Simple Science

Ciencia de vanguardia explicada de forma sencilla

# Física# Astrofísica terrestre y planetaria

La Actividad Única de Quirón Revelada por el JWST

Las recientes observaciones del JWST descubren una interesante actividad de hielo y gas en Quirón.

― 6 minilectura


Actividad de QuirónActividad de QuirónReveladahielo y gas en Quirón.JWST revela la intrigante presencia de
Tabla de contenidos

(2060) Quirón es un objeto grande en nuestro sistema solar conocido como centauro. Ha llamado la atención de los científicos porque ha mostrado signos de Actividad incluso cuando está lejos del Sol. Esta actividad incluye la liberación de gas y polvo, lo que indica que algo está pasando en su superficie. Entender Quirón puede darnos pistas sobre otros objetos similares en el sistema solar.

En julio de 2023, se observó a Quirón usando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) mientras estaba activo. Esta observación permitió a los científicos recopilar datos sobre el hielo y el gas presentes en la superficie de Quirón y en su Coma, que es una nube de gas y polvo que lo rodea. Este artículo presenta los hallazgos sobre los tipos de hielo y gases detectados, cómo se relacionan con la actividad de Quirón y qué significa esto para nuestra comprensión de estos cuerpos celestes.

Antecedentes sobre Quirón

Quirón tiene un diámetro de aproximadamente 215.6 kilómetros y refleja una pequeña cantidad de luz solar. Está ubicado entre las órbitas de Saturno y Urano, siendo parte de un grupo llamado centauros. Estos objetos a menudo muestran cambios en el brillo, lo que puede estar relacionado con explosiones de gas y polvo. Observaciones recientes notaron que el brillo de Quirón aumentó cuando pasó por su punto más alejado del Sol, conocido como afelio.

Los científicos creen que la actividad en centauros como Quirón está a menudo vinculada a la presencia de hielos volátiles, que pueden sublimarse o convertirse directamente en gas. Sin embargo, los detalles de cómo funcionan estos procesos todavía no se entienden del todo. Los niveles de actividad de Quirón fluctúan y la frecuencia de estas explosiones varía.

Observaciones con el Telescopio Espacial James Webb

En julio de 2023, el JWST observó a Quirón cuando estaba activo. El telescopio recopiló datos a través de un rango de longitudes de onda, permitiendo a los científicos analizar la composición química de la superficie de Quirón y su coma. Los datos incluyeron espectros de luz, que muestran cuánto se absorbe o emite luz a diferentes longitudes de onda.

Las observaciones utilizaron tres combinaciones diferentes de filtro de rejilla para captar un amplio espectro de luz de 0.97 a 5.27 micrómetros. Al comparar la luz de Quirón con datos de laboratorio conocidos, los científicos pudieron identificar características y componentes específicos presentes.

Hallazgos: Tipos de Hielo Detectados

El espectro del JWST reveló varios tipos de hielos volátiles en la superficie de Quirón, incluidos monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y etano (C2H6). La detección de estos hielos es significativa porque muestra que Quirón tiene una composición química diversa.

Un hallazgo importante fue la presencia de hielo de agua en una forma amorfa. Esto significa que en lugar de ser cristalino y estructurado, el hielo de agua está desordenado. Este hallazgo coincide con estudios anteriores que sugirieron que el hielo de agua en Quirón podría no estar bien organizado.

Emisiones de gas y Mecanismos de Actividad

Además del hielo, las observaciones detectaron emisiones de gas de la coma de Quirón. Se encontraron emisiones de fluorescencia para el metano, lo que indica que este gas se está produciendo activamente. Además, se detectó gas de monóxido de carbono, aunque no a un nivel claro por encima del ruido.

La presencia de estos gases sugiere que algo los está liberando de la superficie de Quirón. Una teoría es que el cambio de fase en el hielo de agua amorfo podría permitir que gases como el metano escapen. Cuando el hielo cambia de una forma densa a una forma menos densa a bajas temperaturas, los gases atrapados pueden liberarse.

Color y Composición de Superficie de Quirón

Quirón exhibe un color único que lo distingue de otros objetos observados por el JWST. Bajo una cierta longitud de onda, su espectro muestra un continuo azul. Este color azul sugiere una superficie carente de materiales orgánicos complejos que normalmente llevan a tonos rojizos. Este hallazgo plantea preguntas sobre qué ha dado forma a la superficie y la coma de Quirón.

