Los perdurables misterios del Sistema Solar exterior

En los últimos confines de nuestro Sistema Solar permanecen algunas de las áreas más misteriosas alrededor del Sol. Resolver estos misterios del Sistema Solar exterior podría arrojar luz sobre cómo surgió el sistema – así como la vida en la Tierra.

¿Por qué ese arco iris de colores en el cinturón de Kuiper?

Por ejemplo, el cinturón de Kuiper, más allá de Neptuno, se sospecha que sea la casa de los cometas que sólo necesitan unas décadas, o como mucho siglos, para completar sus órbitas solares — los llamados “cometas de periodo corto”. Sorprendentemente, los objetos del cinturón de Kuiper “muestran un amplio rango de colores – neutros o incluso ligeramente azules siguiendo todo el camino hasta el rojo intenso”, dijo el astrofísico de la Universidad de Hawai David Jewitt.

El color de un objeto ayuda a revelar detalles sobre la composición de su superficie. Aún es un misterio el porqué los objetos del cinturón de Kuiper muestran un rango más amplio de colores — y por tanto de composiciones de superficie — que otros planetoides, tales como los asteroides.

Algunos investigadores han sugerido que la actividad volcánica podría haber llevado a esos colores — “absurdo en el contexto de cuerpos de 100 kilómetros de tamaño”, dijo Jewitt, ya que el vulcanismo necesita algo más grande.

Jewitt y sus colegas han sugerido que los rayos cósmicos podrían haber creado los objetos del cinturón de Kuiper más rojos, mientras que los impactos con otras rocas podrían haber dejado al descubierto materia más prístina que los hace menos rojos. Hoy día Jewitt cree que debe haber otra explicación para este arco iris, pero permanece desconocida.

¿Qué es la materia ultrarroja?

Parece existir un material conocido como “materia ultrarroja” que aparece sólo en aproximadamente la mitad de todos los objetos del cinturón de Kuiper y su progenie inmediata, conocidos como centauros — helados planetoides que orbitan entre Júpiter y Neptuno que escaparon muy recientemente del cinturón de Kuiper.

Esta materia ultrarroja no existe en el Sistema Solar interior, “ni siquiera en los comentas que proceden del cinturón de Kuiper. Esto sugiere que la materia ultrarroja es de alguna forma inestable a las altas temperaturas cerca del sol”, explicó Jewitt.

Los colores rojos sugieren que esta sustancia podría contener moléculas orgánicas. Es común la idea de que cometas y otros planetoides han ayudado a traer moléculas orgánicas a la Tierra

“En los objetos del cinturón de Kuiper, los componentes orgánicos podrían haber sido “cocinados” por la radiación de los rayos cósmicos, dándoles esas superficies de color rojo oscuro, pero no hay prueba de ello”, dijo Jewitt. "Idealmente una nave podría ir allí y descubrirlo", añadió.

¿Ha menguado el cinturón de Kuiper?

Los cálculos teóricos sugieren que el cinturón de Kuiper estuvo en una época cientos o incluso miles de veces más poblado de lo que está ahora. “¿Cómo se perdió el 99 por ciento o 99,9 por ciento de la masa, y cuándo?”, preguntó Jewitt.

Una conjetura sugiere que cuando Saturno y Júpiter desplazaron sus órbitas hace aproximadamente 4 mil millones de años, su tirón gravitatorio lanzó los objetos del cinturón de Kuiper fuera del Sistema Solar. Otros dicen que los objetos del cinturón de Kuiper se pulverizaron, y el polvo fue barrido por la radiación del Sol. Otra posibilidad “es que estemos pasando por alto algo crucial y la conclusión de que el cinturón está en su mayor parte vacío sea incorrecta”, dijo Jewitt. “Todas estas posibilidades son igualmente difíciles de asumir, pero serían sorprendentes de ser ciertas”.

¿Secretos en la nube de Oort?

Una reserva distante de billones de comentas conocida como la nube de Oort podría estar a más de 100 000 unidades astronómicas del Sol — una unidad astronómica o AU son aproximadamente 150 millones de kilómetros). Esto significa que la nube de Oort está a un quinto de la distancia de la estrella más cercana, tan lejana que los objetos dentro de ella nunca se han observado de forma directa, sólo inferido — pero deben existir, dados todos los cometas vistos a lo largo de los años.

