El sistema solar exterior está poblado por una clase peculiar de objetos helados apodados “muñecos de nieve espaciales”: planetesimales compuestos por dos esferas unidas. Un nuevo estudio de la Universidad Estatal de Michigan ofrece una explicación plausible para su formación, sugiriendo que no surgen de colisiones violentas, sino de fusiones suaves dentro de nubes arremolinadas de polvo cósmico.
El misterio de los binarios de contacto
Más allá de Neptuno, en la gélida extensión del cinturón de Kuiper, se encuentran restos de los primeros días del sistema solar: los planetesimales. Estos bloques de construcción helados probablemente se formaron dentro de discos giratorios de polvo y guijarros que orbitaban alrededor del sol joven. En 2019, la misión New Horizons de la NASA proporcionó las primeras vistas de cerca de estas estructuras parecidas a muñecos de nieve, conocidas como binarias de contacto. Las estimaciones sugieren que entre el 10% y el 25% de los planetesimales de esta región pueden exhibir esta configuración de doble esfera, pero el mecanismo preciso detrás de su creación sigue siendo difícil de alcanzar.
Las teorías anteriores se quedaron cortas
Los intentos anteriores de modelar la formación binaria de contacto se centraron en colisiones directas entre planetesimales. Sin embargo, esas simulaciones arrojaron consistentemente resultados perfectamente esféricos, sin poder explicar las formas de los muñecos de nieve observadas. El problema era la simplificación de los planetesimales como cuerpos grandes y singulares en lugar de agregados de partículas más pequeñas.
Un nuevo enfoque: simular nubes de partículas
Los investigadores dirigidos por Jackson Barnes adoptaron un enfoque más intensivo desde el punto de vista computacional. En lugar de modelar colisiones, simularon planetesimales como nubes de guijarros individuales que descansan sobre las superficies de otros. Este método les permitió observar cómo se comportaban estas nubes mientras giraban y se fusionaban.
Las simulaciones revelaron que, bajo ciertas condiciones, las nubes giratorias se dividirían en dos planetesimales separados antes de fusionarse. Estos planetesimales binarios luego giraron en espiral hacia adentro debido a la atracción gravitacional mutua, fusionándose suavemente para formar un binario de contacto. Este modelo no sólo crea formas esféricas, sino también planetesimales planos, con forma de cigarro y, fundamentalmente, con forma de muñeco de nieve, dependiendo de la velocidad de las partículas y la fuerza de sus fuerzas entrelazadas.
Estabilidad a largo plazo e investigación futura
Una vez formados, estos pares débilmente conectados pueden permanecer estables durante miles de millones de años, ya que las enormes distancias en el sistema solar exterior minimizan el riesgo de colisiones perturbadoras. Las simulaciones actuales sugieren que los binarios de contacto comprenden aproximadamente el 4% de los planetesimales, un poco menos de lo estimado. El equipo de Barnes cree que aumentar la complejidad de sus simulaciones, añadiendo más partículas y rangos de tamaño, podría mejorar la precisión.
“Esto es algo que actualmente estamos investigando con mayor detalle, con respecto específico a la creación de sistemas triples y su relación con la población actual observada de triples relictos en el Cinturón de Kuiper”.
La investigación también insinúa el potencial de estructuras aún más complejas, como sistemas planetesimales triples, que pueden explicar algunas de las agrupaciones observadas en el Cinturón de Kuiper. Este modelo ofrece una imagen más clara de cómo se forman y persisten estos objetos inusuales en los confines distantes de nuestro sistema solar.
