Más allá de Neptuno existe una enorme población de cuerpos helados que lleva aproximadamente 4.500 millones de años orbitando al Sol. Son pequeños, oscuros y están tan lejos que algunos de ellos resultan prácticamente invisibles incluso para nuestros mejores telescopios.
NASA acaba de demostrar hasta dónde puede llegar. Por primera vez, los telescopios espaciales James Webb y Hubble trabajaron de forma coordinada para estudiar estos objetos transneptunianos (TNO): Webb observó principalmente en el infrarrojo mientras Hubble aportó datos en luz visible. El resultado fueron 27 nuevos objetos, algunos entre los más tenues detectados directamente en esta región del sistema solar.
Pero el descubrimiento importante no es que aparecieran 27. Es que los astrónomos esperaban encontrar muchos más objetos pequeños.
Webb consiguió ver algo comparable a unas luciérnagas colocadas sobre la Luna
El equipo observó apenas 0,05 grados cuadrados del cielo y utilizó una técnica denominada shift-and-stack: básicamente, combinar repetidamente imágenes teniendo en cuenta el movimiento esperado de los TNO para hacer emerger objetos demasiado tenues para resultar evidentes en una exposición individual. Un sistema de aprendizaje automático ayudó después a descartar falsos positivos.
La sensibilidad alcanzada fue extraordinaria. NASA compara el objeto más débil encontrado con intentar observar desde la Tierra un pequeño grupo de luciérnagas situado sobre la superficie de la Luna.
El tamaño exacto es más complicado de establecer porque los investigadores no ven discos definidos: estos cuerpos aparecen simplemente como puntos de luz y su diámetro debe inferirse asumiendo cuánto refleja su superficie. NASA sitúa el menor alrededor de 5 kilómetros, mientras que el estudio de distribución de tamaños estima unos 10 kilómetros para su detección más tenue suponiendo un albedo del 15%.
En cualquier caso, están entrando en un territorio que hasta ahora permanecía prácticamente oculto. Los propios investigadores señalan que las búsquedas desde tierra suelen quedarse aproximadamente en objetos de 50 kilómetros, mientras que anteriores búsquedas extremadamente profundas con Hubble rondaban los 30 kilómetros.
El problema es que esos objetos pequeños deberían ser más abundantes
Los TNO son especialmente interesantes porque funcionan como fósiles de la construcción del sistema solar. Hace miles de millones de años, polvo y pequeñas partículas del disco que rodeaba al Sol comenzaron a concentrarse formando planetesimales. En las regiones interiores muchos continuaron creciendo hasta terminar formando planetas. Más allá de Neptuno, una gran cantidad quedó varada en aquella etapa intermedia.
Por eso contar cuántos existen de cada tamaño permite poner a prueba los modelos que intentan reconstruir cómo ocurrió aquella formación. Y ahí apareció la anomalía.
La distribución encontrada por Webb presenta menos cuerpos diminutos de los que predicen algunos modelos de formación planetaria. Estudios anteriores ya habían insinuado una escasez semejante, pero el nuevo trabajo penetra más profundamente que cualquier búsqueda anterior.
Una posibilidad es que exista un tamaño mínimo a partir del cual el mecanismo que concentró los guijarros del disco protoplanetario deja de ser eficiente. En ese escenario, simplemente nunca llegaron a formarse tantos planetesimales diminutos como algunas simulaciones suponían.
Y los que sobrevivieron parecen recordar dónde nacieron
El segundo estudio añadió otra sorpresa. Hubble consiguió recuperar en luz visible 13 de los objetos detectados por Webb, permitiendo comparar sus colores desde aproximadamente 0,35 hasta 3,2 micras. Los astrónomos querían comprobar si miles de millones de años de impactos habían alterado especialmente las superficies de los cuerpos pequeños.
No encontraron esa ruptura.
Los pequeños TNO dinámicamente “fríos” siguen la misma secuencia de colores observada en objetos mayores de su familia, mientras que los dinámicamente excitados conservan una diversidad semejante a la de sus equivalentes grandes. El equipo interpreta esto como una señal de que esas propiedades podrían ser primordialmente heredadas de las regiones donde se formaron, en lugar de haber sido borradas por colisiones posteriores.
Más curioso todavía: las poblaciones “fría” y “caliente”, pese a haberse originado bajo condiciones diferentes, presentan distribuciones de tamaños sorprendentemente parecidas. Eso sugiere que el proceso que construyó los primeros planetesimales pudo ser menos sensible a la temperatura y densidad local del disco de lo que se esperaba.
Al final, Hubble y Webb no solo encontraron 27 pequeñas rocas heladas. Encontraron algo que los modelos no habían colocado allí correctamente: un vacío donde debería haber muchos más mundos pequeños.
