Una estrella binaria visitó el Sistema Solar hace 70.000 años

La estrella de Scholz y su compañera enana marrón en primer planno. El Sol (a la izquierda) se habría visto como una estrella brillante durante el acercamiento hace 70.000 años. Crédito: Michael Osadciw/Universidad de Rochester.

Un equipo de astrónomos de Estados Unidos, Europa, Chile y Sudáfrica ha determinado que hace 70.000 años una estrella tenue recientemente descubierta probablemente pasó a través de la parte exterior de la nube de cometas del Sistema Solar. No se conoce otra estrella que se haya aproximado tanto al Sistema Solar; cinco veces más cerca que la estrella actualmente más cercana, Próxima Centauri.

En el estudio, el autor principal Eric Mamajek de la Universidad de Rochester y sus colaboradores analizaron la velocidad y trayectoria de un sistema binario de masa baja apodado “estrella de Scholz”.

La trayectoria de la estrella binaria sugiere que hace 70.000 años pasó a aproximadamente 52.000 UA (unidades astronómicas, la distancia media entre la Tierra y el Sol) de distancia, unos 0,8 años-luz, o alrededor de 8 billones de kilómetros. Es astronómicamente cerca; nuestra estrella vecina más cercana es Próxima Centauri, que se encuentra a 4,2 años-luz de distancia. De hecho, los astrónomos explican en el paper que están un 98% seguros de que pasó a través de lo que se conoce como la “nube de Oort exterior”; una región en el borde del Sistema Solar llena de billones de cometas de 1,5 km o más de diámetro que se piensa dan lugar a los cometas de periodo largo que orbitan el Sol después que sus órbitas son perturbadas.

Originalmente, la estrella capturó la atención de Mamajek durante una discusión con el coautor Valentin D. Ivanov, del Observatorio Europeo Austral (ESO). La estrella de Scholz tenía una mezcla poco usual de características: a pesar de estar muy próxima (a solo 20 años-luz de distancia), mostraba un movimiento tangencial (su movimiento a través del cielo) muy lento. Sin embargo, las mediciones de la velocidad radial tomadas por Ivanov y sus colaboradores mostraron que la estrella se movía casi directamente alejándose del Sistema Solar a una velocidad considerable.

“La mayoría de las estrellas a esta cercanía muestran un movimiento tangencial mucho mayor”, dice Mamajek, profesor asociado de física y astronomía en la Universidad de Rochester. “El pequeño movimiento tangencial y la proximidad indicaron inicialmente que la estrella estaba muy probablemente moviéndose hacia un encuentro cercano futuro con el Sistema Solar, o que se había acercado ‘recientemente’ al Sistema Solar y que se estaba alejando. En efecto, las mediciones de la velocidad radial eran consistentes con que se estaba alejando de la vecindad del Sol, y nos dimos cuenta de que debe haber tenido un paso cercano en el pasado”.

Para calcular su trayectoria los astrónomos necesitaron ambos datos; las velocidades tangencial y radial. Ivanov y sus colaboradores habían caracterizado la estrella recientemente descubierta a través de la medición de su espectro y velocidad radial mediante el desplazamiento Doppler. Estas mediciones se realizaron usando espectrógrafos en grandes telescopios en Sudáfrica y Chile: el Gran Telescopio Sudafricano (SALT) y uno de los telescopios Magallanes en el Observatorio Las Campanas, respectivamente.

Una vez que los investigadores reunieron toda la información descubrieron que la estrella de Scholz estaba alejándose del Sistema Solar y rastrearon su posición hacia atrás en el tiempo a 70.000 años atrás, cuando sus modelos indicaron que se acercó al Sol.

Hasta ahora, el mejor candidato para el mayor acercamiento de una estrella al Sistema Solar era la estrella HIP 85605, que se predice que se acercará al Sistema Solar en unos 240.000 a 470.000 años más. Sin embargo, Mamajek y sus colaboradores también han demostrado que la distancia original a HIP 85605 probablemente fue subestimada por un factor de diez. Con su distancia más probable –unos 200 años-luz– la nueva trayectoria calculada de HIP 85605 no la traería dentro de la nube de Oort.

Mamajek trabajó con Scott Barenfeld, entonces estudiante de la Universidad de Rochester, para simular 10.000 órbitas de la estrella, tomando en cuenta la posición, distancia y velocidad de la estrella, el campo gravitacional de la Vía Láctea, y las incertezas estadísticas en todas estas mediciones. De esas 10.000 simulaciones, el 98% de ellas mostró a la estrella atravesando la nube de Oort exterior, pero afortunadamente solo una de las simulaciones mostró a la estrella pasando dentro de la nube de Oort, lo que podría desencadenar “lluvias” de cometas.

Aunque el paso cercano de la estrella de Scholz probablemente tuvo un impacto pequeño sobre la nube de Oort, Mamajek señala que “otros ‘perturbadores’ de la nube de Oort dinámicamente importantes pueden merodear entre las estrellas cercanas”. Se espera que el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) calcule las distancias y mida las velocidades de mil millones de estrellas. Con los datos de Gaia, los astrónomos serán capaces de determinar qué otras estrellas pudieron haber tenido un encuentro cercano con nuestro sistema en el pasado o cuáles lo harán en el futuro lejano.

Actualmente, la estrella de Scholz es una enana roja tenue en la constelación de Monoceros, a unos 20 años-luz de distancia. Sin embargo, en el punto más cercano de su aproximación al Sistema Solar, la estrella de Scholz habría sido una estrella de magnitud 10; unas 50 veces más débil de lo que normalmente podemos ver a simple vista durante la noche. No obstante, es una estrella magnéticamente activa, lo que puede causar que las estrellas “destellen” y brevemente se vuelvan miles de veces más brillantes. Así que es posible que la estrella de Scholz pueda haber sido visible a simple vista para nuestros ancestros hace 70.000 años por horas o minutos durante uno de esos raros eventos de destello.

La estrella es parte de un sistema binario: una estrella enana roja de masa baja (un 8% de la masa del Sol) y una compañera enana marrón (con una masa de 6% la del Sol). Las enanas marrones son consideradas “estrellas fallidas” debido a que sus masas son demasiado bajas para fusionar hidrógeno en sus núcleos como una estrella, pero son mucho más masivas que los planetas gigantes gaseosos como Júpiter.

La designación formal de la estrella es “WISE J072003.20-084651.2”, pero fue apodada “estrella de Scholz” en honor a su descubridor –el astrónomo Ralf-Dieter Scholz del Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam en Alemania– quien fue el primero en reportar el descubrimiento de la estrella a finales de 2013. En la designación, “WISE” se refiere a la misión Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA, la que mapeó el cielo completo en infrarrojo en 2010 y 2011, y la letra “J” acompañada del número se refiere a las coordenadas celestes de la estrella.

El estudio “The Closest Known Flyby of a Star to the Solar System” fue publicado en la edición del 10 de febrero de 2015 de The Astrophysical Journal Letters.

Fuente: University of Rochester