Título original: “The state of CO and CO2 ices in the Kuiper Belt as seen by JWST”
Autoras/es: Michael E. Brown & Wesley C. Fraser
Institución del primer autor: Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, Estados Unidos.
Estado del artículo: Enviado a The Planetary Science Journal. Acceso abierto en arXiv.
Por más que se descubran nuevas galaxias y estrellas a miles de millones de años luz de distancia, nuestro Sistema Solar aun tiene mucho por ser descubierto y estudiado. Un claro ejemplo de esto, son los objetos del Cinturón de Kuiper. No sólo no se han descubierto todos los objetos que se espera que existan en este rincón del Sistema Solar a más de 30 Unidades Astronómicas (UA) del Sol (ver Figura 1), sino que todavía no está 100% claro qué elementos y compuestos se encuentran en los objetos que sí se han descubierto.
Por otro lado, el Telescopio Espacial James Webb (JWST), no sólo es capaz de detectar las galaxias más tempranas del Universo, sino que también puede observar objetos del Sistema Solar como nunca antes los habíamos visto. En este artículo, los autores usan espectros obtenidos con JWST para examinar la presencia de Dióxido de Carbono (CO2) y Monóxido de Carbono (CO) en objetos del Cinturón de Kuiper (KBOs, por sus siglas en inglés). Estos objetos se encuentran a temperaturas promedio de unos 50 K, donde muchas sustancias se encuentran en forma de hielo, mientras que normalmente las encontraríamos en estado gaseoso a temperatura ambiente en la Tierra.
Figura 1: Ubicación aproximada del Cinturón de Kuiper comparada con las órbitas de Neptuno y Plutón (Crédito: BBC/Sky at Night Magazine).
Observar CO y CO2 en forma sólida es bastante difícil, por lo que hasta ahora poco se sabía sobre su distribución y abundancia en cuerpos pequeños del Sistema Solar. Debido a las bajas temperaturas del Cinturón de Kuiper y debido a la presencia de H2O en la superficie de varios objetos, los autores señalan que se esperaría que el CO2 fuese un pequeño componente en sus superficies. Mientras que el CO es inestable a la sublimación dentro de 200 UA, por lo que tampoco se esperaría encontrarlo en cantidades significativas.
En el artículo analizan espectros obtenidos con NIRSPEC de dos objetos representativos del Cinturón de Kuiper, 2005 RN43 y 2002 TC302. En ambos objetos destacan que se detecta una línea de absorción a 4.26 micrones atribuible a CO2 (ver Figura 2). En ambos objetos detectan una mayor abundancia de CO2 en las superficies comparada con la obtenida para H2O, mientras que el CO es retenido incluso a temperaturas mucho más altas que su temperatura de sublimación.
Los autores crearon un modelo para explicar la presencia tanto de CO como de CO2. El escenario que mejor se ajusta es uno en el cual el CO2 es calentado, se difunde hacia la superficie, y es atrapado como una capa de escarcha de grano fino. El CO2 es irradiado a través de radiación UV, vientos solares y/o rayos cósmicos, y luego el CO es producido dentro de esos granos de CO2, evitando así la sublimación del CO.
Cabe destacar que con estos estudios preliminares del Cinturón de Kuiper se podrá comenzar a armar la historia química del Sistema Solar exterior.
Figura 2: Espectros de ambos objetos representativos. En ambos hay dos líneas de absorción a 1.5 y 2.0 micrones que indican hielo de agua, una línea angosta a 4.6 micrones debido a CO, diferentes líneas entre 4.0 y 4.4 micrones relacionadas con CO2, entre otras características (Crédito: Figura 1 del artículo).
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