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Los anillos de Cariclo son un conjunto de dos anillos estrechos alrededor del planeta menor 10199 Cariclo . Cariclo, con un diámetro de unos 250 kilómetros (160 mi), es el segundo objeto celeste más pequeño con anillos confirmados (siendo 2060 Quirón el más pequeño [1] ) y el quinto objeto celeste con anillos descubierto en el Sistema Solar , después de los gigantes gaseosos y los gigantes de hielo . [2] Orbitando alrededor de Cariclo hay un sistema de anillos brillante que consta de dos bandas estrechas y densas, de 6-7 km (4 mi) y 2-4 km (2 mi) de ancho, separadas por un espacio de 9 kilómetros (6 mi). [2] [3] Los anillos orbitan a distancias de unos 400 kilómetros (250 mi) del centro de Cariclo, una milésima parte de la distancia entre la Tierra y la Luna . El descubrimiento fue realizado por un equipo de astrónomos utilizando diez telescopios en varios lugares de Argentina, Brasil, Chile y Uruguay en América del Sur durante la observación de una ocultación estelar el 3 de junio de 2013, y fue anunciado el 26 de marzo de 2014. [2]
La existencia de un sistema de anillos alrededor de un planeta menor fue inesperada porque se pensaba que los anillos solo podían ser estables alrededor de cuerpos mucho más masivos. Los sistemas de anillos alrededor de cuerpos menores no se habían descubierto previamente a pesar de la búsqueda de ellos mediante técnicas de imagen directa y ocultación estelar. [2] Los anillos de Chariklo deberían dispersarse en un período de unos pocos millones de años como máximo, por lo que o son muy jóvenes, o están contenidos activamente por lunas pastoras con una masa comparable a la de los anillos. [2] [4] [5] El equipo apodó a los anillos Oiapoque (el anillo interior, más sustancial) y Chuí (el anillo exterior), en honor a los dos ríos que forman las fronteras costeras norte y sur de Brasil. Una solicitud de nombres formales se enviará a la UAI en una fecha posterior. [4]
Chariklo es el miembro confirmado más grande de una clase de cuerpos pequeños conocidos como centauros, que orbitan alrededor del Sol entre Saturno y Urano en el Sistema Solar exterior . Los pronósticos habían mostrado que, visto desde Sudamérica, pasaría frente a la estrella de magnitud 12,4 UCAC4 248-108672, ubicada en la constelación de Escorpio , el 3 de junio de 2013. [6]
Con la ayuda de trece telescopios ubicados en Argentina, Brasil, Chile y Uruguay, [7] un equipo de astrónomos liderado por Felipe Braga Ribas ( cite ), astrónomo postdoctoral del Observatorio Nacional (ON), en Río de Janeiro, [7] y otros 65 investigadores de 34 instituciones en 12 países, [2] pudo observar este evento de ocultación , un fenómeno durante el cual una estrella desaparece detrás de su cuerpo ocultador. [2] El Telescopio Nacional Danés de 1,54 metros en el Observatorio La Silla , debido a la velocidad de adquisición de datos mucho más rápida de su cámara ' Lucky Imager ' (10 Hz), fue el único telescopio capaz de resolver los anillos individuales. [2]
Durante este evento, se predijo que el brillo observado bajaría de magnitud 14,7 (estrella + Chariklo) a 18,5 (Chariklo solo) durante 19,2 segundos como máximo. [8] Este aumento de 3,8 magnitudes equivale a una disminución del brillo por un factor de 32,5. El evento de ocultación primaria estuvo acompañado de cuatro pequeñas disminuciones adicionales en la intensidad general de la curva de luz , que se observaron siete segundos antes del comienzo de la ocultación y siete segundos después del final de la ocultación. [2] Estas ocultaciones secundarias indicaron que algo estaba bloqueando parcialmente la luz de la estrella de fondo. La simetría de las ocultaciones secundarias y las múltiples observaciones del evento en varias ubicaciones ayudaron a reconstruir no solo la forma y el tamaño del objeto, sino también el grosor, la orientación y la ubicación de los planos de los anillos. [9] Las propiedades relativamente consistentes de los anillos inferidas a partir de varias observaciones de ocultación secundaria desacreditan las explicaciones alternativas para estas características, como la desgasificación similar a la de los cometas. [2]
Los telescopios que observaron la ocultación incluyeron el Telescopio Nacional Danés y el telescopio de sondeo TRAPPIST del Observatorio La Silla , los telescopios PROMPT ( Observatorio Interamericano Cerro Tololo ), el Telescopio Brasileño de Investigación Astrofísica Austral o SOAR ( Cerro Pachón ), el telescopio ASH de 0,45 metros ( Cerro Burek ), y los del Observatorio de la Universidad Estatal de Ponta Grossa, el Polo Astronómico Casimiro Montenegro Filho (en la Fundación Parque Tecnológico Itaipú, en Foz do Iguaçu), el Observatorio de la Universidad Católica de la Pontificia Universidad Católica de Chile (Santa Martina) y varios en la Estación Astrofísica de Bosque Alegre, operada por la Universidad Nacional de Córdoba . Se registraron detecciones negativas por el Observatorio El Catalejo (Santa Rosa, La Pampa, Argentina), el telescopio Planewave de 20 pulgadas (parte de la Red de Observatorios Searchlight) en San Pedro de Atacama, Chile y el instrumento OALM en el Observatorio Astronómico Los Molinos en Uruguay. Algunos de los otros instrumentos participantes fueron los del Observatorio Nacional de Río de Janeiro, el Observatorio Valongo (de la Universidad Federal de Río de Janeiro), el Observatorio de la Universidad Estadual del Oeste de Paraná o Unioeste (en el estado de Paraná), el Observatorio del Pico dos Dias u OPL (en Minas Gerais) y la Universidad Estadual Paulista (Unesp – Guaratinguetá) en São Paulo. [2] [7] [10]
