Los astrónomos han detectado posibles anillos alrededor del planeta menor Quirón, lo que sugiere que los sistemas de anillos pueden ser más comunes en todo el sistema solar de lo que los científicos habían pensado anteriormente.
Un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) vio signos de anillos mientras observaba a Quirón, un objeto de 233 kilómetros (145 millas) de ancho que orbita entre Saturno y Urano, pasar frente a una estrella brillante, en un proceso conocido como ocultación.
«Quirón ha sido un objeto interesante para estudiar con ocultación desde el descubrimiento de características similares al jet hace una década», dijeron Jessica Ruprecht y Michael Person, ambos del MIT Space.com por correo electrónico. «Lo hemos estado siguiendo siempre que estaba disponible not no pudimos recopilar más datos hasta hace poco.»
Anillo alrededor del centauro
Después de su descubrimiento en 1977, Quirón fue clasificado como el primer «centauro», un cuerpo entre Júpiter y Plutón con características comunes a asteroides y cometas. Hoy en día, hay más de 200 centauros conocidos, y los científicos estiman que hay más de 44.000 de estos asteroides-cometas híbridos en el sistema solar.
A finales de la década de 1980, los astrónomos observaron que Quirón exhibía patrones de brillo, así como una actividad similar a la de un cometa rayado. En 1994, observaciones realizadas durante una ocultación estelar sugirieron la presencia de chorros de hielo de agua en Quirón.
Ruprecht y su equipo determinaron que Chiron pasaría frente a otra estrella relativamente brillante el noviembre. 29, 2011. Observaron el evento, que duró solo unos minutos, utilizando la Instalación de Telescopios Infrarrojos de la NASA y la Red de Telescopios Globales del Observatorio Las Cumbres, ambos en Hawái.
Las observaciones produjeron un resultado inesperado. Un solo cuerpo bloquearía la luz de las estrellas a la vez. Pero los telescopios mostraron que la luz de la estrella estaba bloqueada antes y después de que Quirón se moviera frente a ella, lo que sugiere que el polvo o las rocas rodeaban al centauro.
Los astrónomos vieron características a cada lado de Quirón con un ancho de 1,8 y 4,3 millas (3 y 7 kilómetros), separadas por una distancia de 6,2 a 8,7 millas (10 a 14 km). Esto podría indicar dos anillos similares a los dos descubiertos el año pasado alrededor de Chariklo, el único centauro conocido más grande que Quirón.
Chariklo es uno de los cinco cuerpos del sistema solar conocidos por tener un sistema de anillos. (Los otros cuatro son los planetas gigantes — Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.) Si Quirón también posee anillos, también muchos otros centauros, dijeron los investigadores.
«Los anillos pueden ser más comunes de lo que pensábamos», dijo Ruprecht. «Esperamos observar otros cuerpos similares para buscar tales características.»
Pero ella y otros miembros del equipo siguen siendo cautelosos, ya que los anillos no son la única explicación posible para lo que observaron. Por ejemplo, las características intrigantes pueden haber sido causadas por una capa de polvo o gas alrededor del centauro, o por la presencia previamente sugerida de chorros de polvo o agua, dijeron los investigadores.
El nuevo estudio se publicó en la revista Icarus.
Ponerle un anillo
El equipo de Ruprecht no es el único grupo curioso por los centauros anillados.
» Las mediciones tuvieron similitudes muy notables con algunas de las mediciones realizadas en la ocultación estelar por Chariklo», dijo José Ortiz, del Instituto de Astrofísica de España, sobre las nuevas observaciones de Quirón. Ortiz fue parte del equipo que encontró los anillos de Chariklo.
«Esas mediciones, junto con restricciones mucho más débiles de ocultaciones previas de Quirón, podrían dar una idea aproximada de la posible orientación de un sistema de anillos en Quirón», dijo Ortiz Space.com por correo electrónico.
Al estudiar los datos recopilados por el equipo de Ruprecht, junto con observaciones anteriores, Ortiz y sus colegas concluyeron que hay una fuerte posibilidad de que existan anillos alrededor del centauro. Si este es el caso, otros centauros y objetos transneptunianos (TNOs), cuerpos que orbitan más allá de Neptuno, pueden presumir de sistemas de anillos propios, dijo Ortiz.
Las observaciones de Quirón han demostrado que su brillo cambia con el tiempo, y que las características de hielo de agua observadas en el centauro cambian o incluso desaparecen. Según Ortiz, la presencia de anillos con orientaciones cambiantes vistos desde la Tierra podría explicar tales variaciones, particularmente si los anillos fueran la fuente del hielo.
En su investigación, que se publicó a principios de este año en la revista Astronomy & Astrophysics, Ortiz y su equipo escribieron: «Un sistema de anillos es la única forma en que podemos pensar para causar un cambio de gran magnitud.»
Los anillos de Saturno muestran características espectroscópicas prominentes de agua y hielo, dijo Ortiz. Investigaciones posteriores revelaron que el hielo de agua en Chariklo también está en los anillos.
