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El satélite Cheops descubre un anillo alrededor del planeta enano Quaoar
El satélite Cheops, fabricado por Airbus España y parte del programa Cosmic Vision de la Agencia Espacial Europea (ESA), ha descubierto un anillo alrededor del planeta enano Quaoar. Las observaciones durante las que se descubrió tuvieron lugar entre los años 2018 y 2021.
La ESA explica que, utilizando un conjunto de telescopios terrestres y el telescopio espacial Cheops, "los astrónomos observaron cómo Quaoar cruzaba por delante de una sucesión de estrellas lejanas, bloqueando brevemente su luz a su paso".
Este fenómeno se conoce como ocultación: "Observar cómo desciende la luz de la estrella ocultada proporciona información sobre el tamaño y la forma del objeto oculto, y puede revelar si el objeto intermedio tiene atmósfera o no". En este caso, gotas más pequeñas antes y después de la ocultación principal delataron la presencia de material en órbita alrededor de Quaoar.
Bruno Morgado, de la Universidad Federal de Río de Janeiro (Brasil), dirigió el análisis "combinando los datos de Cheops con los de grandes observatorios profesionales de todo el mundo y con los de ciudadanos científicos aficionados", todos los cuales habían observado cómo Quaoar ocultaba varias estrellas en los últimos años. Explica que "cuando lo juntamos todo, vimos caídas de brillo que no estaban causadas por Quaoar, sino que apuntaban a la presencia de material en una órbita circular a su alrededor. En el momento en que vimos eso dijimos: 'Vale, estamos viendo un anillo alrededor de Quaoar'".
La científica del proyecto de la ESA para la misión Cheops, Kate Isaak, se puso en contacto con la miembro del Consejo de Cheops y del Observatorio Astrofísico del INAF de Catania (Italia), Isabella, del proyecto Lucky Star, y le preguntó si el telescopio espacial también sería capaz de captar una ocultación a lo que admite que "era un poco escéptico sobre la posibilidad de hacerlo con CHEOPS, perp investigamos la viabilidad".
Isabella añade que "los datos de Cheops son asombrosos en cuanto a la relación señal/ruido". La relación señal/ruido "es una medida de la intensidad de la señal detectada con respecto al ruido aleatorio del sistema. Cheops ofrece una gran relación señal/ruido porque el telescopio no está mirando a través de los efectos distorsionadores de la atmósfera inferior de la Tierra".
El entorno de Cheops
Quaoar forma parte de un conjunto de pequeños mundos distantes conocidos como objetos transneptunianos (TNO), de los que se conocen unos 3.000. Los TNO se encuentran en los confines del sistema solar, más allá de la órbita del planeta Neptuno.
Con un radio estimado de 555 km, Quaoar ocupa aproximadamente el séptimo lugar en la lista de tamaños, y está orbitado por una pequeña luna llamada Weywot, de unos 80 km de radio. Los más grandes son Plutón y Eris.
El estudio de estos planetas enanos "es difícil debido a su pequeño tamaño y a sus distancias extremas". El propio Quaoar orbita alrededor del Sol a casi 44 veces la distancia Sol-Tierra. Por ello, "las ocultaciones son herramientas especialmente valiosas. Sin embargo, hasta hace poco era difícil predecir con exactitud cuándo y dónde se producirán".
El también miembro del del Observatorio Astrofísico del INAF de Catania, Giovanni Bruno, explica que "lo intrigante de este descubrimiento en torno a Quaoar es que el anillo de material se encuentra mucho más allá del límite de Roche". Añade que "como resultado de nuestras observaciones, la noción clásica de que los anillos densos sólo sobreviven dentro del límite de Roche de un cuerpo planetario debe revisarse a fondo"
Esto es un misterio porque, según el pensamiento convencional, los anillos más allá del límite de Roche se fusionarán en una pequeña luna en tan sólo unas décadas.
El límite de Roche
Isaak explica que "las observaciones de Cheops han desempeñado un papel clave en el establecimiento de la presencia de un anillo alrededor de Quaoar, en una aplicación de fotometría de alta precisión y alta cadencia que va más allá de la ciencia de exoplanetas más típica de la misión".
Cualquier objeto celeste con un campo gravitatorio apreciable tendrá un límite dentro del cual un objeto celeste que se aproxime será arrastrado a pedazos. Es el llamado límite de Roche. Se espera que existan sistemas de anillos densos dentro del límite de Roche, como es el caso de Saturno, Chariklo y Haumea.
Los primeros resultados sugieren que "las gélidas temperaturas de Quaoar pueden contribuir a impedir que las partículas heladas se adhieran entre sí, pero se necesitan más investigaciones".
Mientras los teóricos se ponen a trabajar en cómo pueden sobrevivir los anillos de Quaoar, el proyecto Lucky Star seguirá observando a Quaoar y también a otros TNO cuando oculten estrellas lejanas para medir sus características físicas y ver cuántos otros tienen también sistemas de anillos. Y Cheops desempeñará de nuevo su misión original de estudiar exoplanetas cercanos.
