Atmósfera descubierta en un pequeño objeto transneptuniano, más allá de Plutón

Un pequeño objeto helado, situado detrás de Plutón y de la órbita del planeta Neptuno, sorprendió a los astrónomos al revelar, durante una ocultación de la estrella, que tiene una fina atmósfera. El descubrimiento, logrado gracias a una campaña internacional liderada desde Japón y apoyada por astrónomos aficionados, desafía las teorías actuales sobre cómo los cuerpos pequeños del sistema solar, mucho más pequeños que Plutón, pueden mantener una envoltura gaseosa.

como fue encontrado

Profundizar en el conocimiento científico sobre objetos distantes requiere estrategias muy originales y quizás inesperadas para el público en general.

Por ejemplo, los astrónomos a veces observan una estrella o parte de ella “ocultándose” brevemente cuando un planeta, asteroide u otro objeto distante del sistema solar pasa frente a ella. Estos fenómenos se llaman “ocultaciones”, y los estudiamos a través de campañas internacionales de observación que nos permiten revelar los detalles. Por ejemplo, si tienen anillos, satélites o incluso atmósfera, como acaba de ocurrir.

Llevamos varias décadas utilizando esta técnica para aprender más sobre la forma, el tamaño y las propiedades de algunos de los cuerpos más distantes de nuestro sistema planetario: los Objetos Transneptunianos (TNO), aquellos más allá de la órbita de Neptuno.

Nuevo Plutón

Hasta ahora, el único TNO con atmósfera detectada era Plutón, con una delgada envoltura cuya presión media es de unos 10 microbares (μbar). Es decir, 100.000 veces más pequeño que el de la Tierra. Los estudios de otros objetos más allá de Neptuno, de más de 500 kilómetros de diámetro, no encontraron ninguna cobertura de gas, pero calcularon un “límite máximo” para una posible atmósfera. Es decir: si existió, debió ser extremadamente débil, con presiones entre 1 y varios cientos de nanobares (nbar).

Se han encontrado otros casos inexplicables. Por ejemplo, en Makemake, un objeto transneptuniano catalogado como (136472). Con 1.430 km de diámetro, es uno de los TNO más grandes y hoy parece emitir metano, aunque el origen de este manto gaseoso de hidrocarburos sigue siendo incierto. ¿Quizás sea por el criovulcanismo? Sobre todo, proporciona un buen ejemplo de los misterios que aún esconden los cientos de cuerpos helados almacenados en la lejana región transneptuniana, aunque no el último.

Un descubrimiento inesperado

En 2002 se descubrió un objeto transneptuniano con una órbita ligeramente excéntrica, situándolo a distancias variables del Sol entre 34 y 44 UA; es decir, en promedio, unas 40 veces más lejos del Sol que la Tierra. Este distante cuerpo helado, identificado provisionalmente como (612533) 2002 KSV93, tiene un diámetro de aproximadamente 500 km.

La comunidad científica ha seguido este objeto desde su descubrimiento y nunca ha detectado ningún comportamiento anómalo. Sin embargo, el 10 de enero de 2024 se llevó a cabo una campaña desde Japón para monitorear el momento en que se suponía que la estrella sería eclipsada, y los resultados no pudieron ser más sorprendentes: resultó estar envuelta en una fina atmósfera.

Los astrónomos, dirigidos por Ko Arimatsu, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, confirmaron que la estrella no se escondió repentinamente detrás del TNO, sino que su brillo disminuyó gradualmente, antes de esconderse detrás de su silueta. Este efecto se debe a la presencia de una atmósfera alrededor de un objeto pequeño. Arimatsu et al estimaron que dicha atmósfera es tenue, pero con una presión superficial entre 100 y 200 nbar, que está muy por encima de los límites establecidos para TNO más grandes.

Se trata de un hallazgo relevante porque demuestra que un TNO más pequeño de lo que técnicamente se considera un cuerpo planetario (unos 1.000 km) puede albergar, al menos temporalmente, una atmósfera.

Este descubrimiento desafía los escenarios estándar de retención de gases volátiles y plantea muchas preguntas sobre la naturaleza de la atmósfera. ¿Cómo podría tenerlo este pequeño objeto? Puede mantener una actividad criovolcánica continua. O, tal vez, podría ser el resultado de un impacto reciente con otro objeto helado, similar a un cometa, que liberaría una nube de material volátil que rodea temporalmente el cuerpo. En cualquier caso, el descubrimiento aumenta el interés por el estudio de estos objetos lejanos.

Hilar hasta

La técnica de ocultación de estrellas TNO no es baladí. Primero debes predecir con gran precisión astrométrica cuándo ocurrirán las ocultaciones; Luego compruebe si la sombra del objeto sobre la estrella se puede observar desde cualquier región del globo.

Los astrónomos recurren muy a menudo a la cooperación de aficionados, porque para poder seguir con éxito estos fenómenos es necesario seguir cada ocultación desde un gran número de observatorios o, para esa ocasión, de lugares improvisados, distribuidos lo más homogéneamente posible en la superficie terrestre. La clave es que se pueden trazar muchas “cadenas de observación” para determinar si la distancia a esa pequeña estrella específica está enmascarada por una atmósfera, anillos o incluso un satélite.

Proyección del avión de detección de ocultaciones XV93 de 2002 desde tres ubicaciones diferentes. Arimatsu et al., 2026, Proporcionado por el autor (no reutilizar)

Otro aspecto interesante de este descubrimiento es que se realizó gracias a la colaboración profesional-aficionado. A excepción del telescopio profesional, el resto de observaciones se obtuvieron con telescopios portátiles del tamaño más habitual entre los aficionados, aparentemente equipados con cámaras digitales adecuadas para seguir estos fenómenos repentinos que requieren una gran precisión temporal.

Aunque la ocultación estelar fue positiva solo desde tres ubicaciones diferentes, ejemplifica el papel fundamental que pueden desempeñar los astrónomos aficionados, especialmente en el campo del estudio de cuerpos más pequeños del Sistema Solar.