ASTRONOMÍA. El Cinturón de Kuiper podría extenderse miles de millones de kilómetros más lejos de lo que se pensaba

El Cinturón de Kuiper podría extenderse miles de millones de kilómetros más lejos de lo que nadie pensaba

 

Una ilustración del cinturón de Kuiper. (Imagen: NASA/SOFIA/Lynette Cook)

La misión New Horizons de la NASA , que se encontró con Plutón en 2015, ahora viaja a través de las profundidades más profundas del Cinturón de Kuiper , se encuentra con una tormenta de polvo cósmica que sugiere que puede haber más cosas sucediendo en los confines del sistema solar de lo que imaginamos.

23 febrero 2024.- El espacio está lleno de polvo formado por partículas diminutas de apenas micras (millonésimas de metro) de tamaño. Gran parte del polvo de nuestro sistema solar son residuos de la formación de los planetas, que fue un asunto violento en el que multitud de objetos chocaron entre sí. 

Hoy en día, a este polvo antiguo también se le suma el polvo fresco que se desprende de las superficies de asteroides y cometas por impactos de micrometeoritos. Este contenido de polvo, a la vez fresco y antiguo, da origen a la enigmática "luz zodiacal". El polvo se extiende hasta los confines más lejanos del sistema solar. Los astrónomos todavía no están del todo seguros de la composición de esta última frontera. 

El Cinturón de Kuiper (o Cinturón de Kuiper-Edgeworth, llamado así en honor a los astrónomos Gerard Kuiper y Kenneth Edgeworth, quienes propusieron su existencia de forma independiente) está tan lejos, y sus habitantes de hielo son tan pequeños y débiles, que no fue hasta 1992 que se descubre el primer objeto del cinturón de Kuiper (KBO) más allá de Plutón. Ese descubrimiento fue realizado por los astrónomos Dave Jewitt y Jane Luu de la Universidad de Hawaii. Pero desde entonces, se han detectado miles de KBO y los astrónomos han podido comenzar a cartografiar el sistema solar exterior.

Más allá del Cinturón de Kuiper se encuentra el Disco Disperso, poblado por KBO que han sido dispersados ​​desde el Cinturón de Kuiper por mareas gravitacionales provenientes del planeta más externo del sistema solar, Neptuno . Los objetos en el Disco Disperso tienden a tener órbitas muy elípticas que están muy inclinadas con respecto al plano del sistema solar y pueden alejarse a cientos de UA del sol. Una UA, o unidad astronómica, es igual a la distancia entre la Tierra y el sol.

Mucho más allá del Cinturón de Kuiper y el Disco Disperso se encuentra la Nube de Oort , una vasta región esférica de objetos congelados que se extiende a más de un año luz del sol. Si bien su distancia significa que la Nube de Oort nunca ha sido observada directamente, los científicos saben que existe porque las órbitas de los cometas de período largo se remontan hasta allí.

Ahora, sin embargo, nuevos hallazgos de New Horizons amenazan con alterar gran parte de lo que pensábamos que sabíamos sobre el sistema solar exterior.

"New Horizons está realizando las primeras mediciones directas de polvo interplanetario mucho más allá de Neptuno y Plutón, por lo que cada observación podría conducir a un descubrimiento", dijo en un comunicado el astrónomo Alex Doner de la Universidad de Colorado en Boulder .

Se pensaba que la distancia entre el borde exterior del cinturón de Kuiper y el sol era de aproximadamente 50 unidades astronómicas (una UA también equivale a 149,5 millones de kilómetros o 93 millones de millas). El 1 de enero de 2019, New Horizons encontró el KBO. llamado Arrokoth , que se encuentra a una distancia de 44,5 AU del sol; hoy, New Horizons se encuentra a una distancia de 58,25 AU del Sol, habiendo superado la marca de 50 AU en abril de 2021 . 

En los últimos cinco años, New Horizons debería haber navegado sobre el borde del Cinturón de Kuiper. Sin embargo, con los KBO separados por millones de millas, New Horizons no se daría cuenta visual de que los había dejado atrás. En cambio, la señal sería una caída en los niveles de polvo interplanetario.

Sin embargo, el contador de polvo estudiantil Venetia Burney (SDC) de la nave espacial, que lleva el nombre de la niña que nombró a Plutón en 1930, no ha observado esta caída. De hecho, hay tanto polvo como siempre, lo que desconcierta a los astrónomos.

La trayectoria que está tomando New Horizons a través del sistema solar exterior. Arrokoth se encontró a 44,6 AU.  (Imagen: NASA/Johns Hopkins APL/SwRI)

El SDC está montado en la cara delantera de la nave espacial New Horizons. Consta de 14 detectores de película plástica, cada uno de 14,2 por 6,5 centímetros de tamaño y sólo 28 micrones de espesor. Una docena de detectores están expuestos al espacio, mientras que los otros dos están protegidos para que puedan actuar como detectores de referencia, registrando cualquier evento no relacionado con impactos de polvo para ayudar a descartar falsos positivos. Cada vez que una partícula de polvo golpea uno de los detectores, el impacto deja un pequeño hoyo en la película plástica que altera sutilmente la forma en que sus superficies conducen la electricidad.

Una posibilidad es que el exceso de polvo se haya producido más cerca del sol y haya sido expulsado del Cinturón de Kuiper gracias a la presión de la luz solar que actúa sobre las partículas. Sin embargo, el equipo investigador consideró que esta teoría es poco probable. En cambio, dicen que se prefiere una posibilidad más atractiva: puede que simplemente haya más en el Cinturón de Kuiper de lo que los astrónomos habían pensado.

La presencia continua de polvo implica que New Horizons todavía está dentro del Cinturón de Kuiper, y que el Cinturón de Kuiper es mucho más extenso de lo que nadie sabía, extendiéndose miles de millones de kilómetros más lejos del Sol de lo que nuestros mapas estiman actualmente. 

No son sólo los recuentos de polvo los que nos dicen esto. Los astrónomos han estado utilizando algoritmos de aprendizaje automático para buscar observaciones realizadas por el Telescopio Subaru de 8,2 metros en Mauna Kea en Hawaii, y el Telescopio de cuatro metros Víctor M. Blanco en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile para buscar más objetos helados. por ahí que New Horizons podría investigar. Hasta ahora han encontrado 154 objetos en la dirección hacia la que se dirige New Horizons, incluidos unos 20 de los cuales la nave espacial se acercará a unos pocos millones de millas, lo suficientemente cerca como para realizar algunas observaciones rudimentarias. Sin embargo, algunos de esos 154 objetos parecen estar ubicados más allá del Cinturón de Kuiper, y no en el tipo de órbita excéntrica que sugiere el Disco Disperso, sino en el plano de la eclíptica que también comparte el Cinturón de Kuiper. 

¿Son miembros de un cinturón de Kuiper más amplio, o quizás incluso de un segundo cinturón? 

Una impresión artística de la nave espacial New Horizons de la NASA. El contador de polvo para estudiantes se encuentra en la parte inferior del vehículo, visto desde esta perspectiva.(Imagen: NASA/Johns Hopkins APL/SwRI/Steve Gribben)

New Horizons navega por aguas inexploradas. Sólo cuatro naves espaciales han pasado por este camino antes: Pioneer 10 y 11, y Voyager 1 y Voyager 2 ; ninguno estaba equipado con un contador de polvo como New Horizons. 

Si bien los Pioneer están inactivos desde hace mucho tiempo y la nave espacial Voyager 1 comienza a fallar , New Horizons tiene suficiente combustible y potencia para sobrevivir hasta bien entrada la década de 2040, cuando podría estar mucho más allá de las 100 AU del Sol. Para cuando su potencia disminuya, probablemente habrá rediseñado por completo el mapa del sistema solar exterior.

Fuente:  Astrophysical Journal Letters . 

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