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Un cuerpo celeste muy pequeño, alejado del sol en una gélida región exterior del sistema solar, ha desarrollado misteriosamente una atmósfera, y los científicos están desconcertados sobre cómo y por qué ha sucedido esto.
Una posibilidad es que la atmósfera se haya producido mediante criovulcanismo, o básicamente volcanes de hielo. Otra idea es que la atmósfera podría estar relacionada con un impacto, pero en ese caso, el impacto debe haber ocurrido relativamente hace poco, ya que una atmósfera tan delgada se filtraría al espacio y desaparecería en mil años.
El objeto con atmósfera, designado (612533) 2002 XV 93, es un objeto transneptuniano (OTN), lo que significa que existe en el Cinturón de Kuiper, más allá de la órbita del planeta más externo, Neptuno. Más específicamente, es un «plutino», lo que significa que, al igual que Plutón, se encuentra en resonancia orbital 2:3 con Neptuno. Esto implica que orbita alrededor del Sol dos veces por cada tres órbitas que realiza Neptuno.
Además, (612533) 2002 XV 93 es significativamente más pequeño que Plutón, con un diámetro de aproximadamente 500 kilómetros en comparación con el diámetro de Plutón de 2377 kilómetros (ver https://03442.com.ar/2022/05/columna-de-astronomia-por-que-pluton-dejo-de-ser-planeta/ ).
Plutón es lo suficientemente masivo como para conservar una atmósfera tenue, conocida como exosfera, cuando se encuentra cerca del perihelio (el punto más próximo al Sol en su órbita elíptica). También retiene algunos hielos, como nitrógeno molecular, metano y monóxido de carbono, que pueden sublimarse y convertirse en gases.
A medida que Plutón se aleja del Sol a lo largo de su órbita de 248 años, estos gases se congelan gradualmente y vuelven a depositarse en la superficie.
Sin embargo, no se ha encontrado ningún otro objeto en el Cinturón de Kuiper o más allá que posea una exosfera, aunque se ha detectado la liberación de metano en Makemake, el planeta enano vecino de Plutón.
Los astrónomos japoneses, tanto profesionales como aficionados, que participaron en una serie de observaciones de (612533) 2002 XV 93 mientras ocultaba —o pasaba por delante de— una estrella el 10 de enero de 2024, tampoco esperaban encontrar una atmósfera.
Si un objeto como (612533) 2002 XV 93 careciera realmente de atmósfera, la estrella se apagaría instantáneamente al pasar el objeto frente a ella desde nuestro punto de vista. Sin embargo, eso no fue lo que sucedió.
Desde la Tierra, este tipo de ocultaciones estelares pueden observarse a lo largo de franjas muy estrechas en la superficie de nuestro planeta. Al situar a los observadores en los bordes de dicha franja, es posible determinar el tamaño y la forma del cuerpo que se oculta.
Con ese fin, un equipo formado por astrónomos profesionales y aficionados, liderado por Ko Arimatsu del Observatorio Astronómico de Ishigakijima del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), observó la ocultación de una estrella de magnitud 15 por el objeto (612533) 2002 XV 93 el 10 de enero de 2024 desde cuatro observatorios diferentes en Japón. (La magnitud de una estrella explica su brillo; la magnitud de la Luna, por ejemplo, es de aproximadamente -12, por lo que una estrella de magnitud 15 es bastante tenue).
Los telescopios que utilizó el equipo incluían el telescopio profesional de 1,05 metros del Observatorio Kiso, gestionado por la Universidad de Tokio, y telescopios de grado aficionado de 200 mm y 250 mm equipados con cámaras CMOS, lo suficientemente sensibles como para detectar cómo la luz de la estrella se desvanece gradualmente antes de desaparecer tras el borde del objeto que la oculta. Esto solo ocurriría si existiera una atmósfera que atenuara o refractara la luz estelar.
La exosfera es bastante delgada, con una presión superficial de entre 100 y 200 nanobares, lo que la hace entre 5 y 10 millones de veces más delgada que la atmósfera terrestre. Para contextualizar mejor la exosfera de (612533) 2002 XV 93, la delgada atmósfera de Plutón tiene una presión superficial promedio de 10 milibares.
Se desconoce de qué está compuesta la atmósfera de (612533) 2002 XV 93. Al igual que en el caso de Plutón, se esperaría una atmósfera rica en nitrógeno con trazas de metano y monóxido de carbono, pero observaciones previas del Telescopio Espacial James Webb no encontraron evidencia de estos hielos en la superficie que pudieran sublimarse para formar una atmósfera. Además, a temperaturas entre 40 y 50 grados por encima del cero absoluto (temperaturas entre 233 y 223 grados centígrados bajo cero), (612533) 2002 XV 93 es demasiado frío para que el hielo de agua y el hielo de dióxido de carbono se sublimen en vapor.
Si no hay hielo disponible, ¿de dónde ha salido la atmósfera? Arimatsu y su equipo tienen dos posibles explicaciones, pero ninguna está exenta de problemas.
Una posibilidad es que un cuerpo cometario haya impactado contra (612533) 2002 XV 93. Los gases de la atmósfera podrían provenir del impactor, pero dada la baja gravedad que los dispersa en el espacio, dicha atmósfera sería temporal y se disiparía en mil años. De ser cierto, esto significaría que somos excepcionalmente afortunados de haber observado (612533) 2002 XV 93 aproximadamente al mismo tiempo que ocurrió este impacto, presumiblemente raro.
¿Una enorme coincidencia o simplemente buena suerte?
Otra hipótesis es que los hielos sublimados se encuentran bajo la superficie y que algún tipo de actividad criovolcánica los ha liberado. Sin embargo, se desconoce qué podría estar provocando esta actividad.
De cualquier manera, la existencia de la exosfera alrededor de (612533) 2002 XV 93 cambia lo que creíamos saber acerca de qué tipos de objetos pueden soportar una atmósfera.
«Este descubrimiento sugiere que la idea tradicional de que las atmósferas densas globales se forman solo alrededor de planetas más grandes debe revisarse» (recordemos que para que los gases formen atmósfera se necesita de ciertos valores de la fuerza de gravedad, para que las moléculas no escapen al espacio, por ejemplo, el planeta Marte tiene poca atmósfera, menos del 1% de la terrestre, pues no es lo suficientemente masivo como para tener una fuerza de gravedad que retenga las moléculas de los gases), afirmó el equipo de Arimatsu en su artículo de investigación.
El siguiente paso es intentar determinar la composición de la exosfera, una tarea ideal para el Telescopio Espacial James Webb. Monitorear la densidad de la exosfera también proporcionará pistas. Si la densidad disminuye en los próximos años, es probable que el origen de la exosfera se deba a un impacto, ya que los gases se estarían escapando al espacio. Si la densidad se mantiene constante, es probable que la atmósfera se esté reponiendo mediante la desgasificación.
Los resultados se publicaron el 4 de mayo en https://www.nature.com/articles/s41550-026-02846-1
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