Descubriendo huellas de ‘centauros’: los científicos examinan un híbrido único de asteroide y cometa

Quirón pertenece a una clase de objetos que los astrónomos llaman “centauros”. Los centauros son objetos espaciales que orbitan alrededor del Sol entre Júpiter y Neptuno. Se parecen a las criaturas míticas de las que toman su nombre en que son híbridos y poseen las características tanto de un asteroide como de un cometa.

Utilizando el telescopio espacial James Webb, los científicos del Instituto Espacial de Florida (FSI) de la UCF lideraron recientemente un equipo que descubrió por primera vez que la química de la superficie de Quirón es diferente a la de otros centauros. En su superficie, su coma contiene dióxido de carbono y hielo de monóxido de carbono, así como dióxido de carbono y gases metano, rodeados por una envoltura de polvo y gas similar a una nube.

Los hallazgos de los investigadores fueron publicados recientemente en la revista Astronomía y Astrofísica.

La científica asociada de UCF FSI, Noemí Pinilla-Alonso, que ahora trabaja en la Universidad de Oviedo en España, y el científico asistente Charles Shambio dirigieron la investigación. Los nuevos hallazgos se basan en hallazgos anteriores de Pinella Alonso y sus colegas, quienes a principios de este año detectaron por primera vez hielo de monóxido de carbono y dióxido de carbono en objetos transneptunianos (TNO).

Pinella-Alonso dice que esas observaciones, realizadas en conjunto con Quirón, están proporcionando conocimientos fundamentales para comprender la creación de nuestro sistema solar, porque estos objetos no han cambiado mucho desde que ocurrió la formación del sistema solar.

“Todos los cuerpos más pequeños del sistema solar nos cuentan cómo fue en el tiempo, que es un tiempo que ya no podemos observar”, dice. “Pero los centauros activos nos dicen mucho. Están experimentando una transformación calentada por el sol y brindan una oportunidad única para aprender sobre las capas superficiales y subterráneas”.

Ella dice que debido a que Quirón tiene las características tanto de un asteroide como de un cometa, lo hace rico para estudiar muchos procesos que podrían ayudar a comprenderlos.

“Lo que es único de Quirón es que podemos observar tanto la superficie, donde se encuentra la mayor parte del hielo, como la coma, donde vemos gases que han salido de la superficie”, dice Pinella-Alonso o justo debajo de ella. “, dice Pinella Alonso. “Los TNO no tienen ese tipo de actividad porque están demasiado lejos y son demasiado fríos. Los asteroides no tienen ese tipo de actividad porque no tienen hielo. Los cometas, por otro lado, muestran centauros- Como actividad, pero generalmente se ven cerca del Sol, y sus comas son tan espesas que complican la interpretación de las observaciones de las propiedades químicas de los hielos superficiales, como las del hielo. El grosor y la porosidad de la capa, su estructura y cómo la afecta la irradiancia ayudan a saberlo”.

El descubrimiento de estos hielos y gases en un objeto tan distante como Quirón (observado cerca de su punto más alejado del Sol) es apasionante porque ayuda a poner en contexto a otros centauros y el nuestro, dice Shambeau, puede ayudar a proporcionar información sobre el sistema solar primitivo.

“Estos resultados no se parecen a nada que hayamos visto antes”, afirma. “Detectar la coma de gas alrededor de objetos alejados del Sol como Quirón es muy difícil, pero JWST lo ha hecho accesible. Esta detección aumenta nuestra comprensión de la estructura interna de Quirón y el material que contiene. ¿Cómo produce eso comportamientos únicos como los que observamos? en Quirón.”

Shambio se especializa en estudiar centauros, cometas y otros objetos espaciales. Analizó la coma de gas metano y determinó que el gas que se escapaba se remontaba a la región de la superficie más calentada por el Sol.

Quirón, descubierto por primera vez en 1977, está mucho mejor caracterizado que la mayoría de los centauros y es relativamente único, dice Shambio. Dicen que la información recientemente analizada ayuda a los científicos a comprender mejor los procesos termofísicos que ocurren en Quirón y que producen gas metano.

