Durante mucho tiempo, los anillos parecían una característica reservada a los grandes planetas del sistema solar. Saturno es el ejemplo más conocido, pero Júpiter, Urano y Neptuno también tienen los suyos. Esa idea cambió cuando los astrónomos descubrieron que Chariklo, un pequeño objeto de apenas 250 kilómetros de diámetro, también estaba rodeado por dos estrechos anillos.
Ahora, nuevas observaciones del telescopio espacial James Webb muestran que esos anillos no son tan estables como se pensaba.
El anillo interior se ha vuelto más opaco, mientras que el exterior produce una señal más débil que en observaciones anteriores. La causa todavía no está clara y los investigadores consideran varias posibilidades, desde cambios reales en la distribución del material hasta diferencias relacionadas con las longitudes de onda utilizadas en cada medición.
Chariklo pertenece a los llamados centauros, una población de pequeños cuerpos que orbitan entre los planetas gigantes. En su caso, recorre una trayectoria entre Saturno y Urano y se encuentra a miles de millones de kilómetros de la Tierra.
El James Webb detectó cambios en los dos anillos
Los anillos de Chariklo fueron descubiertos en 2013 y desde entonces se han estudiado principalmente mediante ocultaciones estelares.
La técnica consiste en observar qué ocurre cuando Chariklo pasa por delante de una estrella distante. Aunque el objeto y sus anillos son demasiado pequeños para obtener una imagen detallada de ellos, al cruzarse frente a la estrella bloquean una pequeña parte de su luz. Cada descenso en el brillo permite medir la posición, el ancho y la opacidad de los anillos.
El 18 de octubre de 2022, un equipo liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía, del CSIC, utilizó el James Webb para observar uno de estos eventos. Fue además la primera ocultación estelar específicamente prevista y observada con éxito por el telescopio.
Para conseguirlo era necesario conocer con enorme precisión la posición de Chariklo, de la estrella situada detrás y del propio Webb, que se mueve alrededor del punto de Lagrange L2, a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de la Tierra.
Al comparar estos datos con observaciones realizadas durante la década anterior, apareció la sorpresa. El anillo interior, conocido como C1R, bloqueaba ahora una cantidad mayor de luz, lo que indica una mayor opacidad. El exterior, C2R, mostraba el comportamiento contrario y parecía más tenue.
La posición general de ambos anillos no ha cambiado de forma drástica. Lo que parece haber variado es la cantidad o la distribución del material que contienen.
El resultado se suma a otros descubrimientos recientes del telescopio que muestran cómo objetos aparentemente bien conocidos pueden esconder comportamientos difíciles de explicar. En El Nacional ya vimos cómo el James Webb descubrió una extraña estructura en forma de S cuya formación todavía desconcierta a los astrónomos.
Todavía no está claro qué está provocando el cambio
El resultado es especialmente interesante porque los sistemas de anillos alrededor de pequeños cuerpos se consideraban estructuras relativamente estables. La nueva investigación sugiere que esa imagen puede ser demasiado sencilla.
Una posibilidad es que el material del anillo interior se esté redistribuyendo o concentrando. Colisiones entre partículas, resonancias gravitatorias u otros procesos dinámicos podrían modificar su estructura con mayor rapidez de la esperada.
En el anillo exterior podría estar ocurriendo algo distinto. Su señal más débil podría indicar una pérdida o dispersión de partículas.
Sin embargo, los autores mantienen una cautela importante. Las observaciones anteriores y las realizadas por el James Webb no siempre utilizaron las mismas longitudes de onda, por lo que una parte de la diferencia podría deberse a cómo responden las partículas del anillo a distintos tipos de luz.
Por eso todavía no puede afirmarse que todo el cambio observado corresponda a una transformación física real del sistema.
Harán falta nuevas ocultaciones, modelos dinámicos y observaciones comparables entre sí para determinar cuánto está cambiando realmente Chariklo y qué mecanismo lo está provocando.
Este tipo de resultados está obligando a revisar lo que se sabe sobre pequeños cuerpos del sistema solar. En El Nacional también hemos contado cómo otros objetos observados por el James Webb han mostrado características inesperadas que obligan a replantear su evolución.
Sus anillos son demasiado pequeños para fotografiarlos directamente
Uno de los aspectos más curiosos del estudio es que el James Webb no puede tomar una imagen en la que los dos anillos de Chariklo aparezcan claramente resueltos. Son demasiado estrechos y están demasiado lejos.
La ocultación estelar permite sortear ese problema utilizando una estrella como fuente de luz de fondo. Cuando Chariklo pasa por delante, cada anillo produce una pequeña caída adicional en el brillo de la estrella y deja una firma que puede medirse con gran precisión.
Durante la observación de 2022, Chariklo se desplazaba respecto al Webb a solo unos 2,5 kilómetros por segundo, una velocidad relativa especialmente baja que permitió obtener información muy detallada sobre la estructura de los anillos.
La planificación también dependió de otros instrumentos y misiones. La posición de la estrella se calculó gracias a los datos de Gaia, mientras que los investigadores tuvieron que predecir con precisión tanto la órbita de Chariklo como la posición del James Webb en el momento del evento.
Métodos indirectos como este permiten estudiar estructuras que serían prácticamente invisibles incluso para los telescopios más potentes. En El Nacional ya hemos visto cómo el James Webb utiliza este tipo de observaciones para extraer información de objetos que no puede fotografiar de forma convencional.
El interés del hallazgo va más allá de Chariklo. Si un sistema de anillos alrededor de un cuerpo pequeño puede evolucionar de forma apreciable en pocos años, estos entornos podrían ser mucho más dinámicos de lo que indicaban los modelos anteriores.
El James Webb ha permitido detectar esa evolución. La siguiente tarea será averiguar qué está reorganizando el material alrededor de este pequeño mundo situado entre Saturno y Urano.