Durante la década de 1970, la NASA lanzó cuatro de las naves espaciales más importantes jamás construidas. Cuando la Pioneer 10 inició su viaje a Júpiter, los astrónomos ni siquiera sabían si era posible atravesar su cinturón de asteroides. La Pioneer 11 fue enviada al espacio cuando se comprobó que, efectivamente, su predecesora estaba a salvo.

Ambas naves recogieron las primeras imágenes de Júpiter de cerca, mientras la Pioneer 11 continuó su viaje hacia Saturno. Por su parte, las naves Voyager 1 y 2 tomaron medidas aún más precisas y siguieron la exploración del sistema solar hasta Urano y Neptuno.

Las cuatro naves espaciales ahora están saliendo del sistema solar, dirigiéndose al espacio interestelar a una velocidad de aproximadamente 10 kilómetros por segundo. Cada 100.000 años, estas naves recorrerán un pársec (3,26 años luz), y eso plantea una importante pregunta: ¿Qué estrellas encontrarán en su camino?

Es algo más difícil de responder de lo que parece. Las estrellas no son estacionarias, sino que se mueven rápidamente a través del espacio interestelar. Sin conocer su velocidad precisa, resulta imposible decir con cuántas se toparán nuestros viajeros interestelares en su camino. Pero los investigadores Coryn Bailer-Jones del Instituto Max Planck de Astronomía (Alemania) y Davide Farnocchia del Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena (EE. UU.) han utilizado un nuevo mapa 3D de posiciones y velocidades de estrellas a lo largo de la Vía Láctea para realizar este cálculo.

Esto les ha permitido determinar por primera vez con qué estrellas se encontrarán estas naves espaciales en los próximos milenios. "Los encuentros más cercanos para todas las naves espaciales tendrán lugar entre los 0,2 y 0,5 pársecs dentro del próximo millón de años", afirma su investigación.

Sus resultados han sido posibles gracias a las observaciones del telescopio espacial Gaia. Desde 2014, Gaia se encuentra a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra registrando la posición de 1.000 millones de estrellas, planetas, cometas, asteroides, cuásares, etcétera. Al mismo tiempo, ha estado midiendo las velocidades de los 150 millones de estos objetos más brillantes.

El resultado es un mapa tridimensional de la Vía Láctea y del movimiento los objetos astronómicos dentro de ella. Para sus cálculos, Bailer-Jones y Farnocchia han utilizado la última encarnación de este mapa, Gaia Data Release 2 o GDR2.

El mapa permite proyectar las futuras posiciones de las estrellas cercanas y compararlas con las futuras posiciones de las naves espaciales Pioneer y Voyager, calculadas usando sus últimas posiciones y velocidades conocidas. Esta información produce una lista de estrellas que las naves espaciales encontrarán en los próximos milenios. Bailer-Jones y Farnocchia definen un encuentro cercano dentro de 0,2 o 0,3 pársecs.

La primera nave espacial en encontrar otra estrella será la Pioneer 10 y lo hará dentro de 90.000 años. Se acercará a la estrella naranja-roja HIP 117795 en la constelación de Cassiopeia a una distancia de 0,231 pársecs. Luego, dentro de 303.000 años, la Voyager 1 pasará cerca de una estrella llamada TYC 3135-52-1 a una distancia de 0,3 pársecs. Y en 900.000 años, la Pioneer 11 se encontrará con una estrella llamada TYC 992-192-1 a una distancia de 0,245 pársecs. Estos encuentros se producirán a una distancia inferior a un año luz y, en algunos casos, incluso pueden rozar las órbitas de los cometas más distantes de las estrellas.

La Voyager 2 tendrá un futuro más solitario. Según los cálculos del equipo, nunca llegará a 0,3 pársecs de otra estrella en los próximos cinco millones de años, aunque se pronostica que llegará a 0,6 pársecs de una estrella llamada Ross 248 en la constelación de Andrómeda en 42.000 años.

Con el tiempo, estos cuatro exploradores interestelares colisionarán o serán capturados por la atracción gravitatoria de otras estrellas. Todavía no es posible determinar cuáles, pero Bailer-Jones y Farnocchia creen que saben cuándo sucederá. "La escala de tiempo para la colisión de una nave espacial con una estrella es del orden 10²⁰ años, así que las naves espaciales tienen un largo futuro por delante", concluyen.

A las naves espaciales Pioneer y Voyager pronto se les unirá a otro viajero interestelar. La nave espacial New Horizons que sobrevoló a Plutón en 2015 está saliendo del sistema solar pero aún puede realizar una maniobra para que intercepte un objeto del Cinturón de Kuiper en su camino. Después de esa última corrección de su trayectoria, Bailer-Jones y Farnocchia podrán determinar su destino final.

Ref: arxiv.org/abs/1912.03503:  Future stellar flybys of the Voyager and Pioneer spacecraft