LA NUBE DE OORT

Las órbitas de los cometas muestran una amplia gama de tamaños, inclinaciones y excentricidades. En el pasado se dividió a los cometas en dos grupos basados en su período orbital: los cometas de largo período, con períodos superiores a 200 años, y los cometas de corto período, con tiempos inferiores.

Los cometas de largo período poseen dos particularidades destacables. La primera es que sus órbitas se concentran mayormente en tamaños muy grandes. La segunda es que su irrupción en la región de los planetas es isotrópica, es decir, que no existe una dirección preferencial. Además, el 50% de los cometas de largo período son retrógrados, lo cual es consistente con que su distribución sea aleatoria.

Era una creencia bastante general que los cometas provenían del espacio interestelar o que orbitaban las estrellas a muy gran distancia de ellas, y que las perturbaciones gravitatorias podían provocar incluso que algunos pudieran ser capturados por estrellas vecinas. Sin embargo, en 1950 el astrónomo holandés Jan Oort hizo notar lo siguiente:

a) No había sido observado ningún cometa que indicara que provenía del espacio interestelar.

b) Los cometas que se adentraban en el sistema solar deberían sufrir perturbaciones por parte de los planeta, principalmente Júpiter, hallando que éstas eran mayores que el pico de cometas de largo período. Esto significaba que muchos entraban en el sistema solar por primera vez, pues de lo contrario sus órbitas ya habrían sido modificadas por las perturbaciones gravitatorias de los grandes planetas.

c) Las órbitas de los cometas de largo período tenían una acusada tendencia a que sus afelios se situaran hacia las 50.000 UA.

d) Los cometas no provenían de alguna dirección preferencial.

A partir de estos hecho propuso que los cometas provienen de una amplia nube externa en los confines del sistema solar. A esta nube, con el tiempo, fue denominada nube de Oort. Estadísticamente se calcula que puede haber un billón (1.000.000.000.000) de cometas, aunque es una pura especulación; nadie a podido observar dicha nube y mucho menos los objetos que pueda poseer.

COMETAS DE LARGO PERÍODO Distribución de la energía orbital de los cometas nuevos de largo período. La escala superior es la de los semiejes mayores en unidades astronómicas. La energía orbital es inversamente proporcional al semieje mayor de la órbita. El importante máximo que se observa se cree que corresponde a la nube de Oort (P.R. Weissman, 1982).

La nube de Oort puede contener una fracción importante de la masa del sistema solar, tal vez superior a la de Júpiter, aunque es una simple especulación. Se piensa que puede ser una especie de globo que envuelve al sistema solar y la hipótesis más aceptada es que está constituida por escombros del sistema solar. En efecto, en sus orígenes el Sol estaba rodeado por una nube de gas y polvo, a partir de la cual se formaron infinidad de planetésimos y, por agregación de los mismos, los planetas. Parte de estos planetésimos sufrieron grandes alteraciones orbitales como consecuencia de sus encuentros con cuerpos de gran masa (los proto-planetas) y de esta forma adquirieron largas órbitas casi parabólicas y quedaron "almacenados" en la nube de Oort, a una distancia media de un año luz donde aunque débil, la influencia gravitatoria del Sol sigue siendo aún dominante respecto a la de las estrellas más cercanas.

Representación esquemática de la nube de Oort.

Oort también propuso un mecanismo capaz de enviar continuamente una pequeña fracción de cometas de la nube hacia el sistema solar interno. Los tránsitos casuales de otras estrellas cerca de la nube de Oort puede alterar las órbitas de los cometas, haciendo posible que al azar puedan ser mandados hacia el sistema solar. Se calcula que, en promedio, estas perturbaciones estelares se producen una vez cada 100 a 200 mil años. Relacionado con esto, se ha propuesto la existencia de "lluvias de cometas" para explicar las grandes extinciones de seres vivos en la Tierra en los tiempos geológicos. Si con alguna regularidad el sistema solar sufre tales "bombardeos", sería una dificultad añadida a la hora de determinar la edad de la superficie de los planetas y satélites mediante el recuento de impactos meteoríticos.

Un punto oscuro a la teoría de la nube de Oort es que al principio se ha indicado que los afelios de la mayoría de cometas de largo período parecen situarse hacia las 50.000 UA. Si los cuerpos que constituyen la nube de Oort son los que escaparon del sistema solar, cabría esperar que se hubieran esparcido a muy distintas distancias, en vez de quedar confinados mayoritariamente en una banda aproximadamente a la misma distancia del Sol.

Curiosamente, los objetos que constituyen la nube de Oort parece que se formaron más próximos al Sol que no el propio cinturón de Kuiper. En efecto, los pequeños cuerpos que se formaron cerca de los planetas pudieron haber sido arrojados fuera del sistema solar a causa de los encuentros gravitacionales y han sido desarrollados varios modelos que lo explican bastante satisfactoriamente. Los que fueron expulsados pudieron constituir la nube de Oort, en tanto que los que los más alejados de los planetas, al no sufrir tales interacciones, permanecieron en el cinturón de Kuiper.

