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Webb puede revelar cómo los planetas forman los diminutos cuerpos helados en los márgenes del Sistema Solar

el mas grande Resultados populares desde las primeras semanas de Telescopio espacial James Webb La investigación implicó ver galaxias enormes a través de las distancias y tiempos más remotos imaginables. Pero algunas de sus observaciones más reveladoras buscarán los objetos más pequeños vistos hasta ahora en los límites de nuestro sistema solar.

Usando la NIRCam de infrarrojo cercano de JSWT con observaciones ópticas casi simultáneas del Hubble, un equipo de astrónomos planea observar los objetos más pequeños jamás vistos en Cinturón de Kuiper De tres a cuatro veces más pequeño que cualquier cosa que la humanidad haya podido encontrar a esa distancia. En su observación, esperan resolver preguntas de larga data sobre las primeras etapas de formación de planetas en el sistema solar primitivo antes de que los planetas enanos como Plutón y Eris interrumpieran la mitad de la formación.

qué hay de nuevo – JWST afirma que es muy sensible en comparación con los instrumentos a los que los astrónomos tenían acceso en el pasado congelador wes, un astrónomo del Observatorio Astrofísico Dominion en Canadá. En 2003, algunos miembros de ese mismo equipo utilizaron lo que en ese momento era el instrumento más sensible, la Cámara Avanzada de Reