que ocurre cuando el cuerpo no puede escapar de nuevo al espacio interestelar y permanece atrapado en el sistema solar indefinidamente, moviéndose a través de este espacio sin colisionar con el Sol.
A diferencia de estudios anteriores que se centraron en Júpiter como tercer cuerpo en el problema de tres cuerpos, esta investigación considera las fuerzas de marea de la galaxia, ofreciendo nuevas perspectivas. Estas fuerzas influyen significativamente en la estructura del espacio de fase, aumentando el potencial para la captura de ISO.
Los planetas solitarios abundan en el espacio cósmico debido a la dispersión planetaria temprana y las interacciones gravitacionales.
La arquitectura final de cualquier sistema solar será moldeada por la dispersión de planetas y los sobrevuelo de sistemas estelares en formación, ya que tales encuentros cercanos pueden expulsar planetas y pequeños cuerpos de los sistemas, creando lo que se denomina planetas solitarios. Esto sugiere que los planetas solitarios pueden superar en número a las estrellas, aunque los autores señalan que esta afirmación es algo controvertida.
Las estrellas cercanas a menudo pasan cerca del sistema solar, y se prevén seis de estos encuentros cercanos en los próximos 50,000 años. Estos encuentros podrían eliminar objetos de la Nube de Oort o facilitar la captura de ISO a través de la región gravitacional de Hill del Sol, que se extiende 3.81 años luz hacia o desde el centro galáctico.
Nuevas investigaciones también indican que los ISO o los planetas solitarios podrían estar débilmente capturados en el sistema solar, moviéndose de manera caótica mientras evitan colisiones. Tales intrusiones podrían perturbar las órbitas planetarias, dejando rastros visibles.
El Observatorio Vera Rubin podría transformar nuestra comprensión de los ISO, revelando su distribución y potencial como residentes a largo plazo del sistema solar. Con investigaciones avanzadas, la idea de que un objeto interestelar visitante se convierta en un vecino permanente se vuelve cada vez más plausible.