Los anillos de Quaoar

Por Daniel Marín, el 8 febrero, 2023. Categoría(s): Astronomía • ESA • Sistema Solar ✎ 52

Cuando hablamos de anillos en el sistema solar todo el mundo piensa inmediatamente en Saturno y, en menor medida, los otros tres planetas gigantes, todos ellos rodeados por anillos de diferente forma y composición. Menos conocidos son los anillos que rodean otros cuerpos mucho más pequeños. Por el momento solo hemos descubierto en el sistema solar un puñado de cuerpos adicionales con anillos y resulta que no son planetas: uno alrededor de Cariclo (Chariklo), un centauro de unos 250 kilómetros situado entre las órbitas de Saturno y Urano, y Haumea, un planeta enano famoso por su forma oblonga que al mismo tiempo es un objeto transneptuniano (TNO), pues su órbita se encuentra más allá de Neptuno. Los anillos de Cariclo fueron confirmados en 2013, mientras que los de Haumea lo fueron en 2017. Y ahora, y gracias al observatorio espacial europeo CHEOPS, a estos dos cuerpos debemos sumar a Quaoar, otro candidato a planeta enano y objeto transneptuniano.

Recreación artística de Quaoar y su anillo. A la izquierda, vemos Weywot, la luna de Quaoar. A la derecha, el lejano Sol (ESA).

Con 1110 kilómetros de diámetro, Quaoar es el séptimo objeto transneptuniano más grande tras Eris, Plutón, Caronte, Makemake, Haumea y Gonggong. Posee al menos un satélite, Weywot —de 170 kilómetros de diámetro—, algo muy común entre los TNOs de mayor tamaño: Eris tiene a Disnomia, Plutón tiene cinco satélites, con Caronte al frente, Haumea está rodeado por Namaka y Hi’iaka,  Makemake está acompañado de MK2, Gongong por Xiangliu, Orcus tiene a Vanth y Salacia a Actea. El anillo de Quaoar ha sido detectado, como el de Haumea o Cariclo, mediante una ocultación estelar, esto es, cuando visto desde algún punto de la Tierra el cuerpo pasa por delante, o muy cerca, de una estrella de fondo. La novedad en este caso es que el descubrimiento se ha confirmado con el observatorio espacial CHEOPS de la Agencia Espacial Europea (ESA), un descubrimiento en el que también han participado multitud de observaciones terrestres. Esto es notorio porque CHEOPS fue diseñado para observar en detalle el tránsito de planetas extrasolares, no para estudiar TNOs. No obstante, al estar situado en el espacio es capaz de llevar a cabo mediciones fotométricas con una precisión muy alta, lo que ha permitido descubrir el anillo de Quaoar.

Los principales TNOs y sus lunas (Wikipedia).
Observatorio espacial CHEOPS (ESA).

Determinar la zona desde donde se puede ver una ocultación de una estrella por parte de un TNO entraña sus dificultades y más aún si se hace desde la órbita, como es el caso de CHEOPS. Esto se debe a que la posición del satélite cambia constantemente por culpa del rozamiento atmosférico. Las observaciones que sirvieron para detectar el anillo tuvieron lugar entre 2018 y 2021 (CHEOPS se lanzó en 2019). El anillo de Quaoar está situado a unos 4110 kilómetros del planeta enano, mucho más cerca que Weywot, que orbita Quaoar a 13300 kilómetros de distancia. Y esto es muy llamativo porque el anillo está situado fuera del Límite de Roche de Quaoar, que se extiende hasta los 1780 kilómetros de distancia. Recordemos que el límite de Roche es la zona cercana a un cuerpo astronómico en la que no puede existir un satélite de forma estable porque las fuerzas de marea se encargarían de destrozarlo. Todos los anillos de los planetas gigantes se encuentran dentro del Límite de Roche de los mismos, al igual que los anillos de Cariclo y Haumea. Eso sí, este límite no es preciso y depende de muchos parámetros entre los que se encuentra la composición del material que forma el anillo. Pero el Límite de Roche también funciona a la inversa: un anillo de escombros fuera del límite es inestable y debería formar un satélite en cuestión de años, o incluso más rápidamente. El hecho de que haya sido observado repetidamente en el espacio de varios años descarta que el anillo se haya formado muy recientemente mediante algún impacto, aunque desconocemos su edad precisa.

