Hasta hace muy poco tiempo pensábamos que sólo los planetas, y en particular los planetas gigantes, pudimos tener anillos. En el caso de nuestro sistema solar, es de sobra conocido que Saturno los exhibes y espectaculares. Sin embargo, es mucho menos sabido que también JúpiterUrano y Neptuno cuentan con los suyos, aunque son mucho más débiles y delgados que los de Saturno.
Todo lo que creíamos saber sobrio anillos cambió en el año 2013, cuando, utilizando una técnica muy precisa llamada ocultación estelar, se descubrió el anillo alrededor de Caricloun pequeño cuerpo helado del sistema solar de apenas 250 kilómetros de tamaño.
Cariclo pertenece a una familia de objetos conocidos como centauros, pequeños cuerpos helados con órbitas comprensiones entre la de Júpiter y la de Neptuno. Presentan una doble naturaleza: with times se comportan como cuerpos inactivos y otras como cometas activos. De ahí su número, inspirado en las criaturas mitológicas mitad caballo mitad humano.
El descubrimiento de este anillo alrededor de un cuerpo no planetario como Cariclo fue una sorpresa que desató más interrogantes que certezas: ¿cómo se había formado?, ¿cómo se había confinado?, ¿qué edad tenía?, ¿cuánto tiempo podría durar antes de ¿separar?
la revolucion del anillo
Pero la sorpresa no terminó ahí. Poco tiempo después de se pruebas, obtenidas también mediante la técnica de las ocultaciones estelares, que parecían apuntar a que otro centauro llamado Quirón (de unos 200 kilómetros de tamaño) podria tambien tener su propio anillo. La revolución de los anillos alrededor de cuerpos no planetarios no había hecho más que empezar.
Pero antes de avanzar en los nuevos descubrimientos, tras las detecciones en los centauros Cariclo y Quirón, vamos a decribir en que consiste la técnica de las ocultaciones estelares que está dando resultados tan espectaculares.
En esencia, es un método muy básico, que consiste en predecir y observar cómo un cuerpo del sistema solar pasa delante de una estrella, tapándonos su luz. Si observamos el ocultamiento de varios lugares en la superficie de la Tierra, podemos reconstruir la forma del cuerpo con mayor precisión y obtener información comparable a la que conseguiría mediante una misión espacial a dicho cuerpo.
El problema, como sucede a menudo, está en los detalles, ya que prdecir una ocultación estelar no es tarea fácil.
Para empezar, el tamaño aparente en el cielo de esos objetos lejanos del sistema solar es muy pequeño: del orden de la decena o pocas decenas de miliarcosegundos (1 miliarcosegundo equivale a 1/3600000 grados). Para hacernos una idea, un objeto con un tamaño en el cielo de 30 miliarcosegundos equivalente a una moneda de un euro vista a… ¡140 kilómetros!
Pero no sólo las pequeñas dimensiones de esos objetos complican las predicciones. También lo pone difícil la gran incertidumbre en sus órbitas, que hace que no sepamos con gran precisión dónde van a estar en el cielo en un instante dado.
Y para complicar aún más las cosas, la posición de las propias estrellas en el firmamento debe conocerse con precision exquisita, algo que solo ha sido posible en los últimos tiempos gracias a las medidas del Satélite Gaia de la ESA.
Sopesar todas las dificultades, hemos logrado predecir y detectar hasta ahora unas 140 ocultaciones producidas por unos 50 de esos cuerpos distantes.
Desgraciadamente, sólo una veintena de ellas han sido observadas desde más de dos lugares, que est la condición necesaria para obtener medidas precisas de la forma y tamaño del objeto.
Mas sorpresas anilladas
Fue la predicción y detección de una de estas ocultaciones estelares por el planeta enano Haumea, el 21 de enero de 2017, la que permitió medir con gran precisión la forma tridimensional, el tamaño y la densidad de este objeto de unos 1.600 kilómetros de diámetro medio . Y, oh sorpresa, ¡también lo rodeó un anillo!
Este planeta enano (categoría a la que ahora pertenece Plutón) formó parte de la familia de los objetos transneptunianos; es decir, que orbitan mas alla de Neptuno, en los helados confines de nuestro sistema solar.
Tras el descubrimiento de un nuevo anillo alrededor de un cuerpo no planetario quedó claro que no sólo los centauros, sino también los objetos transneptunianos pudieron tenerlos. Estas estructuras anulares parecen estar compuestas de hielo de agua, junto con partículas de polvo y otros hielos.
Y así estaban las cosas hasta que, juntando datos de ocultaciones estelares entre 2018 y 2021 del objeto transneptuniano Quaoar (que tiene un tamaño de unos 1.100 kilómetros), se descubrió otro anillo alrededor de este planeta enano. Hablaríamos sólo de una detección más (¡y van cuatro!) si no fuera por el hecho de que este anillo se encuentra donde no debería estar.
Tras el descubrimiento de un nuevo anillo alrededor de un cuerpo no planetario quedó claro que no sólo los centauros, sino también los objetos transneptunianos pudieron tenerlos. Estas estructuras anulares parecen estar compuestas de hielo de agua, junto con partículas de polvo y otros hielos.
Y así estaban las cosas hasta que, juntando datos de ocultaciones estelares entre 2018 y 2021 del objeto transneptuniano Quaoar (que tiene un tamaño de unos 1.100 kilómetros), se descubrió otro anillo alrededor de este planeta enano. Hablaríamos sólo de una detección más (¡y van cuatro!) si no fuera por el hecho de que este anillo se encuentra donde no debería estar.
Hasta ahora, todos los años descubiertos, estaban situados bastante cerca de sus cuerpos progenitores, dentro del llamado límite de Roche, donde las fuerzas de marea impiden que el material con densidades razonables se agregue hasta formas satélite. Looks good, el anillo de Quaoar se encuentra fuera del límite citado. Estamos, por lo tanto, viendo algo teóricamente imposible: un anillo donde en realidad debería haber una luna.
Una posible explicación es que entre las partículas del anillo de Quaoar se produzcan choques elásticos que impidan que estas se «fusionen» para formar un satélite. podria tener anillos.
tierra ignorada
Todos los anillos descubiertos están, curiosamente, muy cerca de la llamada resonance spin-orbita 3:1. Esto significa que los cuerpos rotan alrededor de sí mismos tres veces en el mismo tiempo quune partícula del anillo realiza una órbita completa alrededor del objeto. Esta relación anillos parece tener gran importancia en el confinamiento y estabilidad de dichos.
Todavía desconocemos su origen o edad, aunque sospechamos que podría formarse a partir de material dispuesto a partir de la propia superficie de los objetos que lo rodean mediante colisiones o por una rotación muy rápida. Su longevidad es por ahora un misterio, pero deben ser relativamente estables y con tiempos de vida largos para que hayamos podido detectar al menos cuatro.
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En los próximos años asistiremos al descubrimiento de muchos más anillos alrededor de centauros y objetos transneptunianos, lo que arrojará luz sobre estos y otros misterios sin resolver. Y así cambiará, de nuevo, el actual paradigma sobre la física de nuestro sistema solar y otros sistemas planetarios.
Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. leah el original.