Hubble y Webb encuentran indicios de la historia temprana del sistema solar en objetos más allá de Neptuno
- Hubble y Webb observaron juntos una región del cielo y ayudaron a descubrir 27 objetos transneptunianos hasta ahora desconocidos.
- Los objetos pequeños conservaron patrones de color similares a los de cuerpos más grandes, contra lo que cabría esperar si las colisiones ejercieran una gran influencia.
- Las distribuciones de tamaños de las poblaciones fría y caliente resultaron ser similares, pero aún no se ha determinado qué explica esa semejanza ni la conservación de las superficies.
Qué descubrieron los telescopios más allá de la órbita de Neptuno
Los telescopios Hubble y James Webb ayudaron a los astrónomos a estudiar cuerpos pequeños más allá de la órbita de Neptuno y a descubrir 27 objetos transneptunianos hasta entonces desconocidos. El análisis conjunto aportó nuevos datos sobre los tamaños y colores de esos cuerpos helados y distantes, pero también arrojó un resultado inesperado: había menos objetos pequeños de lo que predecían algunas teorías. Al mismo tiempo, sus características de color eran similares a las de cuerpos más grandes de las mismas regiones.
Los objetos transneptunianos son importantes para estudiar los inicios del sistema solar, ya que muchos no llegaron a convertirse en planetas y se conservaron como cuerpos pequeños. En el estudio se consideran restos del material a partir del cual se formaron los planetas. Sus superficies pueden conservar información sobre las condiciones en que se originaron y los cambios que experimentaron después. Es difícil observarlos: brillan más de cien millones de veces menos que los cuerpos visibles a simple vista.
Los resultados se presentan en dos estudios publicados en The Astronomical Journal. Los trabajos se centran en el tamaño, la composición y la historia antigua de los objetos recién identificados. Equipos de investigación dirigidos por estudiantes de doctorado de la Universidad de Victoria, en Canadá, y de la Universidad del Norte de Arizona llevaron a cabo el estudio más profundo de objetos transneptunianos realizado hasta entonces. El equipo de Victoria trabajó bajo la dirección del Consejo Nacional de Investigación de Canadá.
Cómo se estudian los lejanos cuerpos helados
Ambos telescopios espaciales observaron simultáneamente la misma región del cielo, pero captaron distintos tipos de luz. El Hubble registró la luz visible, mientras que Webb observó la infrarroja. La comparación de los datos permitió a los astrónomos estudiar los colores de los objetos, estimar su tamaño y determinar las características de su movimiento alrededor del Sol. La combinación de ambos tipos de observaciones fue lo que permitió estudiar los cuerpos tenues, difíciles de detectar y analizar con un solo método.
Los colores dan pistas a los investigadores sobre la composición química de la superficie y ayudan a distinguir las posibles historias de los objetos. En el estudio, su importancia se compara con las huellas dactilares: permiten deducir las propiedades individuales de un cuerpo. Sin embargo, el color por sí solo no ofrece una respuesta definitiva sobre lo que ocurrió en la superficie. Por eso, se comparó con el tamaño y las características orbitales para identificar patrones generales entre objetos distantes.
Los investigadores dividieron los objetos transneptunianos en poblaciones dinámicamente «frías» y «calientes». Estos nombres no describen la temperatura, sino las características de sus órbitas. Los cuerpos fríos se desplazan por trayectorias relativamente circulares y permanecen cerca del plano en el que orbitan la mayoría de los planetas. Los objetos calientes, en cambio, tienen órbitas más alargadas y se mueven por encima y por debajo del plano principal del sistema solar.
Dos poblaciones con historias orbitales diferentes
Según la descripción del estudio, los objetos transneptunianos fríos permanecieron en su mayoría en las regiones donde se formaron. Sus órbitas son relativamente tranquilas y no demasiado alargadas, y su movimiento se mantiene cerca del plano común de las órbitas planetarias. Esto los hace importantes para compararlos con cuerpos cuyas trayectorias cambiaron notablemente. Las observaciones mostraron que incluso los miembros más pequeños de la población fría conservan características de color similares a las de los objetos más grandes.
Los objetos calientes tienen otra historia probable: se formaron entre las órbitas actuales de Urano y Neptuno y luego fueron dispersados hacia el exterior cuando los planetas gigantes cambiaron de posición en el sistema solar primitivo. Ahora sus órbitas son más alargadas y su trayectoria pasa tanto por encima como por debajo del plano principal de los planetas. A pesar de ese pasado dinámico, las pautas de color de esta población también están relacionadas con las condiciones de formación.
La similitud de las características cromáticas de los objetos fríos y calientes resulta especialmente llamativa dado que sus historias orbitales son distintas. Los cuerpos calientes experimentaron una reorganización de sus trayectorias, mientras que los fríos permanecieron en gran medida cerca de sus lugares de nacimiento. Sin embargo, ambos grupos muestran relaciones cromáticas que los investigadores consideran huellas de su origen. Las observaciones indican que estas características han cambiado menos de lo que cabría esperar a lo largo de la existencia del sistema solar.
Resultados inesperados y preguntas abiertas
Antes de obtener los datos, los científicos suponían que los pequeños cuerpos transneptunianos debían verse especialmente afectados por las colisiones repetidas a lo largo de miles de millones de años. Los impactos podían fragmentar los objetos, dejar al descubierto material fresco y, de ese modo, alterar la composición y el color de la superficie. Sin embargo, los nuevos objetos mostraron relaciones cromáticas generales similares a las observadas en los cuerpos grandes. Esto no concuerda con la expectativa simplista de que los cuerpos pequeños necesariamente deberían tener un aspecto diferente debido a las frecuentes colisiones.
Por ahora siguen existiendo al menos dos posibles explicaciones. Puede que los objetos hayan sufrido menos colisiones de las que suponían los astrónomos, o que sus superficies sean capaces de conservar su composición original incluso después de los impactos. Los datos aún no permiten decidirse entre estas opciones. Anastasia Morgan, doctoranda de la Universidad del Norte de Arizona que dirigió el estudio del color y la composición, señaló que los cuerpos pequeños parecen conservar la historia de su formación. El coautor David Trilling subrayó que los objetos calientes llevan señales del lugar donde nacieron, pese a los cambios en sus órbitas.
Los datos de Webb aportaron otro resultado: las distribuciones de tamaños de las poblaciones caliente y fría resultaron ser sorprendentemente similares. Esto es especialmente interesante porque, según el estudio, los grupos se formaron en distintas regiones del sistema solar primitivo. La similitud podría significar que los procesos de formación de planetesimales actuaron de forma parecida en condiciones diferentes. Pero las observaciones aún no explican por qué coinciden las distribuciones, cómo se conservan exactamente las superficies ni con qué frecuencia se produjeron las colisiones.
Fuente: ScienceDaily