Curvas de luz de la ocultación estelar por Quaoar. Los anillos se ‘aprecian’ en los rectángulos azules (B.E. Morgado et al.).
Geometría de las ocultaciones estelares que han permitido descubrir los anillos de Quaoar (B.E. Morgado et al.).
El anillo de Quaoar comparado con su límite de ROche (Paris Observatory).

¿Entonces, cómo puede mantener Quaoar su anillo? No se sabe con certeza, pero probablemente tenga que ver con las bajísimas temperaturas que se encuentran en la órbita de Quaoar, situado, de media, a 6600 millones de kilómetros del Sol. A estas temperaturas, que rondan los -220 ºC, las colisiones elásticas del material del anillo pueden evitar su acreción en una luna. Eso y que el anillo se halla cerca de la zona en la que un satélite experimenta una resonancia de un tercio entre la rotación y el periodo orbital. El anillo de Quaoar con toda seguridad no será el último en ser descubierto —Quirón, otro centauro como Cariclo se sospecha que tiene anillos, pero no han sido confirmados—, aunque detectar estas estructuras a tanta distancia es muy complicado. De hecho, es posible que haya más de un anillo alrededor de estos cuerpos, como es el caso de Cariclo, que posee dos anillos de 6,9 y 0,12 kilómetros separados entre sí 14 kilómetros. Al igual que ocurre con Cariclo o Haumea, el origen de estos anillos no está claro. Podrían ser resultado de un impacto o haberse formado por expulsión de volátiles desde el interior. Esta última hipótesis es más probable en el caso de Cariclo, debido a su órbita excéntrica y, por tanto, a la importante diferencia de temperaturas entre el perihelio y el afelio (ahora bien, es posible que los anillos de Cariclo sean más antiguos y se remonten a mucho antes de que fuese capturado en su órbita actual por la gravedad de los planetas exteriores). También es posible que el anillo de Quaoar sea estable gracias a la interacción con Weywot. En cualquier caso, los anillos ya no son cosa exclusiva de los planetas gigantes y deben ser muy comunes entre cuerpos mucho más pequeños, especialmente alrededor de los gélidos TNOs del sistema solar exterior.

Referencias:



52 Comentarios

  1. Interesante articulo con datos asombrosos, gracias Daniel por mantenernos informado de lo que pasa en el campo espacial. Cuantas cosas interesantes suceden en el cosmos.

    saludos Jorge m. g.

  2. Daniel ¿Hay alguna misión que se proponga estudiar los objetos del disco disperso y la nube de Hill? Hace algunos días estuve investigando sobre algunos planetoides, centauros y cometas de periodos largos y en muchos casos no se explican las órbitas de estos objetos, como en el caso de sedna o KV (no recuerdo los dígitos que le preceden) y hasta ahora no entiendo porque no han habido propuestas para estudiar más a fondo esta zona del sistema solar. Otra pregunta ¿No se podría utilizar el James Webb para estudiar mejor estos mundos, o por ejemplo encontrar la causa de sus órbitas elevada? Leí que Sedna y algunos otros objetos de esa región, a pesar de su distancia con el sol pueden albergar aun calor interno que genere pequeños océanos debajo del manto congelado.

    1. Por alusiones y resumir:
      No se va a investigar esa zona con sondas, es demasiado caro, lento y complicado.
      Se estudia con el James Webb. Noemí, dirige un equipo con hasta 100 horas de observación en la fase 1, es el equipo con más horas dedicado al estudio del Sistema Solar.
      Sobre el estudio de las órbitas cae en la última pregunta, sobre el planeta X, no sabemos demasiado bien que pasa por allí, hay que seguir investigando

      1. Pero yo me he quedado con las ganas de saber qué es eso del disco disperso y la nube de Hill… nunca había visto esos términos ¿son de la nube de Oort o del cinturón de Kuiper?

