¿Qué pasó con los objetos más pequeños del Cinturón de Kuiper?
Maggie McKee
04/10/08
La búsqueda continúa para los residentes más minúsculos del Sistema Solar exterior. Una búsqueda de dos años para encontrar los objetos más pequeños de esa región no ha dado resultado, apoyando las teorías de que “todo se descontroló” en el Sistema Solar apenas cien millones de años tras su formación.
Los astrónomos han encontrado más de 1000 objetos en el Cinturón de Kuiper, un anillo de cuerpos helados más allá de Neptuno. Hay menor objetos grandes entre los Objetos del Cinturón de Kuiper (KBOs) que pequeños, pero el tamaño exacto de la distribución aún es desconocido debido a que sólo se han encontrado un puñado de KBOs menores de 70 kilómetros – simplemente reflejan muy poca luz solar para que sean observador.
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Los menores KBOs observador miden aproximadamente 30 km de diámetro y se encontraron hace cinco años usando el Telescopio Espacial Hubble. Pero sólo unos pocos fueron observados – se habían predicho 25 veces más de los objetos pequeños basándose en el tamaño de la distribución de KBOs mayores.
“Lo que parece suceder es que la pendiente [de la distribución] cambia en los menores objetos [observados]“, dice Charles Alcock, director del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts. “No sabemos qué esperar para objetos realmente pequeños”.
Por lo que él junto con un grupo internacional de astrónomos idearon un esquema alternativo – conocido como el Estudio de Ocultación Taiwanés-Estadounidense – para la búsqueda de objetos que miden entre 3 y 28 km de diámetro.
En lugar de buscar la luz reflejada por los objetos, buscaron sus sombras. Usaron tres telescopios de 50 centímetros de en Taiwan para estudiar entre 200 y 2000 estrellas simultáneamente con la esperanza de que alguna se atenuase por la intervención de un pequeño KBO.
Alineación especial
La técnica es compleja. Un pequeño KBO atenuaría un fondo de estrellas durante menos de un segundo conforme se mueve a lo largo de su órbita, y cualquier detección sería dependiente de que la estrella, el KBO y los telescopios estuviesen perfectamente alineados.
“Puedes pensar en la sombra como un cilindro cuyo diámetro tiene el tamaño del KBO”, dice Lawrence Wasserman del Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona, Estados Unidos, quien no estuvo implicado en el estudio. “Si te sientas en el suelo y miran con detalle muchas estrellas a la vez, tal vez alguna de esas [sombras] tendrá la opción de llegarte”.
A finales de 2004, poco antes de que se iniciase el proyecto, Alcock dijo que esperaba ver aproximadamente 10 eventos por año.
Pero un análisis de los dos primeros años de observaciones del estudio no ha dado ningún resultado, informa un estudio liderado por Zhi-Wei Zhang de la Universidad Central Nacional en Jhongli City, Taiwán.
Ground down
Un estudio anterior informó del aparente descubrimiento 58 pequeños KBOs que parecieron pasar frente a una lejana fuente de rayos-X llamada Scorpius X-1. Pero el equipo ha dicho que las detecciones podrían haberse debido a ruido instrumental en el propio detector de rayos-X.
El nuevo estudio, por tanto, coloca el límite superior más restrictivo a cuántos KBOs pequeños existen, dice el miembro del equipo Federica Bianco de CfA.
“Necesitamos ejecutar el experimento durante más tiempo y empujar dicho límite hasta que encontremos algo”, dijo Alcock a New Scientist. “Entonces seremos capaces de decir, ‘Estos son los que hay’”.
¿Por qué los investigadores se preocupan por cuál es la distribución de los KBOs? Debido a que revela cómo era el Sistema Solar poco después de que se formase hace 4000 millones de años, dice Alcock.
Colisiones pegajosas
El Sistema Solar comenzó como un disco de rotación lenta de granos de polvo y gas. Cuando los granos de polvo colisionaban, se pegaban entre sí, haciendo un efecto de bola de nieve para formar estructuras mayores.
Las colisiones en estos momentos iniciales eran lo bastante suaves para que “la mayor parte de ellos llevasen a una unión más que una ruptura”, dice Alcock. Este proceso de pegado se cree que explica la distribución de los KBOs de tamaño grande y mediano.
Pero menos de mil millones de años después de que comenzara la formación del Sistema Solar, “algo especial sucedió que movió una gran cantidad de esos cuerpos “, dijo.
Los gigantes planetas exteriores se movieron fuera de sus órbitas iniciales, dispersando los KBOs en su despertar como bolos. “Básicamente, todo estuvo asentado durante 700 millones de años y entonces estalló – todo se descontroló”, dijo Hal Levison del Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado, sobre el mismo periodo.
“Tras la fase de migración planetaria, cuando los dos objetos se encuentra entre sí, se fragmentan”, dice Alcock. Los menores KBOs se piensa que se han formado durante la fase más destructiva de colisiones, dice.
Suave o denso
Determinar el cambio en la pendiente que hay en la distribución de tamaño de los KBOs grandes y pequeños “probablemente nos dirá la densidad de objetos que había cuando estaban densamente empaquetados entre sí y colisionaban – antes de que se movieran a esta región de menor densidad “, dijo Alcock a New Scientist.
“Esto nos dará alguna forma de estimar los procesos físicos que tuvieron lugar alrededor de Neptuno, justo antes de que hubiese una migración masiva”, dice.
Y observar la distribución específica de pequeños objetos puede revelar su composición, dado que los objetos menos densos tienden a ser más frágiles y fácilmente destruibles, mientras que los objetos más duros y densos tienden a sobrevivir más. “Todo esto son pistas sobre los inicios del Sistema Solar”, dice Alcock.
Futuras observaciones pueden ayudar a encontrar KBOs menores de 30km de diámetro. El Estudio de Ocultación Taiwnaés-Estadounidense ya ha empezado a usar un cuarto telescopio y ha recopilado casi el doble de datos de los analizados en el actual estudio, dice Bianco.
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