Desconcierta a los científicos que el planeta Quaoar esté rodeado por un anillo que no debería estar ahí

“Es muy extraño”, comentó Bruno Morgado, profesor de la Universidad Federal de Río de Janeiro en Brasil. Morgado es el autor principal de un artículo publicado en la revista científica Nature el 8 de febrero que describe el anillo que rodea a Quaoar, un cuerpo planetario de aproximadamente 1125 kilómetros de diámetro en órbita alrededor del Sol a una distancia de alrededor de 6450 millones de kilómetros.

El diámetro de Quaoar (que se pronuncia [Cua-uar], el nombre del dios creador del pueblo indígena Tongva que vive alrededor de Los Ángeles) es de un poco menos de la mitad del de Plutón y aproximadamente un tercio del de la luna terrestre. Es probable que sea de tamaño suficiente para considerarse un planeta enano, cuya gravedad lo hace adoptar una forma redonda. Pero nadie puede decirlo con certeza, porque incluso las imágenes tomadas por los telescopios más potentes solo muestran a Quaoar como una masa amorfa. Esa masa también tiene una luna, llamada Weywot (el nombre del hijo de Quaoar en las creencias Tongva).

Quaoar gira alrededor del Sol en el cinturón de Kuiper, una región de detritos congelados más lejana que Neptuno, en la que se encuentra Plutón.

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El anillo no es visible en las imágenes de telescopio. Los astrónomos más bien lo descubrieron de manera indirecta, cuando algunas estrellas distantes, al pasar detrás de Quaoar, bloquearon la luz estelar. Entre 2018 y 2021, Quaoar pasó frente a cuatro estrellas, lo que les permitió a los astrónomos de la Tierra observar la sombra de los eclipses, también conocidos como ocultaciones solares.

Sin embargo, también observaron que la luz estelar se hacía tenue antes y después de la desaparición de la estrella. Una posible explicación es la conclusión a la que llegó el equipo internacional de astrónomos responsable del artículo publicado en la revista Nature: la presencia de un anillo que vela parte de la luz (otra ocultación estelar ocurrió en 2022, aunque no se menciona en el artículo de Nature. “Vimos de nuevo el anillo”, afirmó Morgado).

El anillo parece ser irregular. En algunas partes, parece muy delgado, de apenas unos kilómetros de espesor, mientras que en otras parece más bien de unos 300 kilómetros de ancho. Si se reunieran las partículas del anillo, formarían una luna de casi 5 kilómetros de ancho, señaló Morgado.

“Me impresiona cuán exhaustivo es el análisis que realizaron”, opinó Richard G. French, profesor emérito de Astrofísica en Wellesley College en Massachusetts, quien ha estudiado anillos planetarios por décadas y no participó en la investigación.

Durante mucho tiempo, los astrónomos pensaron que los asteroides y otros cuerpos de menor tamaño eran demasiado pequeños para tener acompañantes como lunas y anillos. Sin embargo, desde hace algunas décadas han ido descubriendo lunas que orbitan alrededor de muchos asteroides y objetos del cinturón de Kuiper. Luego, identificaron anillos suspendidos alrededor de objetos más pequeños (en esencia, lunas que no lograron fusionarse).

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En 2013, los astrónomos descubrieron un par de anillos alrededor de Chariklo, cuerpo conocido como un centauro en órbita alrededor del Sol entre Saturno y Urano. En 2017, se descubrió otro anillo alrededor de otro objeto del cinturón de Kuiper, Haumea, también porque la luz se hacía más tenue durante una ocultación estelar. Lo raro es que esos anillos están muy cerca de sus planetas.

En 1848, el astrónomo francés Édouard Roche estableció el cálculo que ahora conocemos como límite de Roche. El material que se encuentra en órbita a menos de esa distancia, debido a las fuerzas de marea creadas por el cuerpo mayor, tiende a separarse. Por lo tanto, un anillo dentro del límite de Roche tendería a mantenerse como un anillo, pero un anillo de detritos fuera del límite de Roche por lo regular terminaría por fusionarse en una luna.

Los anillos que rodean a los planetas gigantes del sistema solar (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) en general se ajustan a las restricciones del límite de Roche. En los mundos distantes más pequeños, el anillo de Chariklo en realidad se pasa un poco del límite de Roche. El anillo que rodea a Haumea se encuentra dentro del límite.

El anillo Quaoar es diferente.

A una distancia de 4,000 kilómetros, supera por mucho el límite de Roche que, según los cálculos de los científicos, es de 1,770 kilómetros. A esa distancia, según la física en que se basan los cálculos de Roche, las partículas deberían haberse fundido para formar una luna en 10 a 20 años, explicó Morgado.

“Lo cierto es que no debería estar ahí”, aseveró. “Deberíamos revisar este límite y estudiar mejor cómo se forman los satélites”.

Una posible explicación para el anillo distante de Quaoar es la presencia de Weywot. Es posible que la luna haya creado perturbaciones gravitacionales que evitaron que las partículas del anillo se fusionaran para formar otra luna. A las temperaturas ultrafrías del sistema solar exterior, las partículas glaciales son más elásticas, por lo que es menos posible que permanezcan unidas después de chocar.

Michael E. Brown, astrónomo del Instituto Tecnológico de California y una de las personas que descubrieron Quaoar en 2002, indicó que el descubrimiento del anillo lo había desconcertado.

“Si los datos no fueran tan convincentes, insistiría en que no son reales”, dijo.

French señaló que el descubrimiento demuestra que queda mucho por explorar sobre los anillos y que es probable que se descubran muchos más alrededor de los cuerpos pequeños del sistema solar exterior.

“El hecho de que hayamos encontrado anillos alrededor de tres de ellos ya significa que en realidad es muy común que haya anillos alrededor de estos objetos”, dijo French.

Parece esotérico que haya anillos alrededor de pequeños cuerpos del sistema solar a miles de millones de kilómetros de distancia, pero la unión (o falta de esta) de las partículas es clave para comprender cómo se originó el sistema solar.

“Quizá creas que un anillo insignificante alrededor de un objeto pequeño en el sistema solar distante no tiene una aplicación muy amplia”, comentó French. “Pero en realidad, este proceso por el que se fusionan las partículas es el primer paso en la formación de planetas”. c.2023 The New York Times Company.

Por Kenneth Chang The New York Times.