La idea de una estrella compañera del Sol, llamada Némesis, tiene su origen en la observación de ciclos de extinción masiva que parecen ocurrir cada 26 a 30 millones de años. En la década de 1980, los investigadores David Raup (1933-2015) y Jack Sepkoski (1948-1999) destacaron estos ciclos a partir de registros fósiles.
Para explicar estas extinciones periódicas, los astrónomos Richard A. Muller (1944-), Marc Davis (1947-), y Piet Hut (1952-) propusieron en 1984 la existencia de una estrella compañera de baja luminosidad en una órbita muy elíptica alrededor del Sol. Esta estrella, llamada Némesis, podría, en cada paso cercano, perturbar las trayectorias de los cometas de la Nube de Oort y provocar una lluvia de proyectiles hacia el Sistema Solar interno.
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En la dinámica galáctica, una estrella aislada puede ser el resultado de interacciones gravitacionales violentas dentro de su cúmulo natal. Alrededor del 70% de las estrellas masivas se observan hoy en sistemas múltiples, lo que sugiere que la soledad del Sol es probablemente una situación adquirida secundariamente.
A pesar de décadas de investigación, no se ha encontrado ninguna prueba directa de la existencia de Némesis. Los estudios astronómicos modernos como WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) han mapeado el cielo en infrarrojo y no han detectado ningún objeto de tipo enana marrón o estrella tenue a las distancias propuestas para Némesis. Muchos astrónomos consideran la hipótesis de Némesis como poco probable, por las siguientes razones:
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La Nube de Oort es una región "teórica" ubicada entre 2,000 y 100,000 unidades astronómicas del Sol, que contiene miles de millones de núcleos cometarios extremadamente pequeños y oscuros. Su existencia se infiere a partir de las órbitas de algunos cometas de largo período que llegan desde todas las direcciones posibles, formando una esfera alrededor del Sistema Solar.
Los estudios recientes sobre la formación estelar muestran que más del 60% de las estrellas de tipo solar nacen en sistemas binarios o múltiples. El trabajo de Steven Stahler (Universidad de California, 2017) sugiere que el Sol muy probablemente tuvo una estrella gemela en su nacimiento, separada por interacciones gravitacionales dentro de su cúmulo original.
Esta compañera "Némesis", si existió, podría haber sido expulsada del Sistema Solar primitivo. De hecho, las estrellas rara vez se forman en aislamiento, sino dentro de cúmulos estelares densos. Las interacciones gravitacionales cercanas entre estrellas jóvenes en estos entornos caóticos son frecuentes y pueden separar fácilmente a las parejas binarias recién formadas.
Así, el Sol muy probablemente tuvo una o más estrellas compañeras en su juventud, pero estas habrían sido arrancadas por perturbaciones gravitacionales. La hipotética Némesis, si existió, orbitaría hoy de manera independiente alrededor del centro galáctico, a años luz de nosotros, o habría sido capturada por otro sistema estelar. Esta posibilidad hace que sea aún más difícil buscar tal objeto hoy en día.