Resumen:
Los astrónomos originalmente esperaban que hubiera una gran cantidad de pequeños objetos helados en los confines del sistema solar más allá de la órbita de Neptuno. Sin embargo, utilizando el telescopio espacial James Webb y el telescopio espacial Hubble para llevar a cabo la investigación más profunda hasta la fecha, el equipo de investigación descubrió que la realidad no concuerda con algunas predicciones teóricas: el número de estos microcuerpos celestes es mucho menor de lo que se esperaba anteriormente.
Esta investigación se centra en los Objetos Transneptunianos (TNO), que son pequeños objetos helados distribuidos más allá de la órbita de Neptuno y se consideran los "materiales de construcción primitivos" que quedaron de la formación temprana del sistema solar. Debido a que estos objetos retienen información importante sobre la etapa de nacimiento del sistema solar, siempre han sido pistas importantes en el estudio del proceso de formación de planetas.
Para buscar estos objetos extremadamente distantes y débiles, el equipo de investigación utilizó conjuntamente el telescopio espacial Hubble y el telescopio espacial Webb por primera vez para realizar observaciones simultáneas del mismo cielo. Hubble es responsable de observar la banda de luz visible, mientras que Webb es responsable de la banda infrarroja. Combinando los datos de los dos, los investigadores pueden determinar las órbitas, los tamaños y las características del color de la superficie de estos cuerpos celestes.
Durante la investigación, el equipo de investigación descubrió un total de 27 objetos transneptunianos previamente desconocidos. Algunos de estos objetivos se encuentran entre los objetos más pequeños y débiles jamás observados directamente. El diámetro mínimo del objetivo es de unos 5 kilómetros, lo que supone sólo una quinta parte del límite de observación de los telescopios terrestres más avanzados.
Estos objetos son extremadamente débiles y la mayoría son más de 100 millones de veces más tenues que los objetos visibles a simple vista. ¿Qué tan oscuro es uno de los objetivos? Los investigadores describen que les resulta tan difícil como pararse en la Tierra y observar un pequeño grupo de luciérnagas brillando en la superficie de la luna.
Al principio, los científicos esperaban que el número de estos objetos aumentara significativamente a medida que disminuía su tamaño. Sin embargo, las observaciones reales muestran que el número de objetos transneptunianos de pequeño tamaño es significativamente menor de lo previsto por algunos modelos de formación de planetas.
Este descubrimiento es de gran importancia para comprender la historia de la formación del sistema solar.
La teoría predominante actual es que el polvo y las partículas diminutas que orbitaban alrededor del sol en el sistema solar primitivo se reunieron gradualmente para formar cuerpos celestes llamados "planetas". Estos planetesimales colisionaron y fusionaron aún más para formar planetas. Sin embargo, la región fuera de Neptuno no logró completar este proceso, por lo que aún se conservan una gran cantidad de reliquias de las primeras etapas de formación.
Los investigadores originalmente pensaron que múltiples colisiones deberían destrozar continuamente estos pequeños cuerpos celestes, produciendo así más fragmentos y más pequeños. Sin embargo, los últimos hallazgos indican que esto no parece estar sucediendo como se esperaba.
Además de su pequeño número, los colores de estos objetos también sorprendieron a los investigadores.
Según algunos modelos, después de miles de millones de años de colisiones, la composición de la superficie de los cuerpos celestes pequeños debería ser significativamente diferente de la de los cuerpos celestes grandes similares. Sin embargo, las observaciones reales han descubierto que estos pequeños objetos transneptunianos recién descubiertos tienen características de color muy similares a los de los miembros más grandes.
Dado que el color se considera una "huella digital" importante de la composición de la superficie, este resultado significa que estos pequeños cuerpos celestes pueden haber conservado las características originales de su formación a lo largo de su larga historia y no han cambiado completamente sus propiedades superficiales debido a las frecuentes colisiones.
El equipo de investigación analizó además dos tipos diferentes de objetos transneptunianos.
Una categoría se llama objetos transneptunianos "fríos". Estos cuerpos celestes siempre se mueven en una órbita casi circular cerca del plano principal del sistema solar y se considera que básicamente han mantenido el estado en el que se encontraban cuando nacieron. La otra categoría se llama objetos transneptunianos "calientes". Las investigaciones creen que se formaron originalmente en el área entre Urano y Neptuno. Más tarde, a medida que los planetas gigantes exteriores migraron, la gravedad los expulsó a órbitas más distantes. Ahora sus trayectorias son más inclinadas y muy elípticas.
Sorprendentemente, independientemente de si pertenecen al grupo "caliente" o al grupo "frío", estos cuerpos celestes muestran patrones de distribución de tamaño similares.
Los investigadores dijeron que esto significa que el proceso de formación planetesimal puede no ser muy sensible al entorno original del disco estelar en ese momento. Independientemente de si el entorno de formación es más denso o escaso, más caliente o más frío, la distribución de tamaños de los planetesimales resultantes es bastante similar.
Lo que es aún más interesante es que estos cuerpos celestes todavía parecen conservar la información característica de su "lugar de nacimiento". Incluso después de miles de millones de años de perturbaciones orbitales o incluso de haber sido expulsados a áreas distantes, todavía conservan rastros de su período de formación en características físicas como el color.
Los investigadores creen que esto demuestra que estos cuerpos celestes "recuerdan" hasta cierto punto cómo nacieron.
Este descubrimiento no sólo desafía algunos modelos de predicción sobre el número de objetos más allá de Neptuno, sino que también proporciona nuevas limitaciones para comprender el mecanismo de formación de planetas en las primeras etapas del sistema solar.
A medida que los telescopios Webb y Hubble continúan realizando observaciones más profundas, los astrónomos esperan explicar mejor por qué estos objetos microscópicos no son abundantes, por qué pueden mantener sus características superficiales originales durante tanto tiempo y qué reflejan estos fenómenos en la verdadera historia del nacimiento del sistema solar.
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