¿Cómo estudias un cuerpo planetario extremadamente pequeño en los confusos límites exteriores de nuestro sistema solar? Haz que todos tus amigos de todo el mundo esperen un evento especial muy difícil, si no de corta duración. Ingrese James Elliot del MIT, que trabajó con docenas de observatorios y astrónomos de todo el mundo, incluido Jay Pasachoff del Williams College en Massachusetts, en un intento de hacer observaciones del objeto 55636 del Cinturón de Kuiper, (también conocido como 2002 TX300) un cuerpo pequeño orbitando a unas 48 UA del Sol. Dado que este KBO es demasiado pequeño y distante para observaciones directas de su superficie, los astrónomos rastrearon y trazaron su curso, descubriendo cuándo pasaría frente a una estrella distante.
El KBO ocultó, o pasó frente a una estrella de fondo brillante, un evento que duró solo 10 segundos. Pero en ese corto período de tiempo, los astrónomos pudieron determinar el tamaño y el albedo del objeto. Ambos resultados fueron sorprendentes.
Se encontró que 55636 era más pequeño de lo que se pensaba anteriormente, 300 km de diámetro, pero es altamente reflectante, lo que significa que está cubierto de hielo blanco fresco.
La mayoría de los KBO conocidos tienen superficies oscuras debido a la intemperie espacial, la acumulación de polvo y el bombardeo de los rayos cósmicos, por lo que el brillo de 55636 implica que tiene un mecanismo de resurgimiento activo, o tal vez en algunos casos, el hielo de agua dulce puede persistir durante miles de millones de años en los confines exteriores. del sistema solar.
42 astrónomos de 18 observatorios ubicados en Australia, Nueva Zelanda, Sudáfrica, México y los EE. UU. Formaron parte de las observaciones, pero debido al clima y el tiempo, solo dos observatorios, ambos en Hawái, pudieron detectar la ocultación. Trabajando con Wayne Rosing, Pasachoff coordinó las observaciones en la Red Global de Telescopios del Observatorio Las Cumbres ubicada en el cráter Haleakala en Maui, Hawai, que realizó las mejores observaciones.
Pero Pasachoff le dijo a Space Magazine que tener dos ángulos de visión diferentes para trabajar proporcionaba la capacidad de realizar mediciones bastante precisas del KBO.
"Fue absolutamente crucial tener el segundo sitio de observación", dijo. "Sin ella, nosotros
no habría sabido en qué parte de un cuerpo redondo o elíptico pasaba la cuerda, la línea de ocultación, y no podríamos haber establecido un límite superior para el tamaño del cuerpo ".
Pasachoff agregó que un acorde cerca del borde de un cuerpo enorme puede ser extremadamente pequeño, lo que ilustra por qué necesitaban al menos dos acordes.
Aunque las superficies de otros cuerpos altamente reflectantes en el sistema solar, como el planeta enano Plutón y la luna Encelado de Saturno, se renuevan continuamente con hielo fresco de la condensación de gases atmosféricos o por el criovolcanismo que arroja agua en lugar de lava, 55636 es demasiado pequeño para que estos mecanismos estén en el trabajo.
"Lo sorprendente de un objeto de miles de millones de años que es tan reflexivo es que mantuvo o renovó su reflectividad", dijo Pasachoff, "por lo que las posibilidades incluyen el oscurecimiento que sabemos que tiene lugar en el sistema solar interno está mucho menos alejado" allí; o el objeto renueva su hielo o escarcha desde adentro. Necesitamos nuevas observaciones o más KBO con ocultaciones, y necesitamos más trabajo teórico ".
Esta fue la primera observación exitosa "planificada" de un KBO utilizando el método de ocultación estelar. En 2009, otro equipo recorrió cuatro años y medio de datos del Hubble para encontrar la ocultación de un extremadamente pequeño KBO de 975 metros (3.200 pies) de ancho y la friolera de 6.700 millones de kilómetros (4.200 millones de millas) de distancia.
Durante varios años, Pasachoff y su equipo del Williams College han trabajado con Elliot y otros del MIT, así como con Amanda Gulbis del Observatorio Astronómico de Sudáfrica para estudiar Plutón por ocultación. Con mediciones cuidadosas del brillo de una estrella cuando Plutón lo oculta u oculta, han demostrado que la atmósfera de Plutón se estaba calentando o expandiendo ligeramente. Un objetivo principal ahora es descubrir cómo está cambiando la atmósfera. Esto será especialmente significativo con la nave espacial New Horizons en ruta hacia Plutón.
Pasachoff dijo que sabía que el albedo del 55636 sería brillante, pero se sorprendió de lo brillante que era. Se cree que el origen de este objeto proviene de una colisión que ocurrió hace mil millones de años entre uno de los tres planetas enanos conocidos en el Cinturón de Kuiper, Haumea y otro objeto que causó que el manto helado de Haumea se rompiera en una docena de cuerpos más pequeños, incluyendo 55636.
"Mike Brown (KBO y cazador de planetas enanos de Caltech) me dijo el año pasado, antes de las observaciones, que el objeto sería reflectante ya que pertenece a la familia Haumea, y Haumea tiene un alto albedo", dijo Pasachoff.
Pasachoff trabajó con Brown y su equipo el año pasado tratando de capturar las ocultaciones mutuas de tránsitos de Haumea con su luna Namaka utilizando el telescopio Palomar de 5 metros, pero no tuvieron éxito en detectar el efecto extremadamente pequeño, dado el rápido período de rotación de Haumea. .
Elliot usó el método de ocultación para descubrir los anillos de Urano hace décadas y continúa defendiendo el método.
Pasachoff dijo que la observación reciente de 55636 fue muy gratificante. "Fue una observación increíble, y estaba muy contento de ser parte de ella". Él dijo. "Estoy orgulloso de que los tres gráficos del artículo de Nature, y las dos observaciones exitosas, hayan sido organizados o realizados por nuestro equipo de Williams College".
Agregó que cualquier observación incluye al menos estos cuatro elementos: predicciones astrométricas, observaciones, reducción de datos, interpretación.
"Fuimos muy afortunados e interesados en tener éxito con las observaciones", dijo Pasachoff. “Pero es importante tener en cuenta que Jim Elliot y sus colegas en el MIT y el Observatorio Lowell han estado trabajando durante años para refinar los métodos de predicciones para que sean lo suficientemente precisos para este propósito. Y este evento fue la primera vez que las predicciones fueron lo suficientemente precisas como para merecer la presión total de los telescopios que reunimos. Que hayamos recogido el evento, cerca del centro de la predicción para arrancar, es un crédito para el equipo de astrometría ".
Nota: Este artículo se actualizó el 20/06.
Fuentes: Williams College, (e intercambio de correos electrónicos con Jay Pasachoff), MIT, BBC, Nature
