Desentrañando el Muñeco de Nieve Cósmico: Científicos Determinan la Peculiar Formación de Arrokoth

España - Agencia de Noticias Ekhbary

Desentrañando el Muñeco de Nieve Cósmico: Científicos Determinan la Peculiar Formación de Arrokoth

El 1 de enero de 2019, la misión New Horizons de la NASA hizo historia al convertirse en la primera nave espacial en realizar un sobrevuelo cercano a Arrokoth, un objeto del Cinturón de Kuiper (KBO) situado más allá de la órbita de Plutón. Pero el mayor logro no fue solo el sobrevuelo, sino las imágenes que capturó, las cuales revelaron un objeto con un distintivo perfil en forma de muñeco de nieve, sorprendiendo y perplejando a los astrónomos de todo el mundo. Desde entonces, los científicos se han enfrascado en un intenso debate sobre cómo objetos tan peculiares podrían formarse en las gélidas y distantes regiones de nuestro Sistema Solar. Ahora, investigadores de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) creen haber encontrado la respuesta, y es notablemente simple: el colapso gravitacional.

Arrokoth reside en el Cinturón de Kuiper, una vasta y helada región más allá de la órbita de Neptuno, poblada por millones de cuerpos helados a menudo denominados 'iceteroides'. Estos objetos son restos prístinos de los primeros días del Sistema Solar, conservando condiciones y composiciones de hace casi 4.500 millones de años. Los planetesimales, los bloques de construcción de los planetas, se formaron de manera similar a partir del disco giratorio de gas y polvo que rodeaba nuestro joven Sol después de su propio colapso gravitacional. Lo que hizo que Arrokoth fuera tan desconcertante fue que aproximadamente 1 de cada 10 de estos KBO son, de hecho, 'binarios de contacto', dos objetos distintos que se han fusionado de una manera que parece notablemente suave, lo que resulta en formas únicas como el muñeco de nieve.

Los modelos computacionales anteriores habían luchado durante mucho tiempo para explicar esta formación. Estos modelos, a menudo basados en la dinámica de fluidos, habían descartado efectivamente la posibilidad de que los objetos formaran formas tan únicas y estables. Además, otras teorías que postulaban eventos únicos o fenómenos raros no podían explicar la prevalencia observada de estos binarios de contacto. El desafío era encontrar un mecanismo que pudiera explicar no solo la forma específica de Arrokoth, sino también que formara parte de una clase más extendida de objetos cósmicos.

Aquí entra en juego el equipo de la Universidad Estatal de Michigan, dirigido por el estudiante de posgrado Jackson Barnes y guiado por el profesor Seth Jacobson, autor principal del artículo. El equipo desarrolló simulaciones innovadoras utilizando el clúster de computación de alto rendimiento de la MSU en el Instituto de Investigación Habilitada por Cibertecnología (ICER). A diferencia de sus predecesores, estas simulaciones fueron las primeras en basarse en los principios del colapso gravitacional. Los resultados fueron sorprendentes: las simulaciones no solo reprodujeron con éxito el distintivo perfil de muñeco de nieve de Arrokoth, sino que también crearon un escenario más realista en el que estos objetos se forman regularmente. Como explicó el profesor Jacobson en un comunicado de prensa de la MSU: «Si creemos que el 10 por ciento de los objetos planetesimales son binarios de contacto, el proceso que los forma no puede ser raro. El colapso gravitacional encaja perfectamente con lo que hemos observado.»

Las simulaciones ilustran un proceso cautivador: en el Sistema Solar temprano, a medida que los planetesimales se formaban a partir del disco de materia en rotación, estos objetos a veces eran desgarrados por la fuerza rotacional del disco, formando dos objetos separados que luego orbitarían uno alrededor del otro. Con el tiempo, las órbitas de estos objetos se espiralarían gradualmente hacia adentro hasta que hicieran contacto y se fusionaran, conservando, de manera crucial, sus formas redondas originales. Este suave proceso de fusión es clave para preservar la distintiva apariencia de muñeco de nieve, ya que no implica colisiones violentas que deformarían la estructura.

Además, sus resultados mostraron que estos binarios de contacto permanecen intactos al evitar eficazmente las colisiones con otros objetos, una observación que se alinea perfectamente con los datos del mundo real; la mayoría de los binarios no muestran ninguna indicación de cráteres. Este descubrimiento confirma algo que los científicos habían sospechado durante algún tiempo pero que no habían podido probar empíricamente. El modelo creado por Barnes y sus colegas es el primero en reproducir con éxito los binarios de contacto al tener en cuenta con precisión la física necesaria. El equipo no se detiene ahí; actualmente están trabajando en una nueva simulación para modelar mejor el proceso de colapso gravitacional, con la esperanza de que prediga otros objetos exóticos descubiertos en el Sistema Solar exterior. Esta investigación pionera, «Formación directa de planetesimales binarios de contacto por colapso gravitacional», fue publicada en los *Monthly Notices of the Royal Astronomical Society* (MNRAS), abriendo un nuevo capítulo en nuestra comprensión de los orígenes de nuestro Sistema Solar.

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