Descubierto un asteroide exiliado en la periferia del Sistema Solar.

Telescopios de ESO descubren un singular y enigmático asteroide que guarda las claves de los turbulentos inicios del Sistema Solar.
Esta ilustración muestra al asteroide exiliado 2004 EW95, el primer asteroide rico en carbono confirmado en el cinturón de Kuiper y una reliquia del Sistema Solar primordial. Probablemente, este curioso objeto se formó en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter y fue lanzado a miles de millones de kilómetros de su lugar de origen hasta su hogar actual, en el cinturón de Kuiper. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado telescopios de ESO para investigar una reliquia del Sistema Solar primordial. El equipo descubrió que el inusual objeto del cinturón de Kuiper, de nombre 2004 EW95, es un asteroide rico en carbono, el primero de su tipo confirmado en la fría periferia del Sistema Solar. Probablemente, este curioso objeto se formó en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter y fue lanzado a miles de millones de kilómetros de su lugar de origen hasta su hogar actual, en el cinturón de Kuiper.

Los primeros días de nuestro Sistema Solar fueron una época turbulenta. Algunos modelos teóricos de este período predicen que, después de que se formaran los gigantes gaseosos, estos arrasaron el Sistema Solar, expulsando pequeños cuerpos rocosos del interior del Sistema Solar hacia órbitas remotas a grandes distancias del Sol [1]. En particular, estos modelos sugieren que el cinturón de Kuiper, una región fría más allá de la órbita de Neptuno, debe contener una pequeña fracción de cuerpos rocosos del interior del Sistema Solar, tales como asteroides ricos en carbono, denominados asteroides carbonáceos [2].

El instrumento X-shooter. El primero de los instrumentos de segunda generación del
VLT, el X-shooter, está listo para empezar observaciones de rutina. El X-shooter es único
entre los instrumentos astronómicos instalados en grandes telescopios, ya que es capaz
de registrar el espectro entero de un objeto celeste en una sola toma, desde ultravioleta
hasta infrarrojo cercano, con gran sensibilidad y resolución espectral.
Crédito: ESO
Ahora, un reciente artículo científico ha presentado pruebas de la detección del primer asteroide carbonáceo observado en el cinturón de Kuiper, proporcionando datos que apoyan estos modelos teóricos que hablan de unos inicios tempestuosos en nuestro Sistema Solar. Después de llevar a cabo cuidadosas mediciones con múltiples instrumentos instalados en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, un pequeño equipo de astrónomos, dirigido por Tom Seccull, de la Universidad de la Reina de Belfast (Reino Unido), fue capaz de medir la composición del anómalo objeto 2004 EW95 del cinturón de Kuiper, determinando así que se trata de un asteroide carbonáceo. Esto sugiere que se formó originalmente en el interior del Sistema Solar y, desde entonces, debe haber migrado hacia el exterior [3].

La primera vez que salió a la luz la peculiar naturaleza de 2004 EW95 fue durante unas observaciones de rutina con el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA llevadas a cabo por Wesley Fraser, un astrónomo de la Universidad de la Reina de Belfast que también era miembro del equipo tras este descubrimiento. El espectro de reflectancia del asteroide, el patrón específico de longitudes de onda de la luz reflejada de un objeto, era diferente a la de otros pequeños objetos similares del cinturón de Kuiper (denominados KBOs, de Kuiper Belt Objects), que típicamente tienen espectros sin interés que revelan poca información sobre su composición.

“El espectro de reflectancia de 2004 EW95 era claramente distinto al de otros objetos exteriores del Sistema Solar observados” explica Seccull, el autor principal. “Era lo bastante raro como para echarle un vistazo”.

El equipo observó 2004 EW95 con los instrumentos X-Shooter y FORS2, instalados en el VLT. La sensibilidad de estos espectrógrafos permitió al equipo obtener medidas más detalladas de los patrones de luz reflejada desde el asteroide, y así deducir su composición.

