Un plutino sorprende a los astrónomos con indicios de una atmósfera en el borde del sistema solar

Un pequeño mundo helado que está más lejos del Sol que Plutón parece tener atmósfera, según un nuevo estudio. La observación ha sorprendido a los astrónomos.

Un pequeño mundo de unos 480 km de ancho y situado a 5600 millones de kilómetros del Sol --casi tan lejos como Plutón-- parece estar envuelto en una capa de aire, según informó un grupo de astrónomos el lunes.

"Me sorprendió de verdad", dijo Ko Arimatsu, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón. Arimatsu dirigió un equipo de astrónomos japoneses que publicó sus hallazgos en la revista Nature Astronomy.

El descubrimiento de la capa de aire --una atmósfera-- resulta doblemente desconcertante. En primer lugar, la fuerza gravitatoria de un cuerpo celeste tan pequeño es débil, de modo que cualquier aire que lo rodease debería haberse dispersado hace mucho tiempo en el espacio.

Además, en el borde exterior del sistema solar, donde orbita este mundo lejano, conocido como 2002 XV93, las temperaturas son tan bajas que la mayoría de las moléculas que existen como gases en la atmósfera terrestre se congelan. Cabría esperar que el aire que no se hubiera dispersado se convirtiera en hielo y cayera a la superficie.

"Es realmente muy extraño que 2002 XV93 tenga atmósfera", dijo Michael Brown, astrónomo planetario del Instituto Tecnológico de California que no participó en la nueva investigación. "Tan extraño que me cuesta bastante creerlo".

Pero "los datos parecen bastante convincentes", dijo Brown. "Esto me tiene desconcertado".

Arimatsu y sus colegas realizaron sus mediciones clave en cuestión de unos minutos durante una sola noche --el 10 de enero de 2024-- cuando 2002 XV93 pasó por delante de una estrella lejana. Los telescopios de dos localidades de Japón, Kioto y Kiso, captaron la desaparición de la luz de la estrella --durante unos 16,5 segundos en Kiso y 18 segundos en Kioto-- y, a continuación, su reaparición.

La duración de cada desaparición --lo que los astrónomos denominan "ocultación"-- ayudó a refinar las estimaciones del tamaño de 2002 XV93, uno de los miles de mundos helados conocidos como objetos transneptunianos, o TNO por su sigla en inglés, en el sistema solar exterior.

Pero, curiosamente, la estrella no se apagó de repente, sino que se atenuó a lo largo de 1,5 segundos. Cuando reapareció, su aumento de brillo fue igualmente gradual, lo que apunta a la presencia de una atmósfera.

El efecto fue similar al de los amaneceres y atardeceres en la Tierra, cuando el Sol se ve más tenue y el cielo no se oscurece al instante, porque la luz solar se refracta y se dispersa al atravesar la atmósfera.

Las observaciones realizadas con un tercer telescopio en Fukushima, al noreste, mostraron que la estrella se atenuaba pero no desaparecía por completo, lo que sugiere que pasó detrás de la atmósfera, pero no de la parte sólida de 2002 XV93. (En un cuarto telescopio, en Okayama, al suroeste de Kioto y Kiso, las nubes oscurecieron la vista esa noche).

La atmósfera, sin embargo, es muy delgada, con solo unas pocas moléculas de gas que ejercen presión. Los investigadores calculan que la presión atmosférica allí es de una a dos diezmillonésimas de la de la Tierra.

Hasta la década de 1990, se pensaba que la extensión del sistema solar más allá de Neptuno estaba prácticamente vacía, salvo por un planeta peculiar llamado Plutón. Entonces, los astrónomos descubrieron los primeros miembros de un anillo helado de escombros que se encuentra allí.

Hace dos décadas, Brown encabezó un estudio que exploró sistemáticamente el cielo nocturno en busca de tales objetos transneptunianos. La búsqueda de Brown y sus colegas dio lugar a numerosas nuevas incorporaciones al sistema solar, entre ellas 2002 XV93 y Eris, un objeto transneptuniano tan grande como Plutón pero más alejado del Sol.

El descubrimiento de Eris provocó un replanteamiento de la definición de "planeta". En 2006, los astrónomos decidieron despojar a Plutón de su condición de planeta y crearon una nueva categoría, la de planetas enanos, para englobar a Plutón y a Eris.

Al igual que Plutón, 2002 XV93 está atrapado en una resonancia 3:2 con Neptuno, que da tres vueltas al Sol en el tiempo que a ellos les lleva completar dos órbitas. Por esa razón, 2002 XV93 y otros objetos más pequeños atrapados en esa resonancia 3:2 se conocen como "plutinos".

Brown dijo que a él y a sus colegas nunca se les ocurrió un nombre para sustituir a la designación provisional, 2002 XV93. "Solo les pusimos nombre a aquellos de los que sabemos algo interesante", afirmó.

Ahora, 2002 XV93 parece ser más interesante.

Arimatsu señaló que podría haberse formado una atmósfera fina y transitoria alrededor de 2002 XV93 a partir de material expulsado por volcanes de hielo o levantado por el impacto reciente de un objeto más pequeño.

También es posible que el oscurecimiento de 2002 XV93 fuera causado por un anillo similar al de Saturno en lugar de por una atmósfera. Sin embargo, Arimatsu señaló que eso era menos probable porque el anillo tendría que estar cerca de la superficie para generar el ritmo observado de oscurecimiento e iluminación, y es probable que un anillo así no fuera estable. "Una atmósfera es la explicación más coherente", afirmó.

Plutón, que tiene casi 2400 km de diámetro, tiene atmósfera, al igual que Tritón, que es aproximadamente del mismo tamaño que Plutón y se cree que se formó en la parte exterior del sistema solar antes de ser capturado como luna de Neptuno.

Pero las ocultaciones estelares de otros objetos transneptunianos, incluidos Eris y otros más grandes que 2002 XV93, parpadearon con rapidez.

Las curvas de la luz estelar que desaparece tras 2002 XV93 "son claramente diferentes de las ocultaciones típicas de los TNO sin atmósfera de tamaño similar", afirmó Arimatsu.

Hay otro objeto transneptuniano, Makemake, que parece tener una atmósfera. Los científicos, utilizando una técnica diferente conocida como espectroscopia, que examina colores específicos de la luz, identificaron volutas de gas metano flotando sobre Makemake, un objeto transneptuniano de 1430 km de ancho que también cumple los requisitos para ser considerado un planeta enano.

Sin embargo, mediciones similares de 2002 XV93 realizadas por el telescopio espacial James Webb no han detectado moléculas como metano, nitrógeno o monóxido de carbono en forma de hielo en la superficie del plutino, afirmó Brown. Si estuvieran presentes, parte de ese material podría convertirse en vapor para formar la atmósfera.

"La naturaleza sigue siendo más imaginativa que nosotros", dijo Leslie Young, científica planetaria del Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado, quien no participó en la investigación. "Independientemente de cómo llamemos a este conjunto de mundos únicos, cada uno de ellos puede enseñarnos cómo funcionan estas atmósferas lejanas".

Kenneth Chang, periodista de ciencia del Times, cubre la NASA y el sistema solar, así como la investigación más cercana a la Tierra.

Compartir nota: