El Cinturón de Kuiper (II)

El más conocido de los cuerpos que se encuentran en el cinturón de Kuiper es Plutón, el planeta enano.

Continuamos explorando esta remota región de nuestro sistema solar así como las características más importantes de los objetos que en ella se encuentran. Veámos algunas curiosidades más de este enigmático cinturón.  

Disco disperso del Cinturón de Kuiper:

El disco disperso es una región que se extiende mucho más allá de la parte principal del Cinturón de Kuiper. Es el hogar de objetos que han sido dispersados ​​​​por Neptuno en órbitas que son altamente elípticas y altamente inclinadas al plano de los planetas. 

Muchos objetos del disco disperso tienen órbitas que están inclinadas por decenas de grados. Algunos se aventuran a cientos de UA del Sol y muy por encima del plano de los planetas en el punto más lejano de sus órbitas, antes de caer de nuevo a un punto más cercano cerca de la órbita de Neptuno. Las órbitas de muchos objetos en el disco disperso todavía están evolucionando lentamente, con objetos aquí perdiéndose con el tiempo, en comparación con el Cinturón de Kuiper clásico, donde las órbitas son más estables. 

El disco disperso confiere al Cinturón de Kuiper clásico, con forma de rosquilla, una extensión mucho más amplia y gruesa. Algunos astrónomos se refieren a ambas como regiones separadas, aunque sus límites se superponen y están vinculados de diversas maneras. 

En particular, se cree que los objetos de ambas regiones llegaron allí como resultado de la migración de Neptuno desde su órbita original, más cercana, hasta donde se encuentra actualmente. El planeta eneno Eris es un ejemplo de objeto en el disco disperso y es el miembro más grande conocido de esta población.

Familias adicionales 

La mayoría de los objetos en el Cinturón de Kuiper se encuentran en la parte principal del cinturón o en el disco disperso, pero también hay un par de familias adicionales de objetos que orbitan el Sol en el interior y exterior del cinturón. 

Estos grupos adicionales de objetos probablemente vinieron originalmente del Cinturón de Kuiper, pero han sido extraídos de las regiones principales por la gravedad de Neptuno o quizás por otro planeta masivo. 

Objetos separados:

Los objetos separados del Cinturón de Kuiper tienen órbitas que nunca se acercan al Sol a menos de 40 UA. Esto los diferencia de la mayoría de los otros KBO, que pasan al menos parte de sus órbitas en la región entre 40 y 50 UA del Sol. 

Debido a que sus órbitas no se acercan a la distancia de Neptuno al Sol (~30 UA), parece poco probable que los objetos separados hayan sido extraídos del Cinturón de Kuiper por interacciones con el planeta gigante. 

Los científicos creen que es probable que otra fuerza sea responsable, como un planeta gigante no descubierto (en una órbita muy distante), la gravedad de estrellas que pasan o perturbaciones gravitacionales mientras el Cinturón de Kuiper se formaba hace mucho tiempo. Sedna es un ejemplo de un KBO separado. 

Lo más cerca que llega al Sol es 76 UA, mientras que en su punto más lejano viaja a ~1.200 UA.

 Centauros:

Los centauros son objetos con órbitas que viajan a través del espacio entre las órbitas de Júpiter y Neptuno. Los objetos en estas órbitas interactúan fuertemente con la gravedad de los planetas gigantes. 

Debido a estos poderosos encuentros gravitacionales, la mayoría están destinados a ser expulsados ​​del sistema solar o empujados al sistema solar interior donde se convierten en cometas o chocan contra el Sol y los planetas. 

Este proceso, la eliminación de los centauros, está en curso y tarda decenas de millones de años para el objeto Centauro típico. Por lo tanto, el hecho de que haya centauros hoy en día es evidencia de que están siendo suministrados activamente desde algún otro lugar. 

Los astrónomos creen que la explicación más probable es que son fugitivos relativamente recientes del Cinturón de Kuiper. De hecho, se entiende que los centauros son objetos dispersos, como los del disco disperso; la diferencia radica en que Neptuno los dispersó más cerca del Sol, en lugar de más lejos. 

El lugar de Plutón en el Cinturón de Kuiper:

En 1930, Plutón se convirtió en el primer objeto del Cinturón de Kuiper en ser descubierto. Fue encontrado en una época en la que los astrónomos no tenían motivos para esperar una gran población de mundos helados más allá de Neptuno. 

Hoy en día se le conoce como el "Rey del Cinturón de Kuiper" y es el objeto más grande de la región, a pesar de que otro objeto de tamaño similar, llamado Eris, tiene una masa ligeramente superior. 