«Quirón y todos los centauros son los progenitores de los Cometas de la Familia Júpiter, por lo que esperamos que la composición de la superficie de los centauros y cometas pueda ser similar», dijo Ortiz. «Y el nucleido del cometa no muestra características detectables de hielo de agua en los espectros de sus superficies, por lo que parece que el hielo de agua detectado en Quirón está muy probablemente en los anillos, no en la superficie.»
Ortiz y sus coautores descartaron la idea de que una capa de polvo o gas podría explicar los datos de Quirón. Dijeron que un proyectil probablemente bloquearía la luz de las estrellas, no crearía dos características simétricas. Una cáscara elíptica podría crear teóricamente las puntas afiladas a la luz de las estrellas, dijo Ortiz, pero la cáscara tendría que ser esférica para explicar las observaciones tomadas de dos sitios diferentes. Además, nunca se han observado proyectiles elipsoidales alrededor de un cometa.
Mientras Ruprecht y su equipo sugirieron que los jets también podrían explicar las señales inusuales, Ortiz se pregunta por qué los jets darían configuraciones simétricas o la doble estructura. También señaló que el centauro estaba en un estado tranquilo en el momento de las observaciones, sin proporcionar una fuente para un jet.
Ruprecht dijo que es más cautelosa; enfatizó que Quirón necesita ser estudiado más a fondo para hacer una afirmación definitiva sobre las características inusuales.
» Si bien el reciente descubrimiento de anillos alrededor de Chariklo lo hace más plausible, hemos mostrado varias interpretaciones posibles: chorros,plumas, etc. – todos son consistentes con nuestros datos», dijo Ruprecht. «Solo con más observaciones podremos determinar la situación real.»
¿Más por encontrar?
Si existen anillos alrededor de Quirón, podrían tener amplias implicaciones para otros centauros y objetos transneptunianos.
Ya se han observado varias ocultaciones para TNOs, y no se han detectado signos de anillos. Es posible que los anillos se formen solo en la región de Júpiter a Neptuno, donde se encuentran los centauros, en lugar de más allá de Neptuno, dijo Ortiz. Una de las razones es que los anillos pueden formarse por colisiones, que son más comunes en el cuello del bosque de los centauros.
Tampoco se han observado anillos en el cinturón de asteroides, a pesar de las numerosas ocultaciones. Si las colisiones forman sistemas de anillos, las velocidades de impacto en el cinturón de asteroides pueden ser demasiado lentas para crearlas, dijo Ortiz. Advierte que estas líneas de pensamiento son especulativas, y se requerirá más investigación para apoyarlas.
Aún así, los anillos formados por colisión podrían proporcionar información sobre la historia de los centauros. Tales colisiones podrían ser más comunes de lo que se pensaba. O quizás los anillos de Chariklo y Quirón se formaron hace mucho tiempo, antes de que fueran capturados en la región transneptuniana.
«En ese caso, los anillos habrían sobrevivido mucho tiempo, lo que sería notable», dijo.
Si los anillos se formaran por otros métodos, tendría diferentes implicaciones.
«Si los anillos son causados por satélites, esto puede significar que los centauros podrían tener muchos satélites», dijo. «Hay muchas posibilidades diferentes que ahora estamos tratando de explorar.»
Ortiz y su equipo también especularon sobre la relación del color centauro con la posible existencia de anillos. Si los anillos contienen el hielo de agua dentro del sistema, los centauros con anillos serían más azules, como lo son Quirón y Chariklo. Muchos centauros son similares en color a Quirón y Chariklo, por lo que los sistemas de anillos pueden ser muy comunes entre los centauros. Dado que también existen diferencias de color similares en TNO pequeños, algunos de estos objetos también pueden presumir de anillos.
Comprender el grado en que los anillos dominan en cuerpos pequeños del sistema solar exterior requerirá un estudio adicional, un proceso desafiante. Las ocultaciones estelares de cuerpos particulares no son muy comunes y pueden ser difíciles de predecir.
«Para detectar un anillo de manera confiable, se necesitan varias observaciones de varios sitios durante una ocultación», dijo Ortiz.
Las sombras de los centauros son del mismo tamaño que los objetos mismos, lo que dificulta observar una sola ocultación en varios sitios. La ocultación de Quirón fue observada por dos telescopios a unos 129 km (80 millas) de distancia. Los anillos de Chariklo fueron vistos usando instrumentos en lo que Ortiz llamó » una de las áreas del mundo con una cobertura densa del telescopio.»
A medida que los científicos recopilan más datos sobre Quirón y otros centauros pequeños, se pueden encontrar más anillos u características en órbita. Las variadas características alrededor de una variedad de objetos pueden ayudar a los científicos a comprender cómo se forman estos objetos en el sistema solar.
«Es posible que el estudio de diferentes sistemas de anillos a escalas de tamaño tan variadas, desde planetas gigantes hasta planetoides diminutos, nos enseñe mucho sobre cómo se forman dichas estructuras», dijo Ruprecht.
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