  3. Un gran descubrimiento basado en dos grandes sondas de la ESA: CHEOPS y Gaia.
    Lo del CHEOPS está bastante claro, aunque hay que destacar que ya vemos que tiene un uso más allá de las observaciones de exoplanetas.
    Lo del Gaia quizá no se entienda, pero es que la astronomía ahora mismo es difícil entenderla sin el Gaia, ya que está generando un mapa de las estrellas cercanas (<100 parsec) gracias al cual ahora pueden hacerse predicciones fiables sobre ocultaciones de este tipo.
    Dos puntos a favor del programa científico de la ESA, que a veces la denostamos en exceso.

  4. Ahh… esto de los anillos en los TNO me ha tomado por sorpresa! No lo sabía ni lo sospechaba!!!
    La de maravillas que nos estamos perdiendo por no tener un sistema de propulsión eficiente y barato. Me imagino a Daniel agregando en la entrada: «La NASA está preparando una misión tipo Discovery de sobrevuelo a Quaoar que estará llegando en ocho meses para aclararnos todos los misterios de este sistema»
    Soñar no cuesta nada!

  5. Qué interesante entrada!!

    La verdad no tenía ni idea de que existieran anillos en cuerpos de estos tamaños.

    Por cierto, ¿Qué piensan que veríamos si pudiéramos viajar hasta allí?

    1. Como dice Julio, se encuentran más allá de la órbita de neptuno y muchos aún se ven afectados por su órbita, pero no todos los cuerpos en el cinturón de Kuiper son planetoides, encuentras cometas, centauros, asteroides y planetas enanos. Que a ti no te parezca no significa que deje de ser la mejor forma de llamarlos.

      1. …oide
        «Sufijo. Usado para significar con apariencia de, a semejanza de, con forma de. Se usa en adjetivos signficando con apariencia de, a semejanza de, con forma de, pero de forma despectiva.»

  6. ¡Qué pedazo de artículo! Interesantísimo y muy pedagógico.👍👏👏👏

    Esos sí, lo de los nombres dados a alguno de estos cuerpos es para que la UAI se lo haga mirar… 😆🤣😄

    1. Eskerrik asko Daniel! Es flipante como algo tan lejano y tenue como un anillo de un OTN puede llegar a detectarse desde casa! Ocultación estelar!

      El título del artículo me ha gustado mucho! Parece el título de una novela. «Los anillos de Quaoar»

      Después de leer este artículo me ha parecido que no tenemos ni put****a idea de de lo que tenemos alrededor y menos por qué está ahí. También me parece que el ingenio humano es la mejor herramienta de que disponemos para ir dándonos cuenta de donde vivimos.

      La aventura hace tiempo comenzó pero no por eso deja de ser excitante, al contrario, cada vez se vuelve más excitante!

      Ahora, una prueba de mi atrevida ignorancia : No será que el material que compone el anillo es el resultado de una colisión (o emisión de volátiles), y que este se esté alejando de forma más o menos concéntrica, muuuy lentamente por haber superado la velocidad de escape de la gravedad de ese OTN?

      Saludos a la afición.

      O(peración) T(riunfo) – He leido en Twitter (donde si no) que hoy es el día del gran rechamuscón en Bocachica! Encendido estático de 33 Raptors!!! Supongo que tocará por la tarde. Ya falta menos para los mega fuegos artificiales!!! Joer que ganas!!!

        1. 15:00 horas. Acabo de mirar en LabPadre (que nev-vios!) y aun no han cortado siquiera la carretera o no lo pone en el stream. El sherif estará desayunando los Donuts™ de rigor, no vaya a ser que con la overpresure le de un blancazo. Juas juas!. Miraré más tarde a ver.

  7. ¡Qué maravilla! Por el descubrimiento y por el método. ¿Cuanto podremos descubrir a nuestro alrededor, lejos de la “farola» de nuestro Sol, por la sombra que hagan a la infinidad de estrellas?

    Hablando de anillos debidos a impactos: ¿Veremos un anillo de escombros en torno a Dídimo debido al impacto de DART sobre Dimorfo?

  8. Muchas veces me ha parecido leer que se ha detectado anillos de polvo en torno a ciertas estrellas junto con planetas en formacion en la misma orbita, que van recolectando material del mismo anillo.

    Por eso creia que la formacion de un anillo precedia a la formacion de un satelite.

    Pero no debe ser asi, sino estos astronomos no estarian tan perplejos con que el anillo este mas alla del limite de Roche. Simplemente dirian «el anillo esta precediendo a un nuevo satelite».

    1. Lo que pasa es que ya sería muchísima casualidad que justamente estuviéramos viendo el momento previo a la formación de la luna …me parece mucha casualidad. Entonces lo normal es pensar que, aunque termine formando una luna, el proceso tarda mucho más que las pocas décadas que pensaban que tardaría y por tanto los anillos duran más tiempo en las condiciones esas que sean, fuera del límite de de Roche del asteroide este.

      También había pensado …oye y si es que no conocemos bien la masa del asteroide y lo que está completamente mal definido es el límite de Roche. Pero claro, teniendo una lunita ya supongo que sería una c***** enorme que hubieran cometido un error demasiado grande en la medición de la masa, no no parece que eso pudiera ser una explicación, están muy lejos los anillos del límite calculado como para que se trae de un error.

  9. Es una pena que no tengamos capacidad para descubrir anillos en torno a exoplanetas de tipo gaseoso, ya sean gigantes gaseosos o mini Neptunos o del tipo que sea …porque ya vemos que aquí hay anillos hasta en pequeños asteroides. Y sobre todo me estaba preguntando en las estrellas de tipo enana roja, en ellas enseguida en cuanto te alejas un poco estás en una zona muy fría, podría ocurrir que que planetas terrestres lejanos de su estrella (pero no tan lejanos como en este caso con respecto al Sol) pero que estarían en la misma temperatura de 50 Kelvin, tendrían anillos y fuera del límite de de Roche como el caso de este asteroide…

    1. No sé a qué distancia de una enana roja (pongamos con una masa de un tercio que la solar) un planeta tendría que orbitar para estar a esta temperatura de equilibrio de 50 Kelvin
      Si es que es la explicación para tener anillos por fuera del límite.

      1. No sé cómo considerar el resultado.

        Ha sido un éxito? No ha reventado nada, parece.

        Ha sido un fracaso? 2 motores no se han encendido. Está dentro de los márgenes de funcionar? Tienen que estar todos los motores?

        Dicen que en el F9, hay 1 motor que puede fallar sin que ocurra nada.

        1. Éxito sin duda. No ha habido ningún susto, ni fuego… lo más duro ha sido ver a los pájaros desbandados, habría que soltar un petardo previo para que salgan de la zona de antemano.

          Que haya dos motores que hayan decidido no encenderse, muestra madurez a nivel de seguridad. En el futuro ya se acabará de pulir lo que quede.

          1. Gracias por tu comentario. Cierto. Los pájaros me han dado mucha pena. Porque sé que del susto pueden morir.

            Cierto. Esos 2 motores apagados son síntoma de que puede haber fallos y el proceso no seguirá hacia adelante.

        2. Durante el lanzamiento del Apolo 13 el motor J2 central de la segunda fase (1 de 5 ) no funcionó y el resto de los motores compensaron su fallo con un tiempo extra de funcionamiento.
          La orbita terrestre alcanzada fue casi nominal.

    1. segun elon han apagado 1 a posta y otro se ha apagado solo y aun no se sabe el porque.

      he visto como se encendian los 31 restantes creo que unos 5 o 6 segundos en total.

      un encendido muy limpio y homogeneoio. me ha gustado

      1. No sé si el nuevo sistema de mitigación de ruidos que han instalado, ha tenido algo que ver, pero ha parecido bastante ‘suave’ el breve test.

        1. la verdad es que a mi tambien me ha sorprendido pero he pensado que los de nsf tenian desconectado el microfono porque pensaban que iba a sr muy ruidoso. el anterior fuego estatico me pareciio mucho mas ruidoso

          asi que bien los nsf tenian la ganancia del microfono al minimo o el sistema de extincion de fuego y sonido es cojonudo.

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