Se conjetura que la nube de Oort es la fuente de los cometas que necesitan siglos o milenios para completar su recorrido a lo largo del Sol. Dado que estos “cometas de periodo largo” proceden de todas las direcciones, se piensa a menudo que la nube de Oort es esférica. No obstante, aunque los cometas como el Halley no proceden del cinturón de Kuiper, sus órbitas tampoco encajan con una nube de Oort esférica, explicó Jewitt. Esto sugiere que puede haber una “nube de Oort interior” con una forma similar a la de una rosquilla.

Los astrofísicos piensan que la nube de Oort es un remanente del disco protoplanetario que se formó alrededor del Sol aproximadamente hace 4600 millones de años. Aprender más sobre la nube de Oort arrojaría luz sobre cómo nació nuestro Sistema Solar – y la Tierra – dijo Jewitt.

¿Existen más planetas enanos?

Hasta ahora, se han reconocido tres planetas enanos — Ceres, Plutón y Eris. El cinturón de Kuiper, que yace aproximadamente a 50UA del Sol, podría albergar 200 o más. Más allá podría haber registros de cuerpos del tamaño de planetas enanos aproximadamente a 100 UA del Sol “que nadie ha visto antes debido a su débil brillo y movimiento lento”, dijo el astrónomo Chad Trujillo del Observatorio Gemini en Hawai. “Incluso un cuerpo tan grande como Marte podría pasar desapercibido a nuestras actuales investigaciones si se moviese más allá de un par de cientos de UA”.

Trujillo apunta que proyectos como Pan-STARRS (Telescopio de Investigación Panorámica y Sistema de Respuesta Rápida) y el LSST (Gran Telescopio de Investigación sinóptica) “deberían llenar estos huecos de nuestro conocimiento en la próxima década”.

¿De dónde vinieron los planetas enanos?

Existen teorías sobre que los planetas enanos del Sistema Solar exterior pudieron haber vivido en el Sistema Solar interior hace miles de millones de años, basándonos en las actuales trayectorias orbitales. Si es así, “¿por qué hay tanto hielo en sus superficies?”, pregunta Trujillo. Se espera que los cuerpos del Sistema Solar interior pierdan su hielo debido a la luz solar.

Trujillo y sus colegas sospechan que el hielo que vemos ahora en estos planetas enanos es relativamente nuevo, con dicho reemplazo de hielo procedente tal vez de dentro de estos mundos, en erupciones de “criovulcanismo”. Por supuesto, se necesita mayor investigación para ver si dicha renovación del hielo es suficiente para cubrir al planeta enano después de que viajase de Sistema Solar interior al exterior, añadió.

¿Los rayos cósmicos proceden de una burbuja alrededor del Sistema Solar?

Cuando el viento supersónico de partículas cargadas que fluye desde nuestro Sol, colisiona con el fino gas que se encuentra entre las estrellas, el viento solar básicamente infla una burbuja en este medio interestelar — una bola conocida como heliosfera.

Los científicos han pensado que los inusualmente débiles rayos cósmicos – partículas de energía que vuelan a toda velocidad del espacio a la Tierra — proceden de la heliosfera. Específicamente, estos rayos se cree que proceden del “choque de terminación” – una onda de choque de partículas calientes comprimidas que resulta del frenazo abrupto del viento solar contra el gas interestelar. (El choque de terminación parece estar a aproximadamente entre 75 y 85 UA del Sol).

Sin embargo, la Voyager 1 no vio ningún signo de que estos anómalos rayos cósmicos se produjesen en el choque de terminación. “Tal vez no cruzó el choque en el lugar o momento adecuado”, dijo el astrofísico del MIT John Richardson, o tal vez la visión estándar de cómo se generan estos rayos cósmicos anómalos es incorrecta. La Voyager 2 cruzó el choque de terminación en 2007 aproximadamente a 1600 millones de kilómetros de distancia de donde lo hizo la Voyager 1 en 2004, y sus datos, que aún están siendo analizados, “pueden ayudarnos a comprender dónde se producen estas partículas”, explicó.

“Se ha informado que los rayos cósmicos afectan al clima de la Tierra por lo que comprender su origen es importante”, añadió Richardson. Además, las partículas de alta de energía de estas ondas de choque disparadas por las enormes erupciones solares conocidas como eyecciones de masa coronal pueden dañar a naves y astronautas, y comprender mejor el choque de terminación podría ayudar a comprender mejor estas otras partículas potencialmente peligrosas.

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Autor: Charles Q. Choi
Fecha Original: 31 de diciembre de 2007
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Fuente: Ciencia Kanija