* SISTEMA SOLAR: CINTURON DE KUIPER

Fuente: Eureka

Los colores del Cinturón de Kuiper

de Eureka de Daniel Marín

Como sabemos, el Sistema Solar no termina en la órbita de Neptuno, el planeta más alejado del Sol. Más allá del reino de los planetas existe una región poblada por miles de cometas y otros cuerpos de variado tamaño denominada el Cinturón de Kuiper.  Esta región se extiende desde las 30 hasta las 60 Unidades Astronómicas (UA), es decir, la zona que va desde los 4500 a los 9000 millones de kilómetros del Sol.

Cinturón de Kuiper (NASA).

Uno de los muchos misterios que guarda esta parte del Sistema Solar es la variación de colores de los distintos objetos que lo forman, más conocidos como KBOs (Kuiper Belt Objects). A priori puede parecer un tema poco interesante, pero no olvidemos que la gama de colores de las superficies de estos cuerpos guarda relación con su composición, y por extensión, con la historia del Sistema Solar. Los KBO muestran una variación cromática sin parangón en el Sistema Solar. Algunos reflejan la luz del Sol como si de espejos sucios se tratasen, mientras que otros son increíblemente rojizos. Y nadie sabe por qué.

Algunos objetos transneptunianos y miembros del Cinturón de Kuiper con distintos colores (Wikipedia)

El astrónomo Michael E. Brown, descubridor de Eris y némesis de Plutón, ha propuesto recientemente un mecanismo que explicaría este arco iris kuiperiano. Según la hipótesis de Brown, el responsable sería la molécula de metanol (CH₃OH). Todos los objetos del Cinturón de Kuiper habrían nacido con una cierta cantidad de metanol, algo que se deduce de la presencia de esta molécula en cometas que proceden de esa región. El metanol tiene una particularidad, y es que forma compuestos químicos orgánicos de color rojizo al ser bombardeado por los rayos cósmicos y la luz ultravioleta del Sol.

Por lo tanto, los KBO que se formaron más cerca del Sol vieron como el metanol se evaporaba de su superficie por efecto de las "altas" temperaturas y como resultado ahora muestran superficies oscuras blancoazuladas donde el agua y el dióxido de carbono son los elementos principales que determinan la coloración actual (el bajo albedo se debe a la presencia de otras sustancias orgánicas). Por contra, los KBO que se formaron más lejos del Sol presentarán un tono rojizo por culpa del metanol. Por último, los objetos más lejanos retendrían importantes cantidades de amoniaco y podrían formar un hipotético tercer grupo en la clasificación cromáticas de KBOs. Debemos recordar que se cree que los objetos del Cinturón de Kuiper se formaron más cerca del Sol de lo que se encuentran en la actualidad y luego migraron hasta sus posiciones presentes por culpa de diversosmovimientos planetarios, así que los KBO sin metanol se habrían formado entre 12 y 19 UA. Es decir, si esta hipótesis es cierta podríamos tener una herramienta adicional para calcular con más precisión las posiciones primigenias de los objetos del Cinturón de Kuiper, permitiendo comprobar la bondad de los modelos que explican las migraciones planetarias.

La presencia de metanol en la superficie de un cuerpo del Cinturón de Kuiper depende de la distancia a la que se formó el objeto y su diámetro. Hay que tener en cuenta que se supone que los KBOs se formaron más cerca del Sol de lo que se encuentran en la actualidad y luego migraron hasta sus posiciones actuales por efecto de los movimientos planetarios (Brown et al.).

Se trata de una hipótesis extremadamente elegante que podría explicar uno de los misterios más persistentes del Cinturón de Kuiper, aunque primero habría que demostrar que, efectivamente, todos los KBO solamente pueden entrar en una de las dos categorías de Brown (sin tener en cuenta los KBO dominados por el amoniaco) y que no existen cuerpos con un color intermedio, algo que por ahora no está claro según con los datos observacionales.

Referencias:

• A hypothesis for the color diversity of the Kuiper belt, M.E. Brown et al. (ArXiv, 1 septiembre de 2011).

Fuente: Ciencia Kanija

Pequeño mundo de hielo más allá de Neptuno totalmente cubierto de hielo

de Ciencia Kanija de Nicolás Pérez

Una pequeña roca espacial que orbita el Sol más allá de Neptuno está casi completamente cubierta de hielo de agua, según un nuevo estudio que permitió a los astrónomos calcular el tamaño del objeto al observar su paso por delante de una estrella.

