¿Cuándo habría entrado Oumuamua en el sistema solar?

Un problema al responder esta pregunta es que no está claro con precisión dónde termina el sistema solar o cuándo (si) la Voyager I cruzó esa frontera .

Si fijamos la estimación en 19 mil millones de km ( por artículo ) o 127 AU. (alrededor de 4 veces la distancia entre Neptuno y el Sol), entonces es posible una estimación.

Algunas conversiones primero. La Voyager dejó la Tierra en 1977 y el anuncio fue en 2013, por lo que generalmente aparece como 36 años (puede ser 35 y algunos meses), pero eso no es tan relevante.

18 km/sx 31,5 millones de segundos en un año (bastante cerca) es 567 millones de km por año. La Voyager debería haber tardado unos 33,5 años a esa velocidad en alcanzar los 19.000 millones de kilómetros. Sin embargo, la velocidad de la Voyager no fue consistente. A medida que vuela desde el sol, disminuye la velocidad y tuvo varias asistencias de gravedad en el camino que lo aceleraron y cambiaron su dirección. Los cálculos matemáticos se vuelven un poco complicados, pero aquí hay un gráfico de la velocidad de la Voyager.

(Nota: esa es la velocidad de la Voyager 2, no la de la Voyager 1. Tengo problemas para encontrar la tabla de velocidades de la Voyager 1).

Aquí está su dirección, más un camino en forma de anzuelo que una línea recta, aunque ha sido principalmente recto desde Saturno, que es más del 90% de su viaje.

La velocidad de Oumuamua en el infinito , cuando se acercó a nuestro sistema solar, fue de 26,33 km/s. Se acelera a medida que se acerca al sol y se ralentizará a medida que se va. Cuando pasó la "frontera" de 19 mil millones de kilómetros, debe agregar la velocidad de escape de nuestro sol a esa distancia, que es de aproximadamente 3,7 km/s, por lo que ingresó al sistema solar viajando a (lo suficientemente cerca) 31 km/s o 976 millones de km/año. A esa velocidad, se necesitarían 19,5 años para llegar al sol (siempre que lo pierda), y en teoría, otros 19,5 años para abandonar el sistema solar. Pero esa estimación no tiene en cuenta que se acelera a medida que se acerca al sol, por lo que tarda menos. 17-18 años (estadio) podría ser una buena estimación. Son 17 (más o menos) años de viaje, otros 17 (más o menos) para viajar de regreso y llegar a la frontera inventada.

A diferencia de la Voyager, casi todo el viaje de Oumuamua es casi recto, excepto por una rápida curva alrededor del sol. Eso hace que su viaje tenga forma de "V" cuando se ve desde la distancia. (Solo menciono eso en relación con la trayectoria de vuelo en forma de anzuelo más curvilínea de la Voyager, que fue diseñada para pasar por varios planetas).

Probablemente haya alguien aquí que pueda hacer los cálculos (preferiría no hacerlo), y puede obtener una respuesta más precisa de cuándo entró en el borde borroso de 19 mil millones de kilómetros, cuándo llegará a su perihelio o más cerca del sol, y cuándo volverá a pasar fuera de esa frontera.

Me gusta la respuesta de "ciencia" publicada por userLTK . Aquí haré trampa y usaré una proyección de las efemérides actuales en JPL Horizons . Configura así:

y usando la secuencia de comandos a continuación para trazar los resultados, obtengo los años 1995 y 2039 para los tiempos en que el cometa pasa 127 UA. Eso es aproximadamente +/- 22 años desde el perihelio, lo que confirma muy bien la estimación aproximada de userLTK . Destaca la cuestión de la dirección del cometa en relación con cualquier posible "cola" de la heliopausa opuesta a la dirección del Sol. Creo que actualmente no hay información de observación sólida sobre esto , por lo que parece aceptable ceñirse a una estimación de un radio.

Según el encabezado de las efemérides actuales:

JPL/HORIZONS              1I/'Oumuamua (A/2017 U1)         2017-Dec-03 00:25:53
Rec #:838451 (+COV)   Soln.date: 2017-Nov-21_20:25:17      # obs: 115 (34 days)

Escritura de Python:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

fname = 'Comet horizons_results.txt'

with open(fname, 'r') as infile:

    lines = infile.read().splitlines()

    iSOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$SOE" in line][0]
    iEOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$EOE" in line][0]

    lines = lines[iSOE+1:iEOE]

    lines = [line.split(',') for line in lines]
    JD  = np.array([float(line[0]) for line in lines])
    pos = np.array([[float(item) for item in line[2:5]] for line in lines])
    vel = np.array([[float(item) for item in line[5:8]] for line in lines])

r = np.sqrt((pos**2).sum(axis=1))
s = np.sqrt((vel**2).sum(axis=1))

years = 2017 + (JD - 2457754.5)/365.2564  # roughly

plt.figure()
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(years, r)
plt.plot(years, 127 + np.zeros_like(years), '-k')
plt.title("distance from solar system barycenter (AU)", fontsize=16)
plt.xlim(1980, 2060)
plt.ylim(0, None)
plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(years, s)
plt.title("speed relative to solar system barycenter (AU/day)", fontsize=16)
plt.xlim(1980, 2060)
plt.ylim(0, None)
plt.suptitle("Asteroid 'Oumuamua (A/2017 U1) from JPL Horizons", fontsize=18)
plt.show()