🔭 Detección de una atmósfera alrededor de un pequeño transneptuniano

En lo más profundo del Sistema Solar, mucho más allá de Neptuno, un pequeño cuerpo helado acaba de sorprender a los astrónomos: ha desarrollado una atmósfera tenue. Todo un enigma para los científicos, que tienen dificultades para explicar el origen de esta envoltura gaseosa alrededor de (612533) 2002 XV93.

Este objeto es un pequeño cuerpo del cinturón de Kuiper, un plutino en resonancia 2:3 con Neptuno. De unos 500 kilómetros de diámetro, es mucho más pequeño que Plutón (2377 km). Sin embargo, como Plutón, posee una fina atmósfera, llamada exosfera, que aparece cuando se encuentra más cerca del Sol en su órbita elíptica.


Esta exosfera fue detectada el 10 de enero de 2024, durante una ocultación estelar. Un equipo de astrónomos japoneses, profesionales y aficionados, observó una estrella de magnitud 15 apagarse progresivamente detrás del objeto. Este fenómeno indica la presencia de una atmósfera que refracta y atenúa la luz estelar antes de la ocultación total.

La atmósfera detectada es extremadamente tenue, con una presión superficial de entre 100 y 200 nanobares. Esto representa de 5 a 10 millones de veces menos que la presión terrestre. Para dar una idea, la presión atmosférica media de Plutón es de 10 milibares, es decir, 100 000 veces mayor.

En cuanto a su composición, sigue siendo un enigma. En Plutón, los hielos de nitrógeno, metano y monóxido de carbono subliman para formar la atmósfera. Pero las observaciones del telescopio espacial James Webb no han detectado estos hielos en la superficie de (612533) 2002 XV93. Además, la temperatura, entre 40 y 50 kelvins, es demasiado baja para sublimar el hielo de agua o el dióxido de carbono.

Ante este enigma, el equipo de Ko Arimatsu plantea dos hipótesis. La primera es un impacto reciente con un cuerpo cometario, cuyos gases formarían una atmósfera temporal que podría perdurar hasta mil años. La segunda sería una actividad criovolcánica que liberara hielos subterráneos, pero el mecanismo que podría provocarla sigue siendo desconocido.


Sea cual sea la explicación, este descubrimiento pone en entredicho las ideas preconcebidas sobre la formación de las atmósferas. Hasta ahora, se pensaba que solo los planetas de gran tamaño podían retener una envoltura gaseosa densa. Este pequeño objeto demuestra que hay que revisar nuestra comprensión de los procesos atmosféricos en el Sistema Solar.

Los próximos pasos consistirán en determinar la composición exacta de la exosfera gracias al telescopio James Webb. Monitorizando su densidad a lo largo del tiempo, se podrá decidir entre los dos escenarios: una disminución indicaría un impacto, mientras que una densidad estable sugeriría un aporte continuo por desgasificación. Los resultados se han publicado en Nature Astronomy.

La exosfera

La exosfera es la capa más externa de la atmósfera de un cuerpo celeste. En esta región, las partículas gaseosas son tan poco densas que pueden escapar al espacio si su velocidad es suficiente. En la Tierra, la exosfera comienza a unos 500 kilómetros de altitud, pero se extiende hasta varios miles de kilómetros. Las moléculas son muy escasas, con colisiones casi inexistentes.

En el Sistema Solar, existen exosferas alrededor de cuerpos como Plutón, Mercurio o la Luna. Suelen formarse por sublimación de hielos superficiales, por impacto de micrometeoritos o por desgasificación interna. Cada exosfera es única, dependiendo de la composición del cuerpo y de su entorno.