El cuerpo rocoso helado (apodado KBO 55636) se encuentra en una región exterior de nuestro sistema solar llamado Cinturón de Kuiper, que contiene al menos 70 000 pequeños cuerpos orbitando más allá de Neptuno. La región se extiende a unas 70 veces la distancia entre el Sol y la Tierra. (El anteriormente llamado planeta Plutón, ahora clasificado como planeta enano, es también un objeto del Cinturón de Kuiper).

Suele ser difícil conocer detalles de estos objetos porque son relativamente pequeños, distantes y tenues.

Brillante, pequeño y cubierto de hielo

Los investigadores decidieron probar un nuevo método para calcular el tamaño de un cuerpo observándolo pasar delante de una estrella distante (un acontecimiento conocido como ocultación estelar). Los astrónomos midieron la cantidad de tiempo que tardó el objeto en pasar por delante de la estrella observando cómo la estrella parpadeó y su luz se oscureció.

La medida de este tiempo, combinado con la velocidad ya conocida del objeto, permitió a los científicos estimar que KBO 55636 tiene aproximadamente 143 km. de ancho (89 millas).

Los astrónomos utilizaron el tamaño del cuerpo junto con una medida de su brillo para estimar su albedo, que es una medida de la intensidad con la que refleja la luz.

“Éste resultó ser muy alto, casi del 90 por ciento”, dijo el investigador jefe James Elliot, astrónomo del MIT en Cambridge, Massachusetts. “Eso se corresponde con tener una superficie altamente reflectante como el hielo de agua.”

El hallazgo fue sorprendente porque esos antiguos y distantes cuerpos suelen tener superficies erosionadas y opacas.

“Los objetos en órbita tan lejanas en el espacio están generalmente oscurecidos por la acumulación de polvo”, dijo Elliot. “No tenemos una explicación de cómo puede mantenerse tan prístino”.

Fragmentos de algo mas grande

Los investigadores piensan que KBO 55636 se podría haber desgajado de un objeto del Cinturón de Kuiper más grande, el planeta enano Haumea, cuando a dicho objeto lo impactó una roca espacial más pequeña y se rompieron pedazos de su superficie helada.

Los astrónomos han intentado utilizar el método de ocultación estelar antes para estudiar objetos del Cinturón de Kuiper, pero ningún grupo ha tenido éxito hasta ahora, porque es muy difícil captar el tránsito en el momento preciso y desde el sitio correcto.

Con el fin de cubrir sus apuestas, Elliot y sus colegas tenían 18 diferentes telescopios colocados en varios lugares de la Tierra para asegurarse de que al menos uno tuviera una visión perfecta.

“La idea era contrarrestar el error en la predicción de la órbita con una cobertura general en la Tierra de manera que las posibilidades de no encontrarlo eran muy bajas”, dijo Elliot.

El plan tuvo éxito y los investigadores lograron captar al menos una vista exacta.

Debido a que se cree que estos objetos del Cinturón de Kuiper datan de las primeras etapas de nuestro sistema solar, el descubrimiento ayuda a los científicos a hacerse una mejor idea de su historia a lo largo del tiempo.

“Estudiando estos objetos y de lo que están hechos, podemos deducir cómo eran las condiciones primigenias en el sistema solar cuando se formaron los planetas”, dijo Elliot.

Los astrónomos detallan sus hallazgos en la edición del 17 de junio de la revista Nature.

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Autor: Clara Moskowitz
Fecha Original: 16 de junio de 2010
Enlace Original

Fuente: Astronomia

Hubble encuentra los objetos más pequeños del Cinturón de Kuiper

de Sirio

El telescopio espacial Hubble de la NASA ha descubierto el objeto más pequeño jamás observado en luz visible en el Cinturón de Kuiper, un enorme anillo de escombros helados, que rodea el borde exterior del Sistema Solar, más allá de Neptuno (antes se decía más allá de Plutón, cuando aún estaba catalogado como planeta).


Esta concepción artística muestra un objeto encontrado por el Hubble, de tan sólo 3.200 pies de ancho y se encuentra a la friolera de 4,2 mil millones de kilómetros distancia aproximadamente. La luz de objetos más pequeños observados anteriormente en el Cinturón de Kuiper (KBO), era de cerca de 30 kilómetros de diámetro, unas 50 veces más grande que el observado ahora.


