Quaoar, un planeta enano de nuestro sistema solar, tiene un anillo de escombros en órbita que está mucho más lejos de lo que pensábamos que permitían las leyes de la física.
Espacio
8 febrero 2023
El planeta enano Quaoar, que se encuentra más allá de Neptuno en nuestro sistema solar, parece tener un anillo de escombros a su alrededor que está mucho más lejos de lo que se creía posible.
“Hemos observado un anillo que no debería estar allí”, dice Bruno Morgado de la Universidad Federal de Río de Janeiro en Brasil.
Hasta ahora, cada anillo o luna en órbita observado por los astrónomos ha obedecido un límite propuesto por el astrónomo Édouard Roche en 1848 que se relaciona con su distancia de un cuerpo padre. Si un objeto está por debajo del límite de Roche, la gravedad de su cuerpo principal desgarra el objeto en órbita en una colección de trozos más pequeños que eventualmente forman un anillo, como los que se ven alrededor de Saturno. Fuera de ese límite, el polvo y los escombros deberían fusionarse para formar objetos más grandes, como lunas.
Quaoar, que tiene 1110 kilómetros de diámetro y es un poco menos denso que nuestra luna, debería tener solo lunas más allá de una distancia de 2,4 veces su radio de 555 kilómetros, pero Morgado y sus colegas midieron el anillo en 7,2 veces el radio de Quaoar. “Está muy, muy lejos de este límite”, dice Morgado.
Para detectar el anillo rebelde de Quaoar, el equipo observó el planeta enano contra el telón de fondo de varias estrellas entre 2018 y 2021, utilizando telescopios terrestres y el telescopio espacial de caza de exoplanetas CHEOPS de la Agencia Espacial Europea. Los investigadores utilizaron cambios en el brillo de las estrellas para calcular las características del anillo.
Descubrieron que el anillo parece estar compuesto principalmente de hielo de agua, un poco como el anillo F de Saturno. Una propiedad inusual del anillo es su forma irregular: algunas secciones tienen 5 kilómetros de ancho, mientras que otras abarcan más de 100 kilómetros. De pie en la superficie de Quaoar, debería poder ver algunas de las secciones más anchas del anillo, dice Morgado.
No está claro por qué Quaoar tiene un anillo tan lejos de su límite de Roche, pero los investigadores creen que las bajas temperaturas (el planeta enano tiene una helada temperatura de -220 °C) podrían desempeñar un papel en la prevención de la fusión del contenido del anillo.
También es posible que las interacciones entre las partículas del anillo o con la luna de Quaoar, Weywot, puedan sostener el anillo. Se necesitarán más observaciones de Quaoar y más simulaciones de la dinámica del sistema antes de poder encontrar una respuesta definitiva, dice Morgado.
Cualquiera que sea la respuesta, es posible que debamos modificar el límite de Roche, lo que podría tener implicaciones para otros cálculos en astrofísica.
“Este concepto se ha utilizado para analizar, por ejemplo, la formación de nuestra luna y la formación de otros satélites del sistema solar”, dice Morgado. “Entonces, si hemos visto algo que desafía este límite, debemos repensar y comprender mejor por qué este anillo está donde está”.
Carl Murray de la Universidad Queen Mary de Londres tiene la esperanza de que esto no cambie demasiado las cosas, porque el límite de Roche es solo una guía aproximada, pero comprender el anillo inusual de Quaoar ayudará a refinarlo, dice.
“El límite de Roche tiene sus usos, pero en realidad no hay un radio exacto”, dice Murray. “Dependerá de las propiedades físicas del material que está en órbita y, como se ha demostrado aquí, hay otras características que también deben tenerse en cuenta”.
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