El 18 de octubre de 2022, el instrumento NIRCam a bordo del telescopio espacial James Webb (JWST) se utilizó para observar la ocultación de la estrella Gaia DR3 6873519665992128512 por los anillos de Cariclo, capturando la característica doble disminución del brillo de la estrella cuando los anillos oscurecieron la luz de la estrella en dos puntos. [11]
La orientación de los anillos es consistente con una vista de canto desde la Tierra en 2008, lo que explica el oscurecimiento observado de Chariklo entre 1997 y 2008 por un factor de 1,75, así como la desaparición gradual del hielo de agua y otros materiales de su espectro a medida que disminuía el área de superficie observada de los anillos. [12] También es consistente con esta orientación de canto que desde 2008, el sistema Chariklo ha aumentado en brillo nuevamente por un factor de 1,5, y han reaparecido las características espectrales infrarrojas del hielo de agua. Esto sugiere que los anillos están compuestos al menos parcialmente de hielo de agua. Una composición de anillo helado también es consistente con la densidad esperada de un cuerpo alterado dentro del límite de Roche de Chariklo . [2]
Se observó que la profundidad equivalente (un parámetro relacionado con la cantidad total de material contenido en el anillo en función de la geometría de observación) de C1R variaba un 21 % a lo largo de la observación. Se han observado asimetrías similares durante las observaciones de ocultación de los estrechos anillos de Urano, y pueden deberse a oscilaciones resonantes responsables de modular el ancho y la profundidad óptica de los anillos. Se estima que la densidad de la columna de C1R es de 30 a 100 g/cm 2 . [2]
C2R tiene la mitad del ancho del anillo más brillante y se encuentra justo fuera de él, a 404,8 kilómetros (251,5 millas). Con una profundidad óptica de aproximadamente 0,06, es notablemente más difuso que su compañero. [13] En total, tiene aproximadamente una doceava parte de la masa de C1R. [2]
Se desconoce el origen de los anillos, pero es probable que ambos sean restos de un disco de escombros, que podría haberse formado a través de un impacto en Chariklo, una colisión con o entre una o más lunas preexistentes, una interrupción de marea de una antigua luna retrógrada o de material liberado de la superficie por la actividad cometaria o una interrupción rotacional. [2] Si los anillos se formaron a través de un evento de impacto con Chariklo, el objeto debe haber impactado a baja velocidad para evitar que las partículas del anillo fueran expulsadas más allá de la esfera de Hill de Chariklo .
Las velocidades de impacto en el Sistema Solar exterior son típicamente ≈ 1 km/s (en comparación con la velocidad de escape en la superficie de Chariklo de ≈ 0,1 km/s), y eran incluso más bajas antes de que el cinturón de Kuiper fuera excitado dinámicamente, lo que apoya la posibilidad de que los anillos se formaran en el cinturón de Kuiper antes de que Chariklo fuera transferido a su órbita actual hace menos de 10 millones de años. [2] Las velocidades de impacto en el cinturón de asteroides son mucho más altas (≈ 5 km/s), lo que podría explicar la ausencia de tales características de anillo en cuerpos menores dentro del cinturón de asteroides. [2] Las colisiones entre partículas del anillo causarían que el anillo se ensanchara sustancialmente, y el arrastre de Poynting-Robertson causaría que las partículas del anillo cayeran sobre el cuerpo central en unos pocos millones de años, requiriendo una fuente activa de partículas del anillo o confinamiento dinámico por pequeñas lunas incrustadas o pastoras (de tamaño kilométrico) aún por descubrir. [2] Sería muy difícil detectar estas lunas mediante imágenes directas desde la Tierra debido a la pequeña separación radial del sistema de anillos y Cariclo. [2]
Como el cuerpo celeste más pequeño conocido con su propio sistema de anillos, Chariklo y sus anillos son los primeros en haber sido completamente simulados mediante la solución numérica del problema de N cuerpos . [14] Las suposiciones realizadas incluyeron que las partículas del planetoide y del anillo eran esféricas y que todas las partículas tenían radios iguales entre 2,5 y 10 m. Dependiendo de los parámetros, las simulaciones [ aclaración necesaria ] involucraron entre 21 millones y 345 millones de partículas que interactuaban entre sí a través de la gravedad y las colisiones . El objetivo de las simulaciones era evaluar bajo qué condiciones los anillos permanecen estables; es decir, no se agrupan en unos pocos cuerpos más grandes.
La primera conclusión que se desprende de las simulaciones es que la densidad de Chariklo tiene que ser mayor que la de la materia de los anillos, simplemente para mantenerlos en órbita. En segundo lugar, para todos los radios de partículas de los anillos y densidades espaciales de los mismos estudiados, los anillos se agruparon en escalas de tiempo relativamente cortas. Los autores sugieren tres explicaciones principales:
También observaron que no se han evaluado los efectos de algunas de las suposiciones, por ejemplo la ausencia total de excentricidad de los anillos. [14]