Las observaciones del Hubble de estrellas cercanas muestran que un gran número de ellas tienen su propio Cinturón de Kuiper, discos de escombros helados que les rodean. Estos discos son los restos de la formación planetaria. Los investigadores suponen que durante miles de millones de años estos restos chocaron entre sí, para formar los objetos del tipo KBO, produciendo así, objetos cada vez más pequeños que no formaban parte de la población original del Cinturón de Kuiper.


El hallazgo es un ejemplo poderoso de la capacidad de los científicos, para utilizar los datos archivados del Hubble y encontrar nuevos descubrimientos importantes.


Imagen propiedad: NASA


Fuente: NASA

Fuente: Astrofísica y física

Quaoar y su luna Weywot

de Verónica Casanova

Quaoar fue descubierto en 2002 por Chad Trujillo y Mike Brown. Es uno de los objetos del cinturón de Kuiper de mayor tamaño, estimándose en el 2004 que su diámetro era de algo más de 1.200 kilómetros, lo que lo hacía similar a Caronte. Sin embargo,nuevas mediciones realizadas por el Spitzer dotan a Quaoar con tan sólo 900 kilómetros de diámetro, es decir, que poseería un tamaño menor al de Ceres.

Para calcular la masa de Quaoar, Brown sólo tenía que averiguar la órbita de su satélite llamado Weywot, ya que sus características orbitales tienen una relación muy directa con la masa del planeta enano. Para calcular estos parámetros, se han empleado un conjunto de siete observaciones realizadas con el telescopio espacial Hubble.

Este estudio tiene una elevada dificultad a causa de la lejanía de Quaoar y de la débil luz de Weywot (5 magnitudes más débil que el planeta enano). Esta relación de magnitudes, en un principio puede ser muy significativa, porque si los dos objetos están compuestos del mismo material, entonces Weywot tendría alrededor de 1/12 veces el diámetro de Quaoar, y poseería 1/2000 veces su masa.

En sus siete series de observaciones, Brown se las arregló para encontrar a Weywot cinco veces. En las otras dos ocasiones, probablemente la luna se encontraba demasiado cerca de Quaoar, por lo que la cámara no pudo resolver a los dos objetos independientemente. En cada una de estas observaciones se tomaron varias fotografías,pero en el transcuso de cada una de estas series no se pudo percibir un movimiento de Weywot desde la primera hasta la última imagen. Por ello,para describir la órbita de la luna necesitaron analizar las siete sesiones para percibir su moviminto con respecto al fondo de estrellas y así describir la órbita que mejor se ajustaba a estos datos.

Brown obtuvo una órbita elíptica de Weywot con un período orbital de 12,4 días, y un semieje mayor de 14.500 kilómetros. Con ayuda de las ecuaciones de Kepler y de Newton, podemos entonces determinar la masa total del sistema Quaoar-Weywot, obteniendo 1,6 ± 0,3 × 1021 kg, que es aproximadamente el 12% de la masa de Eris, el objeto más grande del cinturón de Kuiper. Poseer el 12% de la masa de Eris puede parecer insignificante, pero en realidad es una cuestión de perspectiva (Marte tiene menos del 11% de la masa de la Tierra.).Y como Weywot representa el 1 / 2000 de la masa del sistema, prácticamnte se podría decir que toda la masa del conjunto está centrada en Quaoar.

Ahora pasemos a calcular la densidad de Quaoar, ya que este dato nos puede decir mucho sobre la composición del planeta enano. Para calcularla, necesitamos relacionar el volumen de Quaoar con su diámetro. Pero como se ha indicado antes, esta medida ha sufrido variaciones en los últimos años. Para abordar este problema parecería lógico calcular el diámetro de Quaoar a partir de los píxeles que su imagen pueda llegar a ocupar en la fotografías del Hubble. Pero esto no es tan sencillo. Para empezar hay que hacer suposiciones acerca de cómo el disco de Quaoar parece más oscuro cuando se mira más cerca de su limbo. La estimación original, de 1.200 kilómetros, se basó en la conducta asumida de una superficie lambertiana, en donde el brillo de la superficie no depende del punto de vista del observador. (Una superficie lambertiana no tiene reflejo especular).

Pero el trabajo posterior sobre Quaoar ha demostrado que no es lambertiana, de hecho, se puede argumentar que su superficie es muy similar a las de las lunas heladas de Urano y Neptuno. Estos objetos tienen albedos altos, mareas mensurables, y sobre todo, se oscurecen con menos rapidez hacia sus extremos que las superficies lambertianas. Esto significa que la estimación del primer diámetro era probablemente un 40% superior al dato verdadero. Con el supuesto de que la superficie de Quaoar se parece a las de los satélites de Urano, Brown calculó un diámetro que está más acorde con las mediciones de Spitzer: 890 ± 70 kilómetros. Esto es un poco más pequeño que Ceres, y alrededor de 3 / 4 del diámetro de las lunas heladas de Urano, Ariel y Umbriel.

Y una vez obtenido el diámetro,medimos la densidad, que resulta ser de 4,2 ±1,3 g/cm3. Es decir, la densidad puede variar entre los valores 2,9 y 5,5 gramos por centímetro cúbico. Este dato llama la atención de los científicos. Se supone que estos mundos del Sistema Solar exterior son de hielo, y que la mayoría de los objetos del cinturón de Kuiper tienen una densidad que no difiere demasiado de la del agua: 1 gramo por centímetro cúbico. El objeto transneptuniano más denso hasta ahora era Haumea con una densidad de 2,6 gramos por centímetro cúbico, lo que le otorgaría un cuerpo sólido de roca con algo de hielo. Pero la densidad calculada para Quaoar, excluye la posibilidad de que contengan una cantidad significativa de hielo,estando constituido en su mayoría por roca.

Pero Quaoar tiene que tener un poco de hielo, porque se puede ver en los datos espectrales de su superficie. Sin embargo, su densidad lo convierte en un objeto más similar a los asteroides que a los otros objetos del cinturón de Kuiper.

¿Cómo puede ser esto? Brown argumenta que si la dinámica planetaria podría poner los objetos del cinturón de Kuiper en el cinturón de asteroides, tal vez también podría haber arrojado a un asteroide a una órbita estable del cinturón de Kuiper. O tal vez algún antiguo impacto logró que todos los componente de hielo de Quaoar salieran eyectados por la explosión.

Aún quedan detalles por descubrir en el sistema Quaoar-Weywot. Sin embargo, cada pregunta contestada genera más preguntas y a veces, convierte a las cosas que pensamos que se entienden en un nuevo rompecabezas: ¿Cómo diablos llegó una roca gigante hasta el Cinturón de Kuiper? La ciencia es una máquina de movimiento perpetuo. Siempre habrá más preguntas para contestar.

Más información en el enlace.

Fuente: Odisea cósmica

Los secretos del cinturón de Kuiper 1

de Odisea Cósmica de c.perla.hdez@gmail.com (Galileo)

En la noche del 18 febrero 1930, el joven Clyde Tombaugh realizó el descubrimiento de su vida. El astrónomo del Observatorio Lowell comparaba dos placas fotográficas tomadas el mes anterior, cuando advirtió una diminuta mancha de luz que aparecía en dos posiciones relativas ligeramente diferentes con respecto a las estrellas quejas de Géminis. Unos meses después los astrónomos llamaron al objeto "Plutón", el primer habitante conocido del sistema solar más allá de Neptuno.


El Cinturón de Kuiper es un enorme toro de objetos helados en torno al sistema solar


Los astrónomos necesitaron varias décadas antes de encontrar un objeto semejante. En 1992, los investigadores de la Universidad de Hawai, Dave Jewitt y Jane Luu localizaron un objeto que orbitaba el Sol enteramente más allá de Neptuno. Este descubrimiento del objeto 1992 QB1 convenció convenció a los astrónomos de que existía un vasto cinturón con un disco de objetos que rodea nuestro sistema solar. Éstos antiguos cuerpos representan los fósiles de la era de formación planetaria.


En realidad, había pistas de la existencia de este cinturón anteriormente. En la década de los 30, 40, y 50, los científicos planetarios: Frederick Leonard, Kenneth Edgeworth y sobre todo Gerard Kuiper, espcularon la existencia de un conjunto de lejanos cuerpos en el borde del sistema solar exterior.


Posteriormente en 1977, Charles Kowal de la Universidad de Arizona descubrió de un cuerpo helado llamado Quirón se mueve alrededor del sol cruzando las órbitas de Saturno y Urano, tiene 180 km de diámetro y sigue una trayectoria dinámicamente inestable, por lo que debe de haberse formado un en regiones más lejanas. Pero a pesar del descubrimiento de Quirón, que los astrónomos reconocen ahora que es un cuerpo fugado del Cinturón Kuiper, no era una evidencia contundente para demostrar la existencia de del cinturón, pero desde los años 80 los investigadores en dinámica cometaria ya comenzaban a reunir evidencias convincentes. Sus integraciones orbitales mostraban que incluso la lejana Nube de Oort de cometas no podía suministrar la mayoría de los cometas que se movían en el plano de la eclíptica, donde se mueven los planetas. Debido a todo esto se formó un consenso entre los científicos planetarios que que el famoso Cinturón de Kuiper tenía que existir. Pronto, modelos dinámicos cada vez más sofisticados confirmaron este resultado, indicando la presencia de una lejana reserva de cometas y posiblemente de cuerpos aún mayores órbitaba el Sol más allá de Neptuno.


