Análisis muestran que objeto estrellado en el Pacífico viene de otro sistema estelar

¡Maravillosas noticias! Por primera vez en la historia, los científicos han analizado materiales procedentes de un objeto de un metro de tamaño que se originó fuera del sistema solar. El objeto iluminó el cielo sobre el océano Pacífico hace casi una década, y su brillante bola de fuego fue rastreada por satélites del Gobierno estadounidense. 

He tenido la gran suerte de dirigir este análisis. El equipo de la expedición interestelar del proyecto Galileo acaba de concluir los primeros análisis de 57 esférulas procedentes del lugar donde se estrelló el primer meteorito interestelar reconocido, IM1. 

Cinco de estas bolitas de tamaño milimétrico se originaron como gotas fundidas de la superficie de IM1 cuando quedó expuesta al inmenso calor de la bola de fuego generada por su fricción con el aire el 8 de enero de 2014. Una posibilidad más exótica es que este patrón de abundancia desconocido —en el que el uranio es casi mil veces más abundante que el valor estándar del sistema solar— puede reflejar un origen tecnológico extraterrestre. En total, la expedición que dirigí al océano Pacífico del 14 al 28 de junio de 2023 recogió unas 700 esférulas. 

A continuación, resumo nuestros principales hallazgos. Los detalles técnicos y la información de apoyo se pueden encontrar en nuestro artículo científico, accesible aquí, que ha sido presentado para su publicación en una prestigiosa revista revisada por pares. Encontrará una descripción detallada del viaje día a día en mis 44 diarios anteriores, disponibles aquí (la última entrada está aquí).

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María Duarte

El éxito de la expedición no fue una casualidad. Tuvimos la suerte de contar con unos miembros del equipo excepcionales que trabajaron desinteresadamente para lograr este resultado. Nuestra experiencia colectiva es como la de un equipo de fútbol después de ganar un partido. Todos los miembros del equipo contribuyeron de forma profesional y constructiva.

El origen interestelar de IM1 ya se estableció con una fiabilidad del 99,999% a partir de mediciones de velocidad realizadas por satélites del Gobierno estadounidense, tal y como se confirmó en una carta formal del Mando Espacial estadounidense a la NASA. La curva de luz del bólido mostró tres llamaradas, separadas entre sí por una décima de segundo. Antes de entrar en el sistema solar, IM1 se movía a una velocidad de 60 kilómetros por segundo en relación con la Norma Local de Reposo de la galaxia Vía Láctea, más rápido que el 95% de todas las estrellas en las proximidades del Sol. Basándose en el hecho de que mantuvo su integridad a una velocidad de impacto en la Tierra de 45 kilómetros por segundo hasta una elevación de 17 kilómetros sobre el océano Pacífico, su resistencia material debe haber sido más dura que la de todas las 272 rocas espaciales documentadas por la NASA en el catálogo de meteoritos CNEOS, incluyendo el 5% de ellas que son meteoritos de hierro. Las esférulas recuperadas están siendo analizadas por los mejores instrumentos del mundo en cuatro laboratorios de Universidad de Harvard, UC Berkeley, la Bruker Corporation y la Universidad de Tecnología de Papúa Nueva Guinea, cuyo vicerrector firmó un Memorando de Entendimiento con la Universidad de Harvard para la asociación en la investigación de la expedición.

placeholderMaterial recogido con el trineo magnético en el yacimiento de IM1, que muestra una esférula rica en hierro de 0,4 milímetros de diámetro (flecha blanca) entre un fondo de concha y otros restos.

Material recogido con el trineo magnético en el yacimiento de IM1, que muestra una esférula rica en hierro de 0,4 milímetros de diámetro (flecha blanca) entre un fondo de concha y otros restos.

La recogida de esférulas por parte de la expedición tuvo un rendimiento por masa de fondo que aumentó significativamente en el recuento de esférulas cerca de la trayectoria de IM1. Los mapas de calor que aparecen a continuación muestran que la colección de esférulas tenía tres regiones de alto rendimiento, coloreadas en amarillo, en relación con las regiones de control coloreadas en morado, lo que podría reflejar las tres llamaradas de la curva de luz de IM1.

placeholderMapa de calor de la densidad de esférulas (recuento por masa de material analizado en gramos). Asumiendo que la primera llamarada de la curva de luz de la bola de fuego se localizó al comienzo de la Carrera 4, colocamos tres estrellas para las localizaciones.

Mapa de calor de la densidad de esférulas (recuento por masa de material analizado en gramos). Asumiendo que la primera llamarada de la curva de luz de la bola de fuego se localizó al comienzo de la Carrera 4, colocamos tres estrellas para las localizaciones.

placeholderZoom sobre la región muestreada alrededor de la trayectoria IM1 prevista (recuadro naranja) y la región de error DoD (recuadro rojo). Como referencia, los puntos representan las grabaciones GPS de la trayectoria del buque en diferentes recorridos numerados.

Zoom sobre la región muestreada alrededor de la trayectoria IM1 prevista (recuadro naranja) y la región de error DoD (recuadro rojo). Como referencia, los puntos representan las grabaciones GPS de la trayectoria del buque en diferentes recorridos numerados.

El mapa de calor se obtuvo a partir de las estadísticas de detección de esférulas de mi alumna de posdoctorado Laura Domine. Se benefició en gran medida de las 622 esférulas descubiertas por mi estudiante en prácticas de verano Sophie Bergstrom. El análisis exhaustivo de la composición de las esférulas fue realizado por Stein Jacobsen y su equipo del laboratorio de cosmoquímica de la Universidad de Harvard. Sorprendentemente, el análisis conservador de Stein reveló que cinco esférulas únicas de las regiones de alto rendimiento (amarillas) cercanas a la trayectoria de IM1, y no de ningún otro lugar, mostraban un patrón de composición de elementos de fuera del sistema solar, nunca visto antes. Este resultado se obtuvo después de generar el mapa de calor y proporcionó una confirmación independiente de que IM1 es responsable del exceso de esférulas en las regiones amarillas.

placeholderDesde la derecha: Stein Jacobsen, Avi Loeb y Sophie Bergstrom, detrás del espectrómetro de masas del laboratorio de Jacobsen en la Universidad de Harvard (31 de julio de 2023).

Desde la derecha: Stein Jacobsen, Avi Loeb y Sophie Bergstrom, detrás del espectrómetro de masas del laboratorio de Jacobsen en la Universidad de Harvard (31 de julio de 2023).

Las imágenes del microscopio electrónico del laboratorio de Stein también resultaron fascinantes. Un ejemplo de esférula grande (1,3 mm de diámetro máximo) en la región de alto rendimiento (amarilla) cerca de la trayectoria de IM1 es S21, de la carrera 14. Esta esférula asimétrica, mostrada en la imagen inferior, es un compuesto de tres esférulas que se solidificaron poco después de la fusión, demasiado tarde para que el producto de la fusión se volviera esférico.

La aparición de esta esférula compuesta S21 a través de fusiones de gotas más pequeñas en el volumen inicial de la bola de fuego tiene una sencilla explicación cuantitativa. Naturalmente, Stein eligió en primer lugar esta gran esférula para analizar su composición con su espectrómetro de masas de última generación. Los resultados fueron prometedores.

placeholderComposición BeLaU medida por el espectrómetro de masas de Harvard. Se han representado las abundancias elementales en toda la masa de la esférula masiva S21 normalizadas con respecto al estándar del sistema solar de las condritas CI.

Composición BeLaU medida por el espectrómetro de masas de Harvard. Se han representado las abundancias elementales en toda la masa de la esférula masiva S21 normalizadas con respecto al estándar del sistema solar de las condritas CI.

Como se muestra en la figura anterior, S21 estaba fuertemente enriquecido en berilio (Be), lantano (La) y uranio (U), en concentraciones cientos de veces más abundantes en relación con la composición estándar del sistema solar de las condritas CI (meteoritos no metálicos). Esto llevó a Stein a etiquetar este patrón de abundancia único: BeLaU. El patrón de abundancia BeLaU de elementos en la esférula S21 y otras cuatro esférulas en las regiones de alto rendimiento (amarillo) de los recorridos 4, 13 y 14 cerca de la trayectoria de IM1 también muestra la pérdida de elementos volátiles, como se espera de la explosión aérea de un objeto no terrestre. Las abundancias medidas de elementos pesados más allá del lantano son sistemáticamente muy superiores a las del estándar del sistema solar de las condritas CI, lo que sugiere que las esférulas BeLaU proceden de fuera del sistema solar. La fuente tenía un contenido muy bajo de elementos con afinidad al hierro, como el renio (Re). El lugar de nacimiento de IM1 podría haber sido una corteza diferenciada de un exoplaneta con un núcleo de hierro y un océano de magma. Lo más probable es que la falta de elementos volátiles se deba a pérdidas por evaporación durante el paso de IM1 por la atmósfera inferior de la Tierra. En conjunto, una fracción significativa de las esférulas de los recorridos cercanos a las regiones de alto rendimiento (amarillas) de IM1 presentan abundancias de BeLaU, pero no se encuentran esférulas de este tipo en las regiones de control alejadas de la trayectoria de IM1. El exceso es coherente con el hecho de que IM1 duplique el número de esférulas por unidad de superficie en las regiones amarillas. Un análisis detallado muestra que las discrepancias entre el patrón de abundancia BeLaU y los entornos del sistema solar no podrían haberse originado en los océanos de magma de la Tierra, la Luna o Marte.

placeholderEl patrón de abundancia BeLaU para cinco esférulas cercanas a la trayectoria de IM1 en función de la volatilidad de los elementos, es decir, de su capacidad de perderse por evaporación durante la explosión de IM1.

El patrón de abundancia BeLaU para cinco esférulas cercanas a la trayectoria de IM1 en función de la volatilidad de los elementos, es decir, de su capacidad de perderse por evaporación durante la explosión de IM1.

Las proporciones de isótopos de hierro ofrecen una prueba independiente para determinar si las esférulas BeLaU proceden de una fuente extraterrestre. De hecho, la esférula gigante de BeLaU S21 del experimento 14 se desvía considerablemente de varios entornos del sistema solar en términos de sus abundancias de Hierro-57 frente a las de Hierro-56. Dado que esta esférula se recogió en la región de alto rendimiento (amarilla) alrededor de la trayectoria de IM1, esto es coherente con un origen interestelar para IM1.

placeholderLa gran esférula BeLaU S21 del experimento 14 se desvía considerablemente de varios entornos del sistema solar en cuanto a sus abundancias isotópicas de Hierro-57 frente a Hierro-56. Dado que esta esférula se recogió en la región de alto rendimiento.

La gran esférula BeLaU S21 del experimento 14 se desvía considerablemente de varios entornos del sistema solar en cuanto a sus abundancias isotópicas de Hierro-57 frente a Hierro-56. Dado que esta esférula se recogió en la región de alto rendimiento.

placeholderEl equipo de Ryan Weed realizando mediciones SEM/EDS de esférulas IM1 en el Departamento de Ingeniería Nuclear de la UC Berkeley.

El equipo de Ryan Weed realizando mediciones SEM/EDS de esférulas IM1 en el Departamento de Ingeniería Nuclear de la UC Berkeley.

En el laboratorio de Ryan Weed, en la UC Berkeley, se realizaron mediciones con microscopio electrónico de barrido y espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (SEM-EDS) en un inventario inicial de muestras de esférulas. Las imágenes del microscopio electrónico muestran estructuras de "muñeca rusa" con esferas dentro de esferas incrustadas en una matriz con estructura dendrítica y que indican un enfriamiento rápido durante una explosión de aire.

placeholderEsférula S4 del experimento 8, que muestra la estructura interior de esferas dentro de esferas, con las microesférulas más pequeñas de aproximadamente 5-10 micras de diámetro.

Esférula S4 del experimento 8, que muestra la estructura interior de esferas dentro de esferas, con las microesférulas más pequeñas de aproximadamente 5-10 micras de diámetro.