Observaciones anteriores de otros centauros activos sugirieron una mezcla de colores debido a diferentes materiales, pero la coloración azul distintiva de Quirón podría indicar menos mezcla de materiales orgánicos en su composición.

Coexistencia de Hielo y Gas

La detección de tanto hielo como especies gaseosas en Quirón abre nuevas discusiones sobre las condiciones de la superficie del cuerpo. La existencia simultánea de hielo y gases sugiere una compleja interacción de procesos que ocurren en Quirón. La existencia de varios volátiles señala el potencial de actividad continua y cambios en la superficie de Quirón a medida que se mueve por el sistema solar.

A la luz de estos hallazgos, Quirón puede ser un estudio de caso valioso para entender cómo se comportan cuerpos similares. La coexistencia de hielo y gas ofrece perspectivas sobre el estado primordial del sistema solar exterior y la evolución de objetos celestes.

Direcciones de Investigación Futuras

Los resultados derivados de las observaciones del JWST de Quirón destacan numerosas áreas para la investigación futura. Un área clave de interés es analizar la actividad fluctuante de Quirón y cómo cambia su composición superficial con el tiempo. Esto puede involucrar seguir su actividad a través de diferentes puntos en su órbita.

Además, entender cómo las emisiones de hielo y gas de Quirón se relacionan con su distancia del Sol podría proporcionar pistas sobre los mecanismos de activación. Las investigaciones sobre cómo estos componentes interactúan en la superficie y dentro de la coma son cruciales.

Conclusión

Quirón es un objeto fascinante que sigue desafiando nuestra comprensión de los centauros. Las observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb revelan no solo la presencia de varios tipos de hielo y gases, sino que también sugieren mecanismos de actividad complejos en juego. El color azul distintivo y la coexistencia de múltiples especies químicas indican que Quirón podría tener una historia evolutiva única.

A medida que los científicos continúan examinando Quirón y otros cuerpos similares en nuestro sistema solar, es probable que se hagan nuevos descubrimientos. Estos hallazgos podrían cambiar nuestra comprensión de cómo se comportan y evolucionan los objetos celestes en el cosmos.

Fuente original

Título: Unveiling the ice and gas nature of active centaur (2060) Chiron using the James Webb Space Telescope

Resumen: (2060) Chiron is a large centaur that has been reported active on multiple occasions including during aphelion passage. Studies of Chirons coma during active periods have resulted in the detection of C(triple)N and CO outgassing. Significant work remains to be undertaken to comprehend the activation mechanisms on Chiron and the parent molecules of the gas phases detected. This work reports the study of the ices on Chirons surface and coma and seeks spectral indicators of volatiles associated with the activity. Additionally, we discuss how these detections could be related to the activation mechanism for Chiron and, potentially, other centaurs. In July 2023, the James Webb Space Telescope (JWST) observed Chiron when it was active near its aphelion. We present JWST/NIRSpec spectra from 0.97 to 5.27 microns with a resolving power of 1000, and compare them with laboratory data for identification of the spectral bands. We report the first detections on Chiron of absorption bands of several volatile ices, including CO2, CO, C2H6, C3H8, and C2H2. We also confirm the presence of water ice in its amorphous state. A key discovery arising from these data is the detection of fluorescence emissions of CH4, revealing the presence of a gas coma rich in this hyper-volatile molecule, which we also identify to be in non-local thermal equilibrium (nonLTE). CO2 gas emission is also detected in the fundamental stretching band at 4.27 microns. We argue that the presence of CH4 emission is the first proof of the desorption of CH4 due to a density phase transition of amorphous water ice at low temperature in agreement with the estimated temperature of Chiron during the JWST observations (61 K). Detection of photolytic and proton irradiation products of CH4 and CO2 on the surface, in the coma ice grains, or in the ring material is also detected via a forest of absorption features from 3.5 to 5.3 microns.

Autores: N. Pinilla-Alonso, J. Licandro, R. Brunetto, E. Henault, C. Schambeau, A. Guilbert-Lepoutre, J. Stansberry, I. Wong, J. I. Lunine, B. J. Holler, J. Emery, S. Protopapa, J. Cook, H. B. Hammel, G. L. Villanueva, S. N. Milam, D. Cruikshank, A. C. de Souza-Feliciano

Última actualización: 2024-07-10 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2407.07761

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.07761

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.

Artículos similares