Cuando pensamos en sistemas de anillos, lo que naturalmente nos viene a la mente son planetas como Saturno. Sus hermosos anillos son sin duda los más conocidos, pero no son el único planeta en nuestro Sistema Solar que los tiene. Como el Viajero misiones demostradas, cada planeta en el Sistema Solar exterior, desde Júpiter hasta Neptuno, tiene su propio sistema de anillos. Y en los últimos años, los astrónomos han descubierto que incluso ciertos planetas menores, como los asteroides Centauro 10199 Chariklo y 2006 Chiron, también los tienen.
Este fue un hallazgo bastante sorprendente, ya que estos objetos tienen órbitas tan caóticas. Dado que sus caminos a través del Sistema Solar son frecuentemente alterados por la poderosa gravedad de los gigantes gaseosos, los astrónomos naturalmente se han preguntado cómo un planeta menor podría retener un sistema de anillos. Pero gracias a un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Sao Paulo en Brasil, podemos estar cerca de responder esa pregunta.
En un estudio titulado "Los anillos de Chariklo bajo encuentros cercanos con los planetas gigantes", que apareció recientemente en El diario astrofísico, explicaron cómo construyeron un modelo del Sistema Solar que incorporaba 729 objetos simulados. Todos estos objetos eran del mismo tamaño que Chariklo y tenían su propio sistema de anillos. Luego comenzaron el proceso de examinar cómo interactuar con el gigante gaseoso los afectó.
Para desglosarlo, los centauros son una población de objetos dentro de nuestro Sistema Solar que se comportan como cometas y asteroides (de ahí el nombre de las bestias híbridas de la mitología griega). 10199 Chariklo es el miembro más grande conocido de la población Centauro, un posible antiguo Objeto Transneptuniano (TNO) que actualmente orbita entre Saturno y Urano.
Los anillos alrededor de este asteroide se notaron por primera vez en 2013 cuando el asteroide se sometió a una ocultación estelar. Esto reveló un sistema de dos anillos, con un radio de 391 y 405 km y anchos de aproximadamente 7 km 3 km, respectivamente. Las características de absorción de los anillos mostraron que estaban parcialmente compuestos de hielo de agua. A este respecto, se parecían mucho a los anillos de Júpiter, Saturno, Urano y los otros gigantes gaseosos, que se componen principalmente de hielo de agua y polvo.
Esto fue seguido por hallazgos realizados en 2015 que indicaban que 2006 Quirón, otro gran centauro, podría tener su propio anillo. Esto llevó a más especulaciones de que podría haber muchos planetas menores en nuestro Sistema Solar que tienen un sistema de anillos. Naturalmente, esto fue un poco desconcertante para los astrónomos, ya que los anillos son estructuras frágiles que se pensaban que eran exclusivas de los gigantes gaseosos de nuestro Sistema.
Como el profesor Othon Winter, el investigador principal del equipo de Sao Paulo, le dijo a Space Magazine por correo electrónico:
“Al principio fue una sorpresa encontrar un Centauro con anillos, ya que los Centauros tienen órbitas caóticas que deambulan entre los planetas gigantes y tienen frecuentes encuentros cercanos con ellos. Sin embargo, hemos demostrado que en la mayoría de los casos el sistema de anillos puede sobrevivir a todos los encuentros cercanos con los planetas gigantes. Por lo tanto, los centauros con anillos podrían ser mucho más comunes de lo que pensábamos antes ”.
En aras de su estudio, Winter y sus colegas consideraron las órbitas de 729 clones simulados de Chariklo mientras orbitaban el Sol en el transcurso de 100 millones de años. A partir de esto, Winter y sus colegas descubrieron que cada Centauro promediaba alrededor de 150 encuentros cercanos con un gigante gaseoso, dentro de un radio de Hill del planeta en cuestión. Como lo describió Winter:
“El estudio se realizó en dos pasos. Primero consideramos un conjunto de más de 700 clones de Chariklo. Los clones tenían trayectorias iniciales que eran ligeramente diferentes de Chariklo para fines estadísticos (ya que estamos tratando con trayectorias caóticas) y simulaban computacionalmente su evolución orbital hacia adelante en el tiempo (para ver su futuro) y también hacia atrás en el tiempo (para ver su pasado). Durante estas simulaciones archivamos la información de todos los encuentros cercanos (muchos miles) que tuvieron con cada uno de los planetas gigantes ”.
“En el segundo paso, realizamos simulaciones de cada uno de los encuentros cercanos encontrados en el primer paso, pero ahora incluimos un disco de partículas alrededor de Chariklo (que representa las partículas del anillo). Luego, al final de cada simulación, analizamos lo que sucedió con las partículas. ¿Cuáles fueron eliminados de Chariklo (escapando de su campo gravitacional)? ¿Cuáles estaban fuertemente perturbados (todavía orbitando alrededor de Chariklo)? ¿Cuáles no sufrieron ningún efecto significativo?
Al final, las simulaciones mostraron que en el 90 por ciento de los casos, los anillos de los Centauros sobrevivieron a sus encuentros cercanos con gigantes gaseosos, mientras que fueron perturbados en el 4 por ciento de los casos, y fueron eliminados solo el 3 por ciento del tiempo. Por lo tanto, concluyeron que si hay un mecanismo eficiente que crea los anillos, entonces es lo suficientemente fuerte como para permitir que los centauros los conserven.
Más que eso, su investigación parecería indicar que lo que se consideró único para ciertos cuerpos planetarios en realidad puede ser más común. "Revela que nuestro Sistema Solar es complejo no solo como un todo o para cuerpos grandes", dijo Winter, "pero incluso los cuerpos pequeños pueden mostrar estructuras complejas y una evolución temporal aún más compleja".
El siguiente paso para el equipo de investigación es estudiar la formación de anillos, lo que podría mostrar que, de hecho, los recogen de los gigantes gaseosos. Pero independientemente de su procedencia, cada vez es más claro que los centauros como 10199 Chariklo no están solos. Además, ¡no van a renunciar a sus anillos en el corto plazo!