En conjunto, nuestras conclusiones destacan por dos aspectos: (i) En la prospección con trineo magnético se recuperaron unas 700 esférulas de 0,05-1,3 milímetros de diámetro en 26 pasadas que cubrieron un área de prospección de un cuarto de kilómetro cuadrado en total. (ii) La espectrometría de masas muestra esférulas únicas de las regiones de alto rendimiento cercanas a la trayectoria de IM1, con un alto enriquecimiento de Be, La y U, así como un contenido muy bajo de elementos con alta afinidad por el hierro, como el Re. Los elementos volátiles se perdieron por evaporación durante el paso de IM1 por la atmósfera terrestre. Las esférulas con las abundancias BeLaU solo se encontraron a lo largo de la trayectoria de IM1 y no en las regiones de control. El patrón de abundancia elemental BeLaU no coincide con las aleaciones terrestres, la lluvia radioactiva de explosiones nucleares, las abundancias del océano magmático de la Tierra o su Luna o Marte, ni con otros meteoritos naturales del sistema solar. Esto apoya el origen interestelar de IM1, independientemente de la medición de su alta velocidad, tal y como se recoge en el catálogo CNEOS y se confirma en una carta oficial a la NASA del Mando Espacial de EEUU. Dado que las esférulas de IM1 se fundieron en la superficie del objeto, la mayor abundancia de Be puede representar un indicador de espalación por rayos cósmicos en la superficie de IM1 a lo largo de un extenso viaje interestelar a través de la Vía Láctea. Esto constituye un cuarto indicador de un origen interestelar para IM1, además de su alta velocidad, su composición en elementos pesados y sus proporciones de isótopos de hierro. Algunos de estos indicadores pueden utilizarse para identificar un origen interestelar de meteoritos históricos de los que no se dispone de información sobre su velocidad orbital en relación con el Sol.

placeholderRyan Weed (izquierda) aspirando el imán del trineo mientras llevaba la camiseta del 'Equipo de Expedición Interestelar'.

Ryan Weed (izquierda) aspirando el imán del trineo mientras llevaba la camiseta del 'Equipo de Expedición Interestelar'.

La mayor abundancia de elementos pesados puede explicar la elevada resistencia del material inferida para IM1, basada en la alta presión de ariete que fue capaz de soportar antes de desintegrarse. La elevada resistencia del material inferida para IM1 puede probarse potencialmente de forma experimental ensamblando una mezcla de materiales basada en la composición BeLaU, con una compensación adecuada de los elementos volátiles perdidos. El patrón de abundancia BeLaU podría explicarse potencialmente si IM1 procediera de una corteza altamente diferenciada de un exoplaneta con núcleo de hierro. En ese caso, la alta velocidad de IM1, de ~60 kilómetros por segundo en la Norma Local de Reposo de la Vía Láctea, y el número extremadamente elevado de objetos similares por estrella, 10 a la potencia de 23, inferido estadísticamente para la población de objetos interestelares de tamaño de un metro, son difíciles de explicar mediante procesos dinámicos comunes. En cambio, la sobreabundancia de elementos pesados en BeLaU podría tener su origen en el llamado enriquecimiento del "proceso r" y en la fragmentación de los eyecta procedentes de supernovas de colapso del núcleo o de fusiones de estrellas de neutrones. Sin embargo, el patrón BeLaU también muestra un enriquecimiento denominado "procesos s" que debe tener un origen independiente, como las estrellas de la Rama Asintótica Gigante (AGB). Una posibilidad más exótica es que este patrón de abundancia desconocido —en el que el uranio es casi mil veces más abundante que el valor estándar del sistema solar— puede reflejar un origen tecnológico extraterrestre. Estas interpretaciones se considerarán críticamente junto con resultados adicionales del análisis de esférulas en futuros trabajos. Independientemente de la interpretación, se trata de un descubrimiento histórico porque representa la primera vez que los científicos analizan materiales procedentes de un gran objeto que llegó a la Tierra desde fuera del sistema solar.

placeholderLas manos de Avi Loeb abriendo la maleta que contenía las esférulas procedentes del lugar del primer meteoro interestelar reconocido, el IM1. El contenido fue entregado por FedEx en cuestión de días, pero probablemente tardó miles de millones de años.

