Némesis (estrella hipotética)

Nemesis es una hipotética enana roja o enana marrón, originalmente postulada en 1984 para estar orbitando el Sol a una distancia de aproximadamente 95.000 UA (1,5 años luz), un poco más allá de la nube de Oort, para explicar un ciclo percibido de extinciones masivas en el registro geológico, que parece ocurrir con mayor frecuencia a intervalos de 26 millones de años. En un artículo de 2017, Sarah Sadavoy y Steven Stahler argumentaron que el Sol probablemente formaba parte de un sistema binario en el momento de su formación, lo que los llevó a sugerir que "probablemente hubo un Némesis, hace mucho tiempo". Tal estrella se habría separado de este sistema binario hace más de cuatro mil millones de años, lo que significa que no podría ser responsable del ciclo percibido más reciente de extinciones masivas.

Teorías más recientes sugieren que otras fuerzas, como el paso cercano de otras estrellas, o el efecto angular del plano de gravedad galáctico que actúa contra el plano orbital solar exterior (hipótesis de Shiva), pueden ser la causa de las perturbaciones orbitales de algunas estrellas solares exteriores. Objetos del sistema. En 2010, A. L. Melott y R. K. Bambach encontraron evidencia en el registro fósil que confirmaba la periodicidad de los eventos de extinción identificados originalmente en 1984, pero con un nivel de confianza más alto y durante un período de tiempo casi el doble. Sin embargo, en 2011, Coryn Bailer-Jones analizó cráteres en la superficie de la Tierra y llegó a la conclusión de que los hallazgos anteriores eran artefactos estadísticos y descubrió que el registro del cráter no muestra evidencia de Némesis. El Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS) no logró descubrir a Némesis en la década de 1980. El estudio astronómico 2MASS, que se llevó a cabo entre 1997 y 2001, no logró detectar una estrella o enana marrón adicional en el Sistema Solar.

Usando una tecnología de telescopios infrarrojos más nueva y potente que es capaz de detectar enanas marrones tan frías como 150 Kelvin a una distancia de 10 años luz del Sol, el Explorador de sondeo infrarrojo de campo amplio (encuesta WISE) no ha detectado Justicia. En 2011, David Morrison, un científico sénior de la NASA conocido por su trabajo en la evaluación de riesgos de los objetos cercanos a la Tierra, escribió que no hay confianza en la existencia de un objeto como Némesis, ya que debería haber sido detectado en estudios infrarrojos del cielo.

Reclamada periodicidad de las extinciones masivas

En 1984, los paleontólogos David Raup y Jack Sepkoski publicaron un artículo en el que afirmaban que habían identificado una periodicidad estadística en las tasas de extinción durante los últimos 250 millones de años utilizando varias formas de análisis de series temporales. Se centraron en la intensidad de extinción de las familias fósiles de vertebrados marinos, invertebrados y protozoos, identificando 12 eventos de extinción durante el período de tiempo en cuestión. El intervalo de tiempo promedio entre eventos de extinción se determinó en 26 millones de años. En ese momento, se pudo demostrar que dos de los eventos de extinción identificados (Cretácico-Paleógeno y Eoceno-Oligoceno) coincidían con eventos de gran impacto. Aunque Raup y Sepkoski no pudieron identificar la causa de su supuesta periodicidad, sugirieron una posible conexión no terrestre. Varios equipos de astrónomos abordaron rápidamente el desafío de proponer un mecanismo.

En 2010, Melott & Bambach volvió a examinar los datos fósiles, incluida la datación ahora mejorada, y utilizó una segunda base de datos independiente además de Raup & Sepkoski había usado. Encontraron evidencia de una señal que mostraba una tasa de extinción excesiva con una periodicidad de 27 millones de años, que ahora se remonta a 500 millones de años, y con una significación estadística mucho más alta que en el trabajo anterior.

Desarrollo de las hipótesis Némesis

Dos equipos de astrónomos, Daniel P. Whitmire y Albert A. Jackson IV, y Marc Davis, Piet Hut y Richard A. Muller, publicaron de forma independiente hipótesis similares para explicar la periodicidad de extinción de Raup y Sepkoski en el mismo número de la revista Nature. Esta hipótesis propone que el Sol puede tener una estrella compañera no detectada en una órbita altamente elíptica que perturba periódicamente a los cometas en la nube de Oort, provocando un gran aumento en el número de cometas que visitan el Sistema Solar interior con el consiguiente aumento de eventos de impacto en la Tierra. Esto se conoció como el "Némesis" o "Estrella de la Muerte" hipótesis.

Si existe, la naturaleza exacta de Némesis es incierta. Muller sugiere que el objeto más probable es una enana roja con una magnitud aparente entre 7 y 12, mientras que Daniel P. Whitmire y Albert A. Jackson abogan por una enana marrón. Si fuera una enana roja, existiría en los catálogos de estrellas, pero solo se confirmaría midiendo su paralaje; debido a que orbita alrededor del Sol, tendría un movimiento propio bajo y escaparía a la detección de estudios de movimiento propio más antiguos que han encontrado estrellas como la estrella de Barnard de novena magnitud. (El movimiento propio de la estrella de Barnard se detectó en 1916). Muller espera que se descubra Némesis para cuando los estudios de paralaje alcancen la décima magnitud.

