Dos estudios recientes publicados en el mismo volumen de Nature Astronomy han revelado la composición de los objetos más helados del Sistema Solar exterior y cómo se producen las transformaciones térmicas en su interior gracias a espectros obtenidos con el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Según ha avanzado el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en una nota, estos trabajos están incluidos en el programa DiSCo (Discovering the Surface Composition of Trans-Neptunian Objects), liderado por la doctora Noemí Pinilla Alonso, actualmente Investigadora Distinguida del Instituto de Ciencias y Tecnologías Espaciales de Asturias y de la Universidad de Oviedo, y en colaboración con el IAC.
Todo ello ha arrojado nueva luz sobre la composición y evolución de las poblaciones de pequeños cuerpos en los límites del Sistema Solar, más allá del gigante y helado Neptuno, donde se encuentran una serie de objetos que se denominan centauros y objetos transneptunianos (TNOs, en sus siglas en inglés).
Dentro de este entorno, los investigadores del IAC Javier Licandro y Vania Lorenzi han demostrado cómo los objetos transneptunianos (TNOs) y los Centauros actúan como ventanas al pasado del Sistema Solar, preservando pistas sobre su formación y evolución.
La observación de los centauros que orbitan entre Júpiter y Nepturno
En uno de estos estudios, liderado por Javier Licandro, se estudia la composición de los centauros, objetos que son TNOs escapados desde regiones más allá de Neptuno y que orbitan actualmente entre Júpiter y Neptuno.
Las observaciones realizadas con el James Webb han permitido analizar, “con un detalle sin precedentes”, las transformaciones en la composición superficial de estos objetos, destacando cómo la sublimación de hielos y otros procesos térmicos moldean sus superficies al acercarse al Sol.
Este estudio demuestra además que los centauros no solo son un eslabón intermedio entre los TNOs y los cometas, sino que también proporcionan información clave sobre la evolución térmica de los cuerpos helados del Sistema Solar.
“Hemos identificado centauros que tienen una composición superficial similar a la de dos de los tres tipos de TNOs, unos ricos en agua y silicatos amorfos y otros ricos en metanol y orgánicos complejos (tipo Bowl y tipo Cliff respectivamente), pero que muestran la impronta de una capa de regolito polvoriento entremezclada con el hielo”, ha afirmado Pinilla Alonso.
Por su parte Licandro ha apuntado que “curiosamente” han ideentificado una nueva clase de superficie, sin precedentes entre los TNOs, “que se asemeja a la de los cometas y asteroides activos”.
“La diversidad detectada en las poblaciones de Centauros en términos de presencia de agua, polvo y compuestos orgánicos complejos sugiere orígenes variados en la población transneptuniana y diferentes etapas evolutivas, lo que resalta que los Centauros no son una población homogénea sino más bien un grupo dinámico y transicional de objetos”, ha añadido.
La primera clasificación sistemática de los objetos transneptunianos
El segundo trabajo, liderado por Noemí Pinilla Alonso, en el que los investigadores del IAC también han contribuido, presenta la primera clasificación sistemática de los TNOs basada en datos espectrales obtenidos por el James Webb.
Este análisis revela tres grupos principales de TNOs, definidos por su composición superficial y, en particular, por las proporciones relativas de hielos de agua, dióxido de carbono, metanol y moléculas orgánicas complejas.
Estos grupos reflejan las “líneas de retención de hielos” en el disco protoplanetario, zonas donde las condiciones físicas permitieron la acumulación de diferentes tipos de hielos durante las primeras etapas del Sistema Solar.
El trabajo muestra que los TNOs cuyas superficies están cubiertas abundante hielo de agua se formaron en la parte más cercana al Sol, mientras que los que tienen más cantidad de metanol y orgánicos complejos se formaron en la más lejana.
“Por primera vez hemos identificado las moléculas específicas responsables de la notable diversidad observada en los objetos transneptunianos”, ha señalado Pinilla Alonso, que ha añadido que estas moléculas, como el hielo de agua, el dióxido de carbono, el metanol y los compuestos orgánicos complejos, proporcionan una conexión directa entre las características espectrales de los TNO y sus composiciones químicas.
El estudio muestra asimismo cómo estos cuerpos experimentan cambios significativos en su composición superficial debido a procesos térmicos.
Estos procesos subliman elementos volátiles como el CO2 y el agua y arrastran granos de polvo que se deposita en la superficie, un polvo que se parece mucho al polvo detectado en la superficie de los cometas.
Según Javier Licandro, “los efectos de la evolución térmica que observamos en la composición superficial de los Centauros es clave para establecer la relación entre los TNOs y otras poblaciones como ser los satélites irregulares de los planetas gigantes, sus asteroides troyanos y los cometas”.
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