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El Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) lideró una campaña de observación con el telescopio espacial James Webb para captar las sombras de la luz estelar producidas por los finos anillos de este planeta menor. Observaciones posteriores han revelado que el hielo de agua cristalina domina el espectro de este objeto y sus anillos.
Un equipo internacional observó en 2013 cómo Cariclo, un planeta menor o planetoide situado entre Saturno y Urano, pasaba por delante de una estrella de fondo, una técnica que se conoce como ocultación. La estrella parpadeó dos veces antes y después de desaparecer detrás de Cariclo, lo que reveló la presencia de dos anillos finos y densos. Se trata de los primeros detectados alrededor de un objeto del Sistema Solar que no fuera un planeta gigante. Los anillos han sido captados ahora por el telescopio espacial James Webb (JWST), en su primera ocultación estelar.
“En un hito de observación de alta precisión. El 18 de octubre de 2022 pudimos ver los descensos en brillo que el paso de Cariclo produjo en la estrella Gaia DR3 6873519665992128512. Las sombras de los anillos se detectaron claramente, mostrando una nueva forma de estudiar el Sistema Solar con el James Webb”, indica Pablo Santos-Sanz, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que lideró la campaña de observación.
Estos anillos están compuestos probablemente por pequeñas partículas de hielo de agua mezcladas con material oscuro, restos de un cuerpo helado con el que colisionó en el pasado. Cariclo es demasiado pequeño y se halla muy lejos para que incluso el JWST pueda obtener imágenes directas de los anillos, de modo que las ocultaciones son la única herramienta para caracterizarlos.
La curva de luz de la ocultación tomada por la cámara infrarroja NIRCam del Webb. / NASA/ESA/CSA
"A medida que profundicemos en los datos, exploraremos si resolvemos limpiamente los dos anillos. A partir de las curvas de luz de la ocultación exploraremos su grosor, así como los tamaños y colores de las partículas que los forman. Esperamos comprender mejor por qué este pequeño cuerpo tiene anillos, y tal vez detectar otros más débiles", añade el científico.
El JWST volvió a apuntar a Cariclo para observar cómo el planeta y sus anillos reflejaban la luz del Sol. El telescopio detectó una clara presencia de hielo de agua en el sistema. "Los espectros de los telescopios terrestres habían insinuado la presencia de este hielo, pero la exquisita calidad del JWST reveló por primera vez la clara firma del hielo cristalino", apunta Noemí Pinilla-Alonso, responsable de las observaciones.
La exquisita calidad del JWST reveló por primera vez la clara firma del hielo cristalino
"Dado que las partículas de alta energía transforman el hielo de estado cristalino a amorfo, la detección de hielo cristalino indica que el sistema de Cariclo experimenta microcolisiones continuas que exponen el material prístino o desencadenan procesos de cristalización", apunta Dean Hines, investigador del STSI que participa en el trabajo.
La mayor parte de la luz reflejada en el espectro procede del planeta menor, y los modelos sugieren que el área del anillo observada con el JWST es unas cinco veces menor que el área del propio cuerpo. La alta sensibilidad del telescopio, en combinación con modelos detallados, permiten distinguir las formas del material de los anillos y del planeta.
"Observando Cariclo con JWST durante varios años podremos aislar la contribución de los anillos a medida que cambia nuestro ángulo de visión respecto a ellos", afirma Pinilla-Alonso.
A la sensibilidad y capacidad infrarroja del JWST, se unen el rendimiento científico único que ofrecen las ocultaciones y el detalle que aportan los espectros. Estas exitosas observaciones espectroscópicas y de ocultación de Cariclo abren la puerta a una nueva forma de caracterizar objetos pequeños en el sistema solar externo.
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