“Es un bicho raro en comparación con la mayoría de los otros centauros”, dice Shambeau. “Tiene períodos en los que se comporta como un cometa, con anillos de material a su alrededor y posiblemente pequeños trozos de polvo o material rocoso arremolinándose a su alrededor. Por eso, a Quirón surgen muchas preguntas sobre las propiedades que permiten estos comportamientos únicos”.

Los investigadores concluyeron que la coexistencia de moléculas en diferentes estados añade otra capa de intriga al estudio de cometas y centauros. El estudio también destacó la presencia de subproductos irradiados de metano, monóxido de carbono y dióxido de carbono, lo que requerirá más investigación y ayudará a los científicos a revelar mejor los procesos únicos que crearon la estructura de la superficie de Quirón.

Pinella-Alonso dice que Quirón se originó en la región TNO y ha viajado por nuestro sistema solar desde su creación. Las órbitas de Quirón y muchos otros grandes objetos no planetarios ocasionalmente tienen encuentros cercanos con un planeta grande, donde la gravedad del planeta altera la órbita del objeto más pequeño, moviéndolos por todo nuestro sistema solar y provocando que se acerquen mucho. ambiente diferente, dice ella

“Sabemos que ha sido expulsado de la población de TNO y ahora está pasando por la región de los planetas gigantes, donde no durará mucho”, dice Pinella-Alonso. “Después de aproximadamente 1 millón de años, los centauros como Quirón suelen ser expulsados ​​de la región de los planetas gigantes, donde pueden terminar sus vidas como cometas de la familia de Júpiter o regresar a la región de los TNO”.

Pinella-Alonso señala que los espectros del JWST mostraron por primera vez la abundancia de hielos de Quirón con diferentes fluctuaciones y sus procesos de formación, afirma.

Algunos de estos hielos, como el metano, el dióxido de carbono y el hielo de agua, pueden ser los primeros componentes de Quirón heredados de la nebulosa presolar. Otros, como el acetileno, el propano, el etano y el monóxido de carbono, pueden formarse en la superficie debido a procesos de reducción y oxidación, afirma.

“Basándonos en nuestros nuevos datos del JWST, no estoy tan seguro de que tengamos un centauro estándar”, dice Pinella-Alonso. “Cada centauro activo que estamos observando con JWST muestra algún rasgo. Pero no todos pueden estar ahí fuera. Tiene que haber algo que explique por qué todos se comportan de manera diferente. O algo que todos tengan en común que no podamos ver. todavía.”

El análisis de los gases y el hielo de Quirón abre nuevas fronteras y apasionantes oportunidades de investigación, afirma.

“Vamos a seguir con Chiron”, dice Pinella Alonso. “Se acercará a nosotros, y si podemos estudiarlo más de cerca y comprender mejor la cantidad y la naturaleza del hielo, los silicatos y la materia orgánica, comprenderemos mejor cómo influye el clima, cómo las variaciones en la insolación y los diferentes patrones de luz. puede afectar su comportamiento y sus depósitos de hielo”.

JWST es el observatorio científico espacial más grande del mundo y está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, observando mundos distantes alrededor de otras estrellas e investigando la misteriosa estructura y orígenes de nuestro universo. JWST es una colaboración internacional liderada por la NASA con sus socios la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense.

Credenciales de investigadores

Pinilla-Alonso fue profesora en FSI y se unió a la UCF en 2015. Gran parte de su trabajo en este proyecto se llevó a cabo mientras estaba en la UCF. Pinilla-Alonso también ocupa un cargo conjunto como profesor de investigación en el Departamento de Física de la UCF y ha dirigido varias misiones de observación internacionales en apoyo de las misiones de la NASA, como New Horizons, OSIRIS-REx y Lucy. Pinilla-Alonso es un distinguido profesor del Instituto de Ciencias y Tecnologías Espaciales de Asturias de la Universidad de Oviedo. Recibió su doctorado en astrofísica y ciencias planetarias de la Universidad de la Laguna en España.

Schambeau es un científico asistente que obtuvo un doctorado en física con especialización en ciencias planetarias de la UCF en 2018. Luego se unió al FSI, donde amplió su trabajo examinando cometas y centauros como parte del prestigioso programa postdoctoral de la UCF.