El objeto transneptuniano Quaoar muestra un anillo que cuestiona una teoría vigente desde 1850
13/2/2023 de Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) / Nature
Quaoar es un gran objeto transneptuniano que muestra aproximadamente la mitad del tamaño de Plutón y que orbita a cuarenta y tres unidades astronómicas del Sol (o cuarenta y tres veces la distancia entre la Tierra y el Sol). Una propiedad única y sorprendente del anillo es su gran radio que, con 4100 kilómetros, corresponde a unos 7.4 radios de Quaoar.
Esto se halla mucho más allá del límite de Roche, la distancia a la que, según la teoría desarrollada por Edouard Roche alrededor de 1850, las fuerzas de marea del cuerpo central impiden que las partículas se agreguen en un satélite. Según esta teoría, un anillo de colisión dentro de este límite no puede acumularse, mientras que fuera de este límite se espera que las partículas se agreguen y se forme un satélite en escalas de tiempo de solo semanas. Y hasta ahora esto era lo que se había observado: todos los anillos densos de los cuatro planetas gigantes, así como los anillos de Cariclo y Haumea, se encuentran efectivamente dentro o cerca del límite de Roche de sus respectivos cuerpos. En cambio, el anillo de Quaoar ocupa una órbita donde debería haberse formado un satélite.
«Cuando por primera vez vimos la posible existencia de un anillo fuera del límite de Roche en los excelentes datos obtenidos con el Gran Telescopio Canarias nos dimos cuenta de que podríamos tardar bastantes años en probar de forma contundente esta circunstancia, pero finalmente lo conseguimos en unos pocos años gracias a un importante esfuerzo internacional», destaca José Luis Ortiz, investigador del IAA-CSIC que participa en el trabajo.
El descubrimiento del anillo de Quaoar desencadenó numerosos estudios numéricos, y se desarrollaron simulaciones locales de autogravitación. Mientras que las leyes de colisión utilizadas clásicamente para describir los anillos de Saturno dieron como resultado acumulaciones rápidas, que sí favorecerían la formación de un satélite en esa región, las leyes de colisión más elásticas obtenidas en el laboratorio a bajas temperaturas mostraron lo contrario: las velocidades posteriores al impacto entre las partículas permanecen lo suficientemente altas como para escapar de las atracciones de las demás y, finalmente, superar su tendencia a acumularse. Por lo tanto, mientras que el criterio de Roche parece sólido para explicar cómo las fuerzas de marea interrumpen la formación de un satélite para formar un anillo, el proceso contrario, la acumulación de partículas en un satélite, implica mecanismos más complejos que hasta ahora se han pasado por alto.
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