Un pequeño mundo helado mucho más allá de Neptuno posee un anillo como los que rodean a Saturno. Sorprendentemente, el anillo está a una distancia donde simples cálculos gravitacionales sugieren que no debería haber ninguno.
“Eso es muy extraño”, dijo Bruno Morgado, profesor de la Universidad Federal de Río de Janeiro en Brasil. El Dr. Morgado es el autor principal de un artículo publicado en la revista Nature el miércoles que describe el anillo que rodea a Quaoar, un cuerpo planetario de unos 700 kilómetros de diámetro que orbita alrededor del sol a una distancia de unos cuatro mil millones de kilómetros.
Quaoar (pronunciado KWA-wahr, el nombre del dios creador del pueblo indígena Tongva que vive alrededor de Los Ángeles) tiene un poco menos de la mitad del diámetro de Plutón y alrededor de un tercio del diámetro de la luna de la Tierra. Es probable que sea lo suficientemente grande como para calificar como un planeta enano, atraído por su gravedad en una forma redonda. Pero nadie puede decir eso con certeza, porque las imágenes tomadas incluso con los telescopios más potentes han revelado que Quaoar es solo una mancha indistinta. La mancha también tiene una luna, Weywot (el hijo de Quaoar en la creencia de Tongva).
Quaoar orbita alrededor del sol en el cinturón de Kuiper, una región de escombros congelados más allá de Neptuno que incluye a Plutón.
Sin embargo, también observaron cierta atenuación de la luz de las estrellas antes y después de que la estrella se apagara. Eso apuntaba a un anillo que oscurecía parte de la luz, concluyó un equipo internacional de astrónomos en el artículo de Nature del miércoles. (Otra ocultación estelar ocurrió en 2022, no reportada en el artículo de Nature. “Vimos el anillo nuevamente”, dijo el Dr. Morgado).
El anillo parece ser desigual. En algunos lugares, parece ser muy delgado, de unas pocas millas de ancho, mientras que en otras partes, puede tener más de un par de cientos de millas de ancho. Las partículas del anillo, si se recolectaran, formarían una luna de unas tres millas de ancho, dijo el Dr. Morgado.
“Estoy impresionado por la minuciosidad del análisis que hicieron”, dijo Richard G. French, profesor emérito de astrofísica en el Wellesley College en Massachusetts, quien ha estudiado los anillos planetarios durante décadas. No participó en la investigación.
Durante mucho tiempo, los astrónomos pensaron que los asteroides y otros cuerpos pequeños eran demasiado pequeños para tener compañeros como lunas y anillos. Pero en las últimas décadas, descubrieron lunas alrededor de muchos asteroides y objetos del cinturón de Kuiper. Luego vieron anillos, esencialmente lunas que no lograron fusionarse, alrededor de objetos más pequeños.
En 1848, Édouard Roche, un astrónomo francés, calculó lo que ahora se conoce como el límite de Roche. El material que orbita más cerca de esta distancia tendería a separarse por las fuerzas de marea ejercidas por el cuerpo principal. Por lo tanto, un anillo dentro del límite de Roche tendería a seguir siendo un anillo, mientras que un anillo de escombros fuera del límite de Roche generalmente se fusionaría en una luna.
Los anillos alrededor de los planetas gigantes del sistema solar (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) generalmente se ajustan a las restricciones del límite de Roche. Entre los mundos más pequeños y distantes, los anillos de Chariklo en realidad se encuentran un poco más allá del límite de Roche. El anillo alrededor de Haumea está dentro del límite.
Luego está el anillo Quaoar.
A una distancia de 2500 millas, está mucho más allá del límite de Roche, que los científicos calcularon en 1100 millas. A esa distancia, según la física subyacente a los cálculos de Roche, las partículas deberían haberse fusionado en una luna en 10 a 20 años, dijo el Dr. Morgado.
“Realmente no debería estar allí”, dijo. “Deberíamos mirar este límite nuevamente y comprender mejor cómo se forman los satélites”.
Michael E. Brown, astrónomo del Instituto de Tecnología de California y co-descubridor de Quaoar en 2002, dijo que el descubrimiento del anillo lo desconcertó.
“Si los datos no fueran tan convincentes, insistiría en que no son reales”, dijo.
El Dr. French dijo que el descubrimiento demostró cuánto quedaba por aprender sobre los anillos y que es probable que se descubran muchos más alrededor de los pequeños cuerpos en el sistema solar exterior.
“El hecho de que hayamos encontrado anillos alrededor de tres de ellos ya significa que los anillos alrededor de las cosas son bastante comunes”, dijo el Dr. French.
Los anillos alrededor de pequeños cuerpos del sistema solar a miles de millones de kilómetros de distancia pueden parecer esotéricos, pero la agrupación (o la no agrupación) de las partículas es clave para comprender los comienzos del sistema solar.
“Se podría pensar que un pequeño anillo alrededor de un objeto pequeño en el sistema solar distante no tiene una aplicabilidad amplia”, dijo el Dr. French. “Pero en realidad este proceso, de cómo se acumulan las partículas, es realmente el paso inicial de la formación de planetas”.