Sin embargo, pese a la impresionante capacidad colectora de luz del VLT, 2004 EW95 resultaba difícil de observar. Aunque el objeto tiene un tamaño de unos 300 kilómetros, se encuentra a 4.000 millones de kilómetros de la Tierra, haciendo que la obtención de datos de su oscura superficie, rica en carbono, se convierta en un exigente desafío científico.

Esta foto muestra los instrumentos gemelos, FORS2 en KUEYEN (en primer plano)
y FORS1 en ANTU, que se ven en el fondo a través de las puertas de ventilación abiertas
en los dos gabinetes del telescopio. Aunque se parecen, los dos instrumentos
tienen funciones específicas. Crédito: ESO
“Es como observar una montaña gigante de carbón contra la oscuridad del cielo nocturno”, afirma el coautor Thomas Puzia, de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

“2004 EW95 no solo se mueve, sino que también es muy débil”, agrega Seccull. “Tuvimos que usar una técnica muy avanzada de procesamiento de datos para extraer la máxima información posible”. Dos características de los espectros del objeto fueron particularmente llamativas y correspondían a la presencia de óxidos férricos y filosilicatos. La presencia de estos materiales nunca se había confirmado antes en un objeto del cinturón de Kuiper y sugiere que 2004 EW95 se formó en el interior del Sistema Solar.

Seccull concluye: “Dada la ubicación actual de 2004 EW95, en la helada periferia del Sistema Solar, se deduce que ha sido expulsado hacia su órbita actual por un planeta migratorio en los primeros días del Sistema Solar”.

“Si bien ha habido informes anteriores de otros espectros 'atípicos' de objetos del cinturón de Kuiper, ninguno se había confirmado hasta ahora con este nivel de calidad”, comenta Olivier Hainaut, astrónomo de ESO que no forma parte del equipo. “El descubrimiento de un asteroide carbonáceo en el cinturón de Kuiper es una verificación clave para una de las predicciones fundamentales de los modelos dinámicos del Sistema Solar temprano”.

Notas
[1] Los modelos dinámicos actuales sobre la evolución del Sistema Solar temprano, como la hipótesis del grand tack y el Nice model, predicen que los planetas gigantes emigraron primero hacia adentro y luego hacia el exterior, alterando y dispersando objetos del interior del Sistema Solar. Como consecuencia, se espera que un pequeño porcentaje de asteroides rocosos hanya sido expulsados a órbitas de la nube de Oort y el cinturón de Kuiper.

[2] Los asteroides carbonáceos son aquellos que contienen el elemento carbono o alguno de sus compuestos. Los asteroides carbonáceos (o de tipo C), pueden identificarse por sus superficies oscuras, causadas por la presencia de moléculas de carbono.

[3] Anteriormente ya se había detectado otros objetos del Sistema Solar interior en la periferia  del Sistema Solar, pero este es el primer asteroide carbonáceo que se encuentra tan lejos de casa, en el cinturón de Kuiper.

Información adicional
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “2004 EW95: A Phyllosilicate-bearing Carbonaceous Asteroid in the Kuiper Belt”, por T. Seccull et al., y aparece en la revista The Astrophysical Journal Letters, enlace a la publicación.

El equipo está formado por Tom Seccull (Centro de Investigación en Astrofísica, Universidad de la Reina de Belfast, Reino Unido); Wesley C. Fraser (Centro de Investigación en Astrofísica, Universidad de la Reina de Belfast, Reino Unido); Thomas H. Puzia (Instituto de Astrofíaica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile); Michael E. Brown (División de Ciencias Geológicas y Planetarias, Instituto Tecnológico de California, EE.UU.); y Frederik Schönebeck (Instituto de Cálculo Astronómico, Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg, Alemania).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de quince países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

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Enlaces
• Publicado en ESO el 9 de mayo del 2.018.

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Lecturer — Queen’s University, Belfast
Belfast, United Kingdom
Tlf.: +44 28 9097 1084
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