Se dice que la órbita de Plutón está en resonancia con la órbita de Neptuno, lo que significa que la órbita de Plutón sigue un patrón estable y repetitivo con la de Neptuno. Por cada tres órbitas completadas por Neptuno, Plutón realiza dos órbitas. 

El planeta enano Plutón

En esta situación, Plutón nunca se acerca lo suficiente a Neptuno como para ser afectado mucho por su gravedad. De hecho, aunque su órbita cruza la órbita de Neptuno, Plutón se acerca físicamente a Urano más que a Neptuno. Lunas y sistemas binarios del cinturón de Kuiper 

Un número bastante grande de KBO tienen lunas, es decir, cuerpos significativamente más pequeños que los orbitan, o son objetos binarios. Los sistemas binarios son pares de objetos que son relativamente similares en tamaño o masa y que orbitan alrededor de un punto, un centro de masa compartido, que se encuentra entre ellos. 

Algunos sistemas binarios en realidad se tocan, creando una especie de forma de cacahuete, creando lo que se conoce como un sistema binario de contacto. 

El pequeño objeto del cinturón de Kuiper llamado Arrokoth es un sistema binario de contacto. Fue descubierto en 2014 por el equipo científico New Horizons de la NASA, utilizando el telescopio espacial Hubble. 

La nave espacial New Horizons de la NASA sobrevoló Arrokoth el 1 de enero de 2019, tomando imágenes que mostraban un objeto de doble lóbulo que parecía un muñeco de nieve rojo parcialmente aplanado. Arrokoth es el objeto más distante y más primitivo jamás explorado por una nave espacial.

Los planetas enanos Plutón, Eris, Haumea y Makemake son objetos del Cinturón de Kuiper con lunas. Un aspecto que hace particularmente interesantes a los KBO binarios es que la mayoría de ellos podrían ser objetos extremadamente antiguos o primordiales, que han sufrido pocas alteraciones desde su formación. 

Las diversas teorías sobre la formación de estos pares requieren muchos más objetos de los que parece contener el Cinturón de Kuiper actual. 

Una de las principales teorías es que los sistemas binarios podrían resultar de colisiones a baja velocidad entre KBO, lo que les permitiría sobrevivir al impacto y permanecer unidos gracias a su gravedad mutua. 

Estas colisiones eran probablemente mucho más comunes hace miles de millones de años, cuando la mayoría de los KBO se encontraban en órbitas similares, más circulares y cercanas al plano de los planetas (llamado eclíptica). Hoy en día, estas colisiones son mucho más raras. 

También tienden a ser destructivas, ya que muchos KBO se encuentran en órbitas inclinadas o elípticas, lo que significa que chocan entre sí con mayor fuerza y ​​se fragmentan. 

Relación con los cometas:

El Cinturón de Kuiper es una fuente de cometas, pero no la única. Hoy en día, se cree que el Cinturón de Kuiper se erosiona muy lentamente. 

Ocasionalmente, los objetos colisionan, y los fragmentos resultantes producen KBO más pequeños (algunos de los cuales podrían convertirse en cometas), así como polvo expulsado del sistema solar por el viento solar. 

Los fragmentos producidos por la colisión de KBO pueden ser impulsados ​​por la gravedad de Neptuno a órbitas que los envían hacia el Sol, donde Júpiter los acorrala en ciclos cortos que duran 20 años o menos. Estos se denominan cometas de la familia Júpiter de período corto. 

Dados sus frecuentes viajes al sistema solar interior, la mayoría tiende a agotar sus hielos volátiles con bastante rapidez y finalmente se convierten en cometas inactivos, o muertos, con poca o ninguna actividad detectable. 

Los investigadores han descubierto que algunos asteroides cercanos a la Tierra son en realidad cometas quemados, y la mayoría de ellos se habrían originado en el Cinturón de Kuiper. Muchos cometas chocan contra el Sol o los planetas. 

Aquellos que tienen encuentros cercanos con Júpiter tienden a ser destrozados o expulsados ​​completamente del sistema solar. 

La otra fuente de cometas es la Nube de Oort, de donde provienen la mayoría de los cometas de período largo en órbitas muy inclinadas.

La próxima entrada la dedicaremos a estudiar Arrotok y las siguientes a algunos de los grandes objetos transneptunianos más notables.

(Textos traducidos del inglés y adaptados para este blog. Varias páginas web de la NASA)

Buscando, buscando, he encontrado estas músicas infantiles relacionadas con lo tratado en esta entrada:

- La canción del cinturón de Kuiper para niños

- Orcus - Candidato a planeta enano y objeto del cinturón de Kuiper

¡Nos vemos -como de costumbre- la semana que viene!