En ocasiones, los sesudos astrónomos también se divierten en sus elucubraciones y cálculos, intentando hallar lo que parece imposible. El éxito de los Alvarez el relacionar la extinción de los dinosaurios, hace 65 millones de años, con el impacto de un gran meteorito con la Tierra, agudizó el ingenio de muchos con el fin de explicar otros sucesos similares mediante impactos. En casi todas estas hipótesis, unas descabelladas y otras con posiblemente mayor fundamento, interviene la nube de Oort.

En 1977 dos geólogos, A.G. Fisher y M. Arthur, sugirieron que las extinciones de la vida marina en la Tierra tenían lugar en ciclos regulares de unos 32 millones de años. J.J. Sepkoski y D. Raup, después de un detallado estudio de quinientas familias marinas de los últimos 250 millones de años, se sorprendieron al comprobar que la vida parecía desaparecer en ciclos de unos 26 millones de años. Sepkoski se había pasado años reuniendo una exhaustiva serie de datos de las extinciones, haciendo una relación de 3.500 familias marinas, incluyendo 50.000 géneros fósiles y unas 250.000 especies, indicando para cada familia la época geológica de aparición y desaparición. La primera gran extinción conocida fue la más mortífera, pues pereció el 90% de todas las especies marinas. Tuvo lugar a fines del Pérmico, hace unos 248 millones de años. Desde entonces, según estos científicos, han habido otras 9 extinciones, espaciadas, más o menos, cada 26 millones de años.

El gráfico representa las distintas extinciones biológicas habidas durante los últimos 250 millones de años. Los picos no pueden ser tomados al pie de la letra como representativos de la intensidad de las extinciones, pues la ausencia de especímenes antiguos exagera los valores más recientes. Además, cuanto más nos remontamos al pasado, más imprecisa es la datación cronológica.

Si para muchos ya era difícil admitir las causas de la extinción de hace 65 millones de años, aún más increíble era que a intervalos regulares un cuerpo celeste viniera a chocar contra la Tierra. ¿Cuál podría ser la causa? Se pidió ayuda a los astrofísicos y a los astrónomos para responder al enigma. Y estos acudieron solícitamente con un desenfado y un atrevimiento nada usual. Si se había descubierto a Neptuno a partir del cálculo, ¿por qué no podía descubrirse también mediante el cálculo las causas de las extinciones masivas? Y a partir de aquí empezó una serie de elucubraciones fantásticas, una carrera para ver quién aportaba la hipótesis más descabellada y original. Eso si, apoyada (¿disfrazada?) más o menos con los números.

Se empezó especulando sobre la actividad solar y la posibilidad de que pudiera tener unos máximos increíbles, con gigantescas erupciones cada 26 millones de años. Sin dejar el Sol, se consideró después qué influencia podría tener el hecho de que cada 33 millones de años cruza el plano galáctico. Ahondando más en el tema, R.B. Stothers y R.M. Rampino especularon que a su paso por el plano galáctico, el Sol podría encontrarse con masivas nubes de gas que podrían perturbar los cometas de la nube de Oort y dirigirlos hacia el centro del sistema solar. Otros discreparon de esta suposición argumentando que los efectos de tales nubes deberían ser igual de importantes tanto en el plano galáctico como cuando el Sol pasa por encima o por debajo.

Varios expertos en la nube de Oort propusieron que los efectos acumulativos de la materia local en el plano perpendicular al disco galáctico, los llamados discos mareales, eran mucho más importantes que los efectos gravitacionales intermitentes creados a pasar estrellas cercanas o nubes gigantes de polvo y gas. 

En 1995, J. Matese y P. Whitman de la Universidad Southwestern Louisiana y sus colegas M. Valtonen de Finlandia y K. Innanen de Canadá intentaron cuantificar los efectos de los discos de marea. Sus modelos numéricos de la dinámica de la nube de Oort sugieren que al oscilar como el Sol a través del plano galáctico, los discos de marea modulan el flujo de cometas de la nube de Oort en un factor de 4 a 1, con el mayor efecto en el plano medio de la galaxia (Icarus 116, 255, 1995). Estos resultados dan un nuevo impulso al mecanismo del período de 30 millones de años.

Las mareas gravitacionales producidas por la Vía Láctea podrían mandar cometas de la nube de Oort hacia el sistema solar al oscilar éste en el plano galáctico.

Marese y D. Whitmire perfeccionaron sus estudios sobre las perturbaciones sobre la nube de Oort (The Astrophysical Journal Letters, 20 Noviembre 1996). Sus análisis de un grupo de órbitas cometarias indican que toda la galaxia juegan un papel en estas perturbaciones. Sin embargo, P. Weissman del Jet Propulsion Laboratory indica que estos efectos sólo aparecen cuando se toma en consideración un pequeño grupo de cometas, a lo Matese responde que únicamente pueden ser tenidos en cuenta aquellos cometas cuyas órbitas han sido bien determinadas.

Según Matese, aunque los cometas sólo serían los responsables del 25% de los cráteres de impacto terrestres, son los que proporcionalmente producen los mayores cráteres, de más de 100 km de diámetro, que son los que ocasionan las extinciones.

Némesis, la estrella de la muerte

Por su parte, R.A. Muller y M. Davis propusieron una espectacular hipótesis digna de las mejores novelas de ciencia ficción: el Sol podría ser una estrella doble, con una alejada compañera que podría perturbar el cinturón de asteroides cada 26 millones de años y dirigir una lluvia de ellos hacia los planetas interiores del sistema solar, pero matemáticamente la hipótesis era inconsistente ya que la órbita de la supuesta estrella sería inestable. Davis puso en contacto a Muller con P. Hut, un especialista en dinámica orbital. Este modificó la órbita de la supuesta compañera del Sol y la puso mucho más lejos, de modo que los proyectiles "mortales" que nos lanzaría no sería asteroides, sino cometas de la nube de Oort, pero para que pudiera ser factible y basándose en una sugerencia de J.G. Hills, tuvieron que situar la parte más densa de la citada nube a una distancia entre 1.000 y 10.000 UA, cuando normalmente se admite que es mucho mayor. Sin embargo, con los números en la mano, cada 500 millones de años y durante un período de 700 mil años, la lluvia de cometas sería tan intensa, que de alcanzar de lleno a la Tierra la convertirían en un auténtico colador, por lo que lo más probable era que la vida haría mucho tiempo que habría desaparecido en nuestro planeta, si es que alguna vez pudo llegar a crearse... Aún así, en 1984 dieron a conocer su hipótesis sugiriendo que su estrella de la muerte, en el caso de que fuera descubierta, llevase el nombre de Némesis, diosa griega cuyo cometido era el perseguir sin descanso a los ricos, orgullosos y poderosos, añadiendo que si la estrella no era descubierta, sería su propio Némesis.

E.M. Shoemaker, especialista en asteroides, mostró la inviabilidad de la hipótesis, lo que no fue obvice para que, en 1984 se iniciara la búsqueda de Némesis, una estrella enana roja que actualmente debería hallarse a 2,5 años luz de nosotros. En ese tiempo entraron también en liza D. Whitmire y J.J. Matese sugiriendo que el astro de la muerte podría ser el no descubierto planeta X, que debería orbitar al Sol en unos 1.000 años y que, así como debería perturbar a los planetas exteriores, también debería ser afectado por ellos, de modo que provocarían la rotación de la línea de las ábsides de su elíptica órbita, perturbando la nube de Oort cada 26 millones de años. Esta hipótesis quedó descartada en 1989 cuando la sonda Voyager 2 demostró que las supuestas perturbaciones sobre los planetas gigantes por parte de un cuerpo más externo no existen, sino que eran debidas a errores de cálculo.

¿Pese a todo existe Némesis?

De vez en cuando, cada 15 ó 20 años sale en los medios de comunicación la noticia del descubrimiento de algún planeta transplutoniano, que más tarde es desmentida o matizada. La última, es una noticia de la BBC fechada el 28 de septiembre de 1999, indicando que el Dr. John Murray pudo haber hallado un planeta a partir de las perturbaciones observadas en un grupo de 13 cometas, desviados de sus órbitas por un cuerpo masivo. Se trataría de un planeta (o tal vez alguna pequeña estrella), varias veces más masivo que Júpiter situado a unas 30.000 UA, es decir, en plena nube de Oort o en su parte interna. En estos momentos se hallaría en dirección a la constelación del Delfín y completaría su órbita, retrógrada, en varios millones de años. El particular sentido de giro, contrario al de los demás planetas, indicaría que es un objeto errante capturado (o tal vez de paso) por la gravedad solar y que se habría formado en otra parte de la galaxia, posiblemente escapado de alguna estrella. El trabajo del Dr. Murray fue mandado a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y presentado en el DPS de la AAS (American Astronomical Society) de octubre de 1999. Un cuerpo así, salvo por ejemplo que radie una cantidad importante en el infrarrojo, es imposible de detectar con telescopios ópticos, pues a tal distancia la luz solar es insuficiente para iluminar su superficie. Por su parte, el infatigable John J. Matese también indicó que había llegado a conclusiones parecidas y mandado a publicar su estudio en la revista Icarus.

La noticia debe ser tomada con las debidas reservas hasta poseer más detalles del hallazgo. Así, Brian Marsden, del Minor Planet Center, se ha mostrado excéptico indicando que las presuntas órbitas de los cometas utilizadas en este estudio son imprecisas ya que se basan en pocas observaciones de los mismos. Pero a lo mejor, pese a todo, Némesis existe...

Grup d'Estudis Astronòmics