Un estudio analiza por qué existen anillos no planetarios fuera de los gigantes gaseosos.

Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA)
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA)

Nunca se había encontrado anillos fuera de los gigantes gaseosos del Sistema Solar. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno tenían ese halo de misterio que les conferían los anillos planetarios. Sin embargo, en 2013 se hizo un descubrimiento que hizo temblar el conocimiento sobre estas estructuras: Cariclo era el primer planeta no gaseoso en tener anillos. Hace apenas un año, en 2017, otro hallazgo, el de Haumea, reafirmó que los anillos ya no son solo una característica de los gigantes gaseosos.

Ahora, una investigación en la que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha estudiado tanto Cariclo como Haumea para saber más sobre estos anillos no planetarios y se ha publicado en Nature Astronomy. Pero ¿cómo se han descubierto los anillos? ¿Qué diferencias y similitudes hay con los anillos que orbitan alrededor de los gigantes gaseosos? ¿Qué han descubierto ahora los investigadores? ¿Cómo se han formado?

Observación de Cariclo y Haumea

Cariclo, que comparte características también con asteroides y cometas, es un planetoide que forma parte de una población de objetos conocidos como centauros, que se hallan entre Júpiter y Neptuno, mientras que Haumea es un planeta enano más allá de Neptuno, que tiene forma elipsoidal y un tamaño similar al de Plutón.

Ambas anillos se descubrieron por la técnica de “ocultaciones estelares“, tal y como señala el investigador el IAA-CSIC, Pablo Santos-Sanz, que ha participado en este trabajo. “Esta técnica sería algo así como un eclipse. En vez de tener el Sol, tenemos una estrella cualquiera de las que hay en el universo y en vez de ser la Luna la que tapa el objeto, es uno de estos pequeños objetos, ya sea bien Cariclo o bien Haumea, que pasan delante de la estrella y a partir de ese eclipse se pueden determinar cosas como el tamaño de los objetos, incluso la forma que tiene, si tiene estructuras muy finas a su alrededor o satélites. También se pueden detectar anillos, como en este caso”, explica a Hipertextual Santos-Sanz.

“La primera diferencia entre anillos planetarios y los de estos objetos es, lógicamente, el cuerpo alrededor del cual giran estos anillos que en un caso son típicamente planetas gigante en nuestro Sistema Solar, como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Todos tienen anillos aunque los más vistosos sean los de Saturno”, comenta el investigador del IAA. Pero no es la única: “Hay otra diferencia y es que los anillos alrededor de estos cuerpos no planetarios están más lejos en distancia relativa respecto del cuerpo central”, añade. Es decir, que los anillos alrededor de los planetas gigantes, según comenta Santos-Sanz, estarían más cerca del planeta mientras que los otros, que están alrededor de cuerpos no planetarios, están más alejados. “Y en este artículo lo que se explica es precisamente por qué de esa lejanía. El por qué estos anillos pueden existir a esa distancia y sobrevivir durante bastante tiempo, creemos”, señala.

En los cuerpos no planetarios “pueden mostrar formas muy irregulares: pueden presentar relieves, como cráteres o montañas, inexistentes en los planetas gaseosos, o mostrar una forma alargada (Haumea, por ejemplo, presenta una forma achatada como un balón de rugby)”, según señala el comunicado de prensa del IAA. “En este trabajo demostramos que estas deformaciones o irregularidades crean resonancias gravitatorias entre el cuerpo y las partículas del anillo que provocan que la órbita síncrona (o de corrotación), en la que las partículas tienen un periodo orbital igual al de rotación del cuerpo central, se vacíe: las partículas del disco que se encuentran dentro de la corrotación caen hacia el objeto central y, por el contrario, las que se hallan fuera son empujadas hacia el exterior, más allá de la resonancia 1:2 (en la que completan una revolución alrededor del cuerpo en el tiempo que este gira dos veces sobre sí mismo)”, señala Santos-Sanz.

La migración de las partículas del disco tiene asociadas unas escalas de tiempo pequeñas, es decir, de unos pocos años en un cuerpo alargado como el del planeta enano Haumea. “Para un cuerpo esférico con una montaña ecuatorial de cinco kilómetros, la zona de corrotación puede vaciarse en menos de un millón de años, un periodo de tiempo muy breve en comparación con la edad del Sistema Solar“, señalan desde el IAA. Por tanto, las conclusiones del trabajo se confirman en los objetos conocidos: “Los anillos de Cariclo y Haumea se hallan a cuatrocientos y dos mil doscientos noventa kilómetros, fuera de sus resonancias 1:2, que se producen a trescientos y mil setecientos cincuenta kilómetros respectivamente”, afirman desde el IAA.

¿Cómo se forman?

Alguna de las teorías de cómo se han formado estos anillos en planetas no gaseosos son similares a las que hablan de la formación de estos en Saturno y compañía. Sin embargo, aún queda tiempo para averiguar cuál es la manera concreta en la que se forman dichos anillos.

“El primero de estos anillos se descubrió en 2013, por lo que es algo muy nuevo en el sistema solar. Solo se lleva cinco años estudiando, así que hay varias teorías”, comenta el investigador. “Una es que un impacto o colisión con el objeto arrancó parte del material. Ese material forma un disco y esto, por lo que explicamos en el artículo, puede llegar a evolucionar hasta formar los anillos”, explica a Hipertextual desde el otro lado del teléfono. “O también podría haber una colisión entre satélites, o un satélite que, por diferentes procesos -como una colisión con otro o por fuerzas de marea en el propio cuerpo central- podría romperse formando también un disco de partículas, que a su vez podrían evolucionar de forma dinámica hasta conseguir formar anillos. Es esta segunda teoría, la de un choque de satélites, la que se comparte con la formación de los anillos en los gigantes gaseosos.

Además, los investigadores creen que también puede haber otra similitud entre los anillos de estos cuerpos tan diferentes. Y se trata de los satélites pastores. Se trata de “satélites que existen dentro de los anillos de los planetas gigantes”. “Son pequeños satélites dentro del propio anillo, junto con las partículas del anillo que serían más pequeñitas y que, igual que un pastor impide que se disgregue un rebaño de ovejas si lo dirige, estos satélites impedirían que los anillos alrededor de los planetas gigantes se disgregaran”, señala el investigador español. “Sospechamos que estos anillos alrededor de cuerpos más pequeños no planetarios también podría haber estos satélites pastores a otra escala“. Es decir, que en este caso serían “más pequeños”, pero que “también ayudarían a que esos anillos fueran más estables”.

Aunque se sospecha que están ahí, será “muy difícil” confirmar su existencia: “Haumea está a 40 unidades astronómicas, eso son 40 veces la distancia entre el Sol y la Tierra, es decir, unos 150 millones de kilómetros multiplicados por 40. Detectar algo alrededor de un cuerpo de 2.000 kilómetros tan finito como unos pocos kilómetros es complicado. Y detectar, dentro de eso, los posibles satélites pastores es mucho más difícil todavía”, explica Santos-Sanz a Hipertextual.

Los investigadores quieren seguir estudiando estos anillos, incluso “estudiarlos en otras longitudes de onda, no solo en el óptico sino también con radiotelescopios”, tal y como comenta el investigador del IAA-CSIC. “Se ha hecho una propuesta al telescopios ALMA y haremos lo mismo con el James Webb, que su lanzamiento está previsto para 2021”. No obstante, este no es el único objetivo de estos investigadores: “No solo queremos caracterizar los que ya se han descubierto sino intentar descubrir más cuerpos que puedan tener anillos a su alrededor. Sospechamos que hay muchísimos más cuerpos que los puedan tener”, concluye Santos-Sanz

Desirée Pozo

Fuente: HIPERTEXTUAL

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Temas: Categorías: Ciencia

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