Hasta 2012, se han identificado más de 1800 enanas marrones. En realidad, hay menos enanas marrones en nuestro vecindario cósmico de lo que se pensaba anteriormente. En lugar de una estrella por cada enana marrón, puede haber hasta seis estrellas por cada enana marrón. La mayoría de las estrellas de tipo solar son solitarias. La idea anterior establecía que la mitad o quizás la mayoría de los sistemas estelares eran sistemas estelares binarios, triples o múltiples asociados con cúmulos de estrellas, en lugar de los sistemas de una sola estrella que tienden a verse con mayor frecuencia.

Muller, refiriéndose a la fecha de una extinción reciente de 11 millones de años antes del día de hoy, postula que Némesis tiene un semieje mayor de aproximadamente 1,5 años luz (95 000 AU) y sugiere que está ubicado (respaldado por Yarris, 1987) cerca de Hydra, basado en una órbita hipotética derivada de la afelia original de varios cometas atípicos de período largo que describen un arco orbital que cumple con las especificaciones de la hipótesis de Muller. El artículo más reciente de Richard Muller relacionado con la teoría de Némesis se publicó en 2002. En 2002, Muller especuló que Némesis fue perturbada hace 400 millones de años por una estrella que pasaba de una órbita circular a una órbita con una excentricidad de 0,7.

En 2010, y nuevamente en 2013, Melott & Bambach encontró evidencia de una señal que muestra una tasa de extinción excesiva con una periodicidad de 27 millones de años. Sin embargo, debido a que Némesis está tan distante del Sol, se espera que esté sujeto a perturbaciones por las estrellas que pasan y, por lo tanto, su período orbital debería cambiar entre un 15 y un 30%. Por lo tanto, la existencia de un pico agudo de 27 millones de años en eventos de extinción es inconsistente con Némesis.

Órbita de Sedna

órbita de Sedna en comparación con el Sistema Solar y la nube de Oort

El objeto transneptuniano Sedna tiene una órbita elíptica extra larga e inusual alrededor del Sol, que oscila entre 76 y 937 UA. La órbita de Sedna tarda unos 11.400 años en completarse una vez. Su descubridor, Michael Brown de Caltech, señaló en un artículo de la revista Discover que la ubicación de Sedna parecía desafiar el razonamiento: "Sedna no debería estar allí", Brown dicho. “No hay forma de poner a Sedna donde está. Nunca se acerca lo suficiente como para ser afectado por el Sol, pero nunca se aleja lo suficiente del Sol como para ser afectado por otras estrellas." Brown, por lo tanto, postuló que un objeto invisible masivo puede ser responsable de la órbita anómala de Sedna. Esta línea de investigación finalmente condujo a la hipótesis del Planeta Nueve.

Brown ha declarado que es más probable que una o más estrellas no compañeras, que pasaron cerca del Sol hace miles de millones de años, podrían haber llevado a Sedna a su órbita actual. En 2004, Kenyon envió esta explicación después del análisis de los datos orbitales de Sedna y el modelado por computadora de posibles pases de estrellas antiguas no compañeras.

Búsquedas pasadas, actuales y pendientes de Némesis

Las búsquedas de Némesis en el infrarrojo son importantes porque las estrellas más frías brillan comparativamente más en la luz infrarroja. El Observatorio Leuschner de la Universidad de California no pudo descubrir a Némesis en 1986. El Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS) no pudo descubrir a Némesis en la década de 1980. El sondeo astronómico 2MASS, que se llevó a cabo entre 1997 y 2001, no logró detectar una estrella, o enana marrón, en el Sistema Solar. Si Nemesis existe, puede ser detectado por Pan-STARRS o los estudios astronómicos planificados del LSST.

En particular, si Némesis es una enana roja o una enana marrón, se esperaba que la misión WISE (un estudio infrarrojo del cielo que cubrió la mayor parte del vecindario solar en mediciones de paralaje de verificación de movimiento) pudiera encontrarlo. WISE puede detectar enanas marrones de 150 kelvin a 10 años luz, y cuanto más cerca está una enana marrón, más fácil es detectarla. Los resultados preliminares de la encuesta WISE se publicaron el 14 de abril de 2011. El 14 de marzo de 2012 se publicó el catálogo completo de la misión WISE. En 2014, los datos de WISE descartaron un Saturno o un cuerpo de mayor tamaño en la nube de Oort hasta diez mil AU.

Los cálculos de la década de 1980 sugirieron que un objeto Némesis tendría una órbita irregular debido a las perturbaciones de la galaxia y las estrellas que pasan. El trabajo de Melott y Bambach muestra una señal extremadamente regular, inconsistente con las irregularidades esperadas en tal órbita. Por lo tanto, mientras apoya la periodicidad de la extinción, parece ser inconsistente con la hipótesis de Némesis, aunque por supuesto no es inconsistente con otros tipos de objetos subestelares. Según un comunicado de prensa de la NASA de 2011, "los análisis científicos recientes ya no respaldan la idea de que las extinciones en la Tierra ocurren a intervalos regulares y repetitivos y, por lo tanto, la hipótesis de Némesis ya no es necesaria".