Por Canuto  

El telescopio espacial James Webb detectó que los dos anillos de Chariklo están cambiando de manera opuesta, un hallazgo que cuestiona las ideas sobre la estabilidad de estos sistemas diminutos.
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  • Chariklo orbita entre Saturno y Urano, a unas 17 veces la distancia entre la Tierra y el Sol.
  • El anillo interno aumentó su opacidad, mientras el externo mostró una disminución.
  • Las observaciones requirieron datos precisos de Gaia, la órbita de Chariklo y la trayectoria del JWST.

El telescopio espacial James Webb detectó cambios opuestos en los dos anillos que rodean a Chariklo, un pequeño cuerpo del sistema solar ubicado entre Saturno y Urano. El hallazgo, basado en una ocultación estelar observada en octubre de 2022, muestra que el anillo interno se volvió considerablemente más opaco mientras el externo perdió opacidad, un comportamiento que todavía no tiene una explicación definida.

Chariklo mide aproximadamente 250 kilómetros de ancho y pertenece a la familia de los asteroides centauros, objetos que se desplazan en la región exterior del sistema solar. Aunque su tamaño es diminuto frente al de los planetas gigantes, posee dos anillos gruesos, una característica que ya había sorprendido a los astrónomos desde su descubrimiento en 2013.

Un sistema pequeño con cambios inesperados

Los anillos suelen asociarse con Saturno, cuya estructura resulta visible incluso desde observaciones astronómicas relativamente sencillas, pero también existen sistemas menos prominentes alrededor de Júpiter, Urano y Neptuno. Chariklo demostró que la formación de anillos no está reservada para los cuerpos más grandes, y el caso del cuerpo aún más pequeño Quirón reforzó la posibilidad de que estos sistemas sean relativamente comunes entre ciertos objetos helados y distantes.

La nueva investigación añade una complicación importante: los anillos de Chariklo no parecen comportarse como estructuras estáticas y uniformes. Según el equipo dirigido por investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la comparación entre la observación del JWST y otras ocultaciones registradas durante la última década reveló variaciones en sentidos contrarios.

El anillo interno presentó una opacidad significativamente mayor, lo que indica que bloqueó una proporción más elevada de la luz de la estrella utilizada como referencia. El anillo externo, en cambio, mostró una opacidad menor, una diferencia que sugiere que ambos componentes pueden estar sujetos a procesos físicos distintos o a una evolución coordinada que la ciencia todavía no comprende.

Pablo Santos-Sanz, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía y líder del equipo, afirmó que los resultados obligan a reconsiderar cómo se forman, evolucionan y mantienen estables los anillos de cuerpos pequeños. A su juicio, detectar estos cambios abre una nueva ventana para estudiar la evolución de estos sistemas y, posiblemente, la de otros anillos presentes en el sistema solar.

La ocultación estelar permitió observar lo invisible

Una ocultación estelar ocurre cuando un objeto pasa frente a una estrella distante y provoca una disminución temporal de su brillo aparente. Al medir con precisión el momento y la duración de esas caídas de luz, los astrónomos pueden reconstruir el tamaño, la forma y la estructura de un cuerpo que no logran observar directamente.

El método resulta especialmente valioso para Chariklo porque ni siquiera la sensibilidad del telescopio James Webb permite obtener una imagen directa y detallada de un objeto tan pequeño y lejano. En este caso, la velocidad relativa de Chariklo respecto del JWST fue de aproximadamente 2,5 kilómetros por segundo, equivalente a unas 5.600 millas por hora, un ritmo lento para los estándares de los objetos que atraviesan el sistema solar.

Esa velocidad relativamente baja permitió resolver los anillos con un nivel de detalle sin precedentes durante el paso frente a la estrella. Las caídas sucesivas en la luz estelar funcionaron como una especie de escáner, ya que cada segmento del sistema de Chariklo modificó la señal observada de acuerdo con su densidad y opacidad.

El equipo inició las observaciones con el JWST en octubre de 2022 y comparó los datos con registros de otras ocultaciones estelares obtenidos durante los diez años anteriores. La combinación de mediciones permitió identificar que la variación no correspondía simplemente a un cambio en la posición del objeto, sino a una modificación en las propiedades observables de sus dos anillos.

La causa de esa transformación continúa siendo un misterio. El resultado contradice la idea previa de que los anillos de los cuerpos pequeños podían mantenerse relativamente estables, pero los investigadores aún no han establecido si intervienen colisiones, redistribución de material, interacciones gravitacionales u otros mecanismos que no aparecen especificados en el estudio citado.

Precisión orbital y el papel de Gaia

La observación exigió mucho más que apuntar el telescopio hacia una región del cielo y esperar el paso de Chariklo. Los científicos tuvieron que determinar con extraordinaria precisión la órbita del cuerpo, la posición de la estrella y la trayectoria del propio JWST, porque cualquier error en uno de esos elementos podía alterar la interpretación de las caídas de luz.

Yücel Kilic, integrante del equipo del Instituto de Astrofísica de Andalucía, explicó que los datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea fueron fundamentales para conocer la posición de la estrella. También fue necesario considerar que el JWST no orbita directamente la Tierra, sino que sigue una trayectoria alrededor del punto de Lagrange L2.

El punto L2 se encuentra aproximadamente a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, en dirección opuesta al Sol, y ofrece condiciones favorables para las observaciones del telescopio. Sin embargo, el JWST debe realizar maniobras periódicas de mantenimiento de estación para conservar su órbita alrededor de esa región, un factor que los investigadores debieron incorporar al cálculo de la ocultación.

La precisión alcanzada muestra la importancia de coordinar observatorios espaciales, catálogos estelares y modelos orbitales para estudiar objetos que no pueden resolverse como imágenes convencionales. En el caso de Chariklo, una diferencia mínima en la ubicación prevista de la estrella o del telescopio habría dificultado la separación entre los efectos del cuerpo principal y los producidos por sus anillos.

El resultado también amplía el alcance científico del JWST más allá de las galaxias lejanas, las estrellas en formación y las atmósferas planetarias. Su sensibilidad permitió estudiar un objeto pequeño del vecindario solar mediante una técnica indirecta, demostrando que el telescopio puede contribuir a investigaciones detalladas sobre la dinámica de cuerpos que permanecen fuera del alcance de la fotografía directa.

Un misterio abierto sobre la estabilidad de los anillos

Los cambios observados no permiten afirmar todavía cuál es el mecanismo responsable de la evolución de Chariklo. La investigación establece una diferencia medible entre los anillos, pero no presenta una explicación definitiva sobre por qué el interno aumentó su opacidad mientras el externo la redujo.

La incertidumbre convierte a Chariklo en un laboratorio natural para estudiar cómo se organizan las partículas alrededor de cuerpos pequeños. También plantea preguntas sobre la duración de estos sistemas, la manera en que pueden intercambiar material y las condiciones que les permiten conservar una estructura definida pese a las perturbaciones gravitacionales del sistema solar exterior.

Los astrónomos habían considerado que los anillos de objetos pequeños podían ser relativamente estables, en parte porque Chariklo había ofrecido durante años una referencia para estudiar este tipo de estructuras. La nueva evidencia no elimina ese modelo por completo, pero sí indica que la estabilidad aparente puede ocultar procesos de cambio detectables solo mediante observaciones repetidas y de alta precisión.

La comparación con otras ocultaciones será esencial para determinar si las variaciones representan una tendencia sostenida o un episodio temporal. Nuevas mediciones podrían revelar si la opacidad de cada anillo continúa desplazándose en direcciones opuestas, si ambos componentes recuperan propiedades anteriores o si el sistema atraviesa una transformación más profunda.

El estudio del equipo del Instituto de Astrofísica de Andalucía fue publicado el martes 9 de septiembre en la revista Science Advances, según reportó Space. Mientras la causa de los cambios permanezca abierta, Chariklo seguirá mostrando que incluso los cuerpos más pequeños pueden albergar sistemas complejos, dinámicos y difíciles de explicar.

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