Las manos de Avi Loeb abriendo la maleta que contenía las esférulas procedentes del lugar del primer meteoro interestelar reconocido, el IM1. El contenido fue entregado por FedEx en cuestión de días, pero probablemente tardó miles de millones de años.

La Expedición Interestelar fue arriesgada. Había muchos puntos potenciales de fracaso, como: no conseguir la financiación necesaria de 1,5 millones de dólares, no reclutar ingenieros y navegantes cualificados para la expedición, no construir la maquinaria adecuada para llevar a cabo la tarea, no conseguir que el trineo se mantuviera en el fondo del océano debido a la elevación ejercida por el cable que lo conectaba a la nave, no encontrar esférulas magnéticas de IM1 en el fondo del océano, no disponer de suficientes esférulas de IM1 para encontrarlas dentro de la zona estudiada, no advertir las esférulas entre la ceniza volcánica de fondo y no tener acceso a un espectrómetro de masas de última generación que permitiera descubrir con fiabilidad el patrón de abundancia BeLaU sin precedentes.

Pero mucho antes de todo eso, podría haber decidido no seguir adelante con este proyecto debido a la extrema oposición de los "expertos" en rocas espaciales que estaban "hartos de oír las descabelladas afirmaciones de Avi Loeb", según un artículo del New York Times y un perfil de la revista New York Times Magazine. Les deseo a estos astrónomos felicidad y prosperidad. Ahora que hemos descubierto esférulas de composición extrasolar cerca de la trayectoria de IM1, sería mejor que retracten su afirmación publicada de que el Mando Espacial de EEUU sobrestimó la velocidad de IM1 por un factor grande y que IM1 era un meteorito pétreo del sistema solar. Ahora sabemos que IM1 era interestelar. En lugar de rechazar los datos, sería mejor que revisaran su modelo. El éxito de la expedición ilustra el valor de arriesgarse en pos de la ciencia a pesar de todo como una oportunidad para descubrir nuevos conocimientos. Las esférulas "BeLaU" suponen una llamada de atención desde lejos, instando a los astrónomos a ser más curiosos y abiertos de mente.

Mi fascinación inicial por otro objeto interestelar, 'Oumuamua, en octubre de 2017, se desencadenó al darme cuenta de que su mera detección entraba en conflicto con mi expectativa de una abundancia mucho menor de objetos interestelares en un artículo de 2009, basado en lo que se sabía sobre el sistema solar. Los errores ofrecen la oportunidad de aprender algo nuevo. Mi posterior compromiso con IM1 siguió a una entrevista de radio con John Catsimatidis en enero de 2019 sobre el meteorito de Kamchatka que explotó unas semanas antes y me llevó a preguntarme si el catálogo de CNEOS contiene objetos interestelares como `Oumuamua. El nombre que asignamos a IM1 suena como: ‘Yo soy uno’ [‘I’m one’ en inglés. N. del T.], etiquetando adecuadamente al primer meteoro interestelar reconocido, pero también como miembro de una gran población de objetos similares. El segundo meteoro interestelar, IM2, suena como ‘Yo también soy’ [‘I’m too’ en inglés. N. del T.]. Encontrar la primera y la segunda hormigas en una cocina es alarmante porque implica que hay muchas más hormigas ahí fuera. Una tasa de detección aleatoria de una vez por década para objetos interestelares del tamaño de un metro implica que unos cuantos millones de estos objetos residen dentro de la órbita de la Tierra alrededor del Sol en un momento dado. Algunos de ellos pueden representar basura espacial tecnológica de otras civilizaciones. Durante mi trote rutinario al amanecer en la cubierta del Silver Star, me preguntaron: "¿Huyes de algo o corres hacia algo?". Mi respuesta fue: "De ambas cosas. Huyo de colegas que tienen opiniones firmes sin buscar pruebas, y corro hacia una inteligencia superior en el espacio interestelar". El Confidencial 

Publicado por:NOTICIAS DE YUCATÁN