Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan han desarrollado una simulación por computadora que muestra que el colapso gravitacional puede producir de forma natural estructuras de doble lóbulo similares a muñecos de nieve en el sistema solar exterior. Estos binarios de contacto representan alrededor del 10 por ciento de los planetesimales en el Cinturón de Kuiper más allá de Neptuno. Los hallazgos, publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, explican un rompecabezas de larga data en astronomía.
Durante décadas, los astrónomos han observado que muchos cuerpos helados en el Cinturón de Kuiper se asemejan a muñecos de nieve, con dos lóbulos redondeados conectados. El Cinturón de Kuiper, una región más allá de Neptuno llena de restos congelados de la formación del sistema solar, contiene estos planetesimales primitivos, que son bloques de construcción sobrantes de la creación de planetas. nnJackson Barnes, estudiante de posgrado en la Universidad Estatal de Michigan, creó la primera simulación que genera de forma natural estos binarios de contacto mediante colapso gravitacional. Utilizando el clúster de computación de alto rendimiento en el Institute for Cyber-Enabled Research (ICER) de MSU, el modelo trata a los objetos en formación como si retuvieran fuerza estructural, permitiendo que dos cuerpos se asienten uno contra el otro sin fusionarse en una esfera. nnEn la simulación, los planetesimales comienzan como nubes giratorias de polvo y guijarros atraídos por la gravedad, similar a cómo los copos de nieve forman una bola de nieve. Estas nubes pueden dividirse en dos cuerpos orbitando que gradualmente espiralan hacia adentro y hacen contacto suavemente, preservando sus formas redondeadas. nnModelos anteriores, que simplificaban las colisiones como mezclas fluidas, no lograron recrear la forma distintiva de dos partes. Explicaciones previas involucraban eventos raros, pero como señaló Seth Jacobson, profesor de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente y autor principal del artículo, «Si pensamos 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 se alinea con las observaciones de su commonalidad. nnLa nave espacial New Horizons de la NASA destacó estas formas en enero de 2019 al capturar imágenes de un binario de contacto, lo que impulsó un examen más cercano de los objetos del Cinturón de Kuiper. En esta región escasamente poblada, las colisiones son raras, permitiendo que estructuras frágiles perduren durante miles de millones de años con pocos cráteres. nnBarnes enfatizó el avance: «Estamos probando esta hipótesis por primera vez de manera legítima». El equipo planea extender el modelo a sistemas más complejos, anticipando más descubrimientos de futuras misiones de la NASA.