Los telescopios espaciales Hubble y James Webb han unido por primera vez sus capacidades para estudiar algunos de los cuerpos más pequeños y lejanos conocidos del Sistema Solar. El resultado ofrece una nueva ventana a las primeras etapas de la formación planetaria y revela que algunos de estos objetos parecen haber conservado una especie de «memoria» de su origen.
Los protagonistas del estudio son los objetos transneptunianos, pequeños cuerpos helados que orbitan alrededor del Sol más allá de Neptuno. Muchos se encuentran en las regiones exteriores del Sistema Solar y son extremadamente débiles: la NASA señala que la mayoría son más de 100 millones de veces menos brillantes que los objetos que podemos observar a simple vista.
En dos estudios publicados en The Astronomical Journal, los investigadores analizaron 27 nuevos objetos transneptunianos pequeños y débiles, estudiando sus colores, composición, tamaños y órbitas. Algunos se encuentran entre los cuerpos más pequeños jamás observados directamente en esta región del Sistema Solar.
Una cápsula del tiempo de la formación planetaria.
Los objetos transneptunianos resultan especialmente interesantes porque pueden ser auténticos restos de las primeras etapas de construcción del Sistema Solar.
Hace unos 4.600 millones de años, el Sol y los planetas comenzaron a formarse a partir de un disco de gas, polvo y pequeños fragmentos sólidos. Estos materiales fueron agrupándose progresivamente hasta formar planetesimales, los bloques de construcción que posteriormente dieron lugar a cuerpos planetarios cada vez mayores.
Más allá de Neptuno, sin embargo, este proceso quedó interrumpido. Allí sobrevivió una población de antiguos planetesimales congelados que permite a los astrónomos estudiar cómo era el Sistema Solar en sus primeros tiempos.
Precisamente por eso, los pequeños objetos transneptunianos pueden proporcionar información que no está disponible al estudiar únicamente los grandes cuerpos del Sistema Solar.
Hubble y Webb observan juntos el mismo rincón del cielo.
Para realizar el estudio, los equipos observaron simultáneamente una misma región del cielo utilizando los dos telescopios espaciales.
Hubble aportó observaciones en luz visible, mientras que James Webb permitió estudiar estos cuerpos en el infrarrojo. La combinación de ambas perspectivas hizo posible determinar sus colores, estudiar las características de sus superficies, estimar sus tamaños y calcular sus órbitas.
Los investigadores distinguieron dos grandes poblaciones.
Los denominados objetos transneptunianos «fríos» dinámicamente se encuentran en órbitas relativamente circulares y cercanas al plano del Sistema Solar. Se considera que permanecen aproximadamente en las regiones donde se formaron.
Los objetos «calientes» dinámicamente, en cambio, presentan órbitas mucho más inclinadas y alargadas. Se cree que se formaron originalmente entre las posiciones actuales de Urano y Neptuno y que fueron desplazados hacia las regiones exteriores cuando los grandes planetas gaseosos cambiaron de posición durante la juventud del Sistema Solar.
Objetos pequeños que parecen recordar su origen.
Uno de los resultados más sorprendentes es que los objetos pequeños estudiados mantienen colores similares a los de objetos mucho mayores pertenecientes a sus respectivas poblaciones.
Los astrónomos esperaban encontrar diferencias. Al ser cuerpos pequeños, se pensaba que podían haber sufrido numerosas colisiones durante miles de millones de años. Esos impactos deberían haber fragmentado sus superficies y alterado su composición.
Sin embargo, las observaciones de Hubble y Webb muestran que no parece haber ocurrido así.
Los objetos pequeños conservan características similares a las de sus «hermanos» de mayor tamaño, lo que indica que sus superficies podrían haber cambiado mucho menos de lo esperado. Una posibilidad es que hayan sufrido menos colisiones de las previstas. Otra es que hayan conseguido conservar parte de su composición original.
Esto significa que algunos de estos diminutos mundos helados podrían estar preservando información sobre las condiciones existentes cuando se formaron.
Una población más pequeña de lo esperado.
El estudio también ha revelado otra sorpresa. Los investigadores encontraron menos objetos transneptunianos muy pequeños de los que predecían algunos modelos de formación planetaria.
James Webb identificó 27 nuevos cuerpos extremadamente débiles. Uno de ellos es particularmente pequeño: tiene un diámetro aproximado de 5 kilómetros.
Para hacerse una idea de lo difícil que resulta detectarlo, NASA compara su brillo con el de una pequeña agrupación de luciérnagas situada en la Luna y observada desde la Tierra. Además, este objeto es unas cinco veces más pequeño que el límite de detección de los telescopios terrestres más sensibles.
El hallazgo proporciona así nuevos datos para comprobar y perfeccionar los modelos que explican cómo se formaron los planetas y los pequeños cuerpos del Sistema Solar.
El pasado del Sistema Solar sigue escondido en sus fronteras.
Los resultados muestran que las regiones exteriores del Sistema Solar no son simplemente un almacén de pequeños cuerpos helados. Son también un registro de los procesos que tuvieron lugar cuando los planetas todavía estaban formándose.
La conservación de las características originales en objetos tan pequeños resulta especialmente interesante porque permite estudiar directamente algunos de los materiales que quedaron atrás después de la formación planetaria.
En el caso de los objetos transneptunianos dinámicamente «calientes», sus superficies parecen conservar incluso una señal de la región donde nacieron, a pesar de que posteriormente sus órbitas fueron modificadas.
La investigación demuestra además el enorme potencial de combinar observaciones de Hubble y James Webb. Mientras Hubble permite detectar estos diminutos cuerpos en luz visible, Webb aporta información complementaria en el infrarrojo. Juntos permiten caracterizar objetos que serían mucho más difíciles de estudiar utilizando cualquiera de los dos telescopios por separado.
A miles de millones de kilómetros del Sol, estos pequeños mundos helados pueden estar conservando una información extraordinariamente antigua. Son, en cierto modo, testigos congelados de la construcción del Sistema Solar.
Y gracias a Hubble y Webb, los astrónomos empiezan ahora a leer esa memoria.
