¿Por qué ʻOumuamua viaja tan lentamente?

Imagine una roca espacial que comienza en reposo en el punto de Lagrange entre el sol y nuestro vecino estelar más cercano, Alpha Centauri. Eso lo pondría a unos 2 años luz del sol.

Ahora, se empuja ligeramente hacia el sol. ¿Qué tan rápido irá cuando se acerque al sol?

Usé la fórmula para la velocidad instantánea de un objeto que cae y que ha recorrido una gran distancia de caída, que se encuentra en esta página de Wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Equations_for_a_falling_body

Usando los siguientes valores:

G = 6,674 × 10^−11 N·m^2/kg^2

M = 1,989 × 10^30 kg

r = 695 700 000 m

d = 2 años luz = 9,4607 × 10^15 m

Calculo que cuando la roca espacial llega al sol, viaja a 617.752 m/s. Yo pensaría que esta sería la velocidad mínima de cualquier objeto interestelar que nos alcance porque, presumiblemente, ya tendría una velocidad distinta de cero cuando entre en la influencia gravitacional del sol.

Sin embargo, los informes noticiosos dicen que ʻOumuamua solo viaja a 26.330 m/s. ¿Por qué estoy equivocado por un factor de 23?

Respuestas (1)

Está viajando a esa velocidad ahora después de haber sido desacelerado por el campo gravitatorio del Sol a medida que sale del potencial gravitatorio del Sol.

La velocidad máxima en el perihelio fue de unos 87 km/s.

La discrepancia entre esto y su cifra de 617 km/s es que el perihelio (el acercamiento más cercano al Sol) fue de alrededor de 0,25 au. Si su trayectoria lo hubiera llevado mucho más cerca del Sol, su velocidad se habría acercado a la cifra que calculaste.

Aproximadamente: para un cuerpo con energía cinética cero en el infinito, viajará con una velocidad 2 GRAMO METRO ⊙ / R cuando a distancia R del Sol (solo conservación de la energía).

Para R = 0.25 au, obtenemos una velocidad de 84,3 km/s. Debido a que Oumuamua comenzó con una velocidad de unos 26 km/s en el infinito, su velocidad máxima fue un poco mayor.

El principal malentendido aquí es simplemente aplicar la conservación de la energía y suponer que el asteroide puede acercarse arbitrariamente al Sol. Este no es el caso porque también se debe conservar el momento angular y esto limita la aproximación más cercana a 0,25 au.

Ok, lo tengo. Para un físico, existe una diferencia obvia entre caer en caída libre directamente hacia el sol (mi ejemplo) y acercarse muy cerca y alrededor del sol en una trayectoria hiperbólica (ʻOumuamua). Pero para alguien que no es físico, todo parece acelerarse hacia el sol en una distancia muy grande y, por lo tanto, acumula una velocidad tremenda. ¡Gracias por la respuesta!
@SlowMagic Tanto la energía como el momento angular deben conservarse.
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