Los anillos en el Sistema Solar no son exactamente raros. La mitad de los planetas los tienen, y otros pueden haberlos tenido en el pasado. Algunos asteroides tienen anillos, al igual que el planeta enano Haumea. Incluso el Sol tiene una especie de anillos.
Ahora los astrónomos han encontrado un sistema de anillos completamente nuevo. Solo este los ha dejado rascándose la cabeza, ya que es diferente a cualquier otro en el Sistema Solar.
Quaoarun pequeño planeta enano que se encuentra en el Cinturón de Kuiper más allá de Plutón, también está rodeado por un anillo denso, un anillo que gira a una distancia tan grande que aún debería estar pegado como una luna.
El descubrimiento significa que los científicos pueden necesitar revisar nuestra comprensión de cómo se forman las lunas y los anillos y cómo se ven afectados por la interacción gravitacional con su compañero más grande.
Quaoar, que mide solo 1.110 kilómetros (690 millas) de ancho, fue descubierto en 2002 y, a lo largo de los años, ha resultado ser una pequeña bola de roca bastante interesante. Muestra signos de vulcanismo de hieloe incluso tiene una linda luna pequeña llamada Weywot, de solo 170 kilómetros de diámetro.
Pero en 2021, los astrónomos notaron algo más. Estaban viendo como Quaoar, una sombra oscura en los confines del Sistema Solar, se movía en posición para oscurecer una estrella a lo lejos, un tipo de observación llamada ocultación. Observaciones desde tierra telescopio en Australia sugirió que el planeta enano podría albergar un anillo.
Dirigido por el astrónomo Bruno Morgado de la Universidad Federal de Río de Janeiro en Bra sil, un equipo de astrónomos buscó para ver si podían encontrar más evidencia. Pero no puedes simplemente, ya sabes, apuntar un telescopio a un pequeño planeta enano en la profunda oscuridad del Cinturón de Kuiper y esperar distinguir cualquier detalle, sin importar ver los anillos en sí.
En cambio, los investigadores tuvieron que confiar en los datos recopilados por múltiples telescopios terrestres entre 2019 y 2020, en busca de más ocultaciones, así como en las observaciones sobre la ocultación que él y su equipo habían recopilado en 2021 utilizando la caracterización de la Agencia Espacial Europea (ESA). Satélite ExOPlanet (Cheops). Keops, con base en el espacio, fue necesario para demostrar que las insinuaciones terrestres de un anillo no eran el efecto de la distorsión atmosférica.
En última instancia, los datos combinados dieron más que solo una pista.
“Cuando juntamos todo, vimos caídas en el brillo que no fueron causadas por Quaoar, pero que apuntaban a la presencia de material en una órbita circular a su alrededor”. morgado dice. “En el momento en que vimos eso, dijimos: ‘Está bien, estamos viendo un anillo alrededor de Quaoar'”.
Los datos permitieron a los investigadores caracterizar el anillo, y aquí es donde se volvió realmente extraño. El anillo orbita el planeta enano a una distancia de 4.100 kilómetros del centro de Quaoar, o aproximadamente 7,4 radios de Quaoar. (Weywot, para que conste, está mucho más lejos, a una distancia de 24 radios). Pero el límite de Roche de Quaoar está a solo 1.780 kilómetros del centro de Quaoar.
El límite de Roche es una distancia crítica de un cuerpo en el que las fuerzas de las mareas, es decir, la gravedad, lo separarán en una pila desordenada de escombros a medida que la gravedad del cuerpo más grande excede la gravedad requerida para mantener unido al cuerpo más pequeño.
Una vez que un objeto considerable cruza el límite de Roche, es razonable esperar que se reduzca a escombros que pronto se convertirán en un anillo. Fuera del límite de Roche, lo que deberías encontrar son lunas intactas.
Claro, los escombros pueden existir más allá del límite de Roche, pero aun así deberían agruparse en un período de tiempo relativamente corto, solo unas pocas décadas, y fusionarse en una especie de luna. Ningún otro cuerpo del Sistema Solar tiene anillos fuera del límite de Roche.
“Lo que es tan intrigante de este descubrimiento alrededor de Quaoar es que el anillo de material está mucho más lejos que el límite de Roche”. dice el astrónomo Giovanni Bruno del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia.
“Como resultado de nuestras observaciones, la noción clásica de que los anillos densos sobreviven solo dentro del límite de Roche de un cuerpo planetario debe revisarse a fondo”.
Será necesario realizar más investigaciones para descubrir por qué el anillo no se ha convertido en una luna, pero hay varias explicaciones posibles. Una es que, por alguna razón, es más probable que los escombros que forman el anillo reboten entre sí que se mantengan unidos. Otra posibilidad es que Weywot, o incluso una luna Quaoar aún no detectada, esté proporcionando perturbaciones gravitacionales que mantengan la velocidad de colisión en el anillo lo suficientemente alta como para evitar la aglomeración.
Pero el descubrimiento también sugiere que puede haber más anillos de este tipo, orbitando objetos más pequeños del Sistema Solar, que aún no se han encontrado. Quizás, en alguno de estos, también podamos encontrar algunas respuestas.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.