Los objetos del cinturón de Kuiper se mueven aproximadamente en el plano del sistema solar


Los observadores dirigieron sus telescopios y sus cámaras CCD hacia el cielo para localizar estos cuerpos. El descubrimiento de Jewitt y Luu de 1992 QB1 con poco después del años de infructuosas búsquedas de varios equipos luchando por encontrarlos, como agujas en pajares. Incluso con brillos demagnitud 24 y 25 resultan millones de veces más débiles que el objeto celeste más débil visible a simple vista, además estos cuerpos apenas tienen un movimiento aparente contra las estrellas.


Un año después del descubrimiento de 1992 QB1, los astrónomos encontraron otros cuatro objetos del Cinturón de Kuiper, llamados por sus siglas en inglés (KBOs). Dos años después la cuenta ascendía a 10 y para el 10º aniversario del descubrimiento de 1992 QB1, el recuento de KBOs se acercaba a 1000. Pero lo más sorprendente de todo, era que las búsquedas destinadas a encontrar estos cuerpos apenas habían explorado el 1% de los más de 15.000 grados cuadrados de cielo alrededor del plano de nuestro sistema solar, también llamado plano eclíptico.


Los astrónomos planetarios se dieron cuenta que una gran número de descubrimientos en una fracción del cielo tan pequeña implicaba que la población de estos objetos es muy vasta. El cinturón de Kuiper se extiende por más de 6500 unidades astronómicas (UA, 1 UA a es la distancia promedio entre el Sol y la Tierra, casi 150 millones de kilómetros). Este cinturón circunda al Sol en forma de un enorme toro que se extiende hasta al menos 55 UA.

Fuente: Odisea cósmica

Los secretos del cinturón de Kuiper 2

de Odisea Cósmica de c.perla.hdez@gmail.com (Galileo)

El descubrimiento del Cinturón Kuiper publicó a redibujar nuestro mapa del sistema solar. Un que este cinturón es la estructura más grande del sistema planetario entero. Su tamaño y masa empequeñece al cinturón de asteroides, y se extiende a más de dos veces la distancia del diámetro orbital de la región de los planetas gigantes


Diagrama de las órbitas de los distintos cuerpos del Cinturón de Kuiper. Arriba en vista polar, abajo en vista eclíptica. (Click para ampliar).


En también es sorprendente constatar que el Cinturón de Kuiper contiene muchos cuerpos grandes. Los astrónomos estiman que 1992 QB1 de alrededor de en kilómetros de diámetro, y probablemente tiene alrededor de 30.000 veces la masa de un cometa típico. Sin embargo, los observadores pronto descubrieron más cuerpos de 2, 3, y finalmente en más de 10 veces el diámetro, y 1000 veces la masa de 1992 QB1. Los científicos llegaron a la conclusión de queel Cinturón de Kuiper conservaba los componentes básicos para formar los planetas y albergaba una población importante de planetas enanos, algunos de más de 1000 km de diámetro.


El descubrimiento del Cinturón de Kuiper puso por primera vez a Plutón en su contexto. Hasta entonces la pequeñez y la órbita de Plutón era casi una anomalía en el sistema solar, pero al descubrir el cinturón se puso de relieve que Plutón no era sino uno de los objetos más grandes del Cinturón de Kuiper. Ahora comprendemos que Plutón fue el primer cuerpo del Cinturón de Kuiper descubierto de entre una vasta población de pequeños planetas desperdigados por el sistema solar exterior.


Éstos dos descubrimientos: el de la estructura más grande que nuestro sistema solar, y el hecho de que durante el sistema solar primitivo se formaron muchos planetas enanos, supusieron cambios importantes en como los astrónomos concebían nuestro sistema planetario. Para encontrar descubrimientos de alcance similar debemos remontarnos a siglos anteriores, con el descubrimiento de Urano y Neptuno.


Ps los científicos de se dieron cuenta de esto 10 años después del descubrimiento del Cinturón de Kuiper. Pero no esperábamos que este cinturón no deparara todavía más sorpresas, cada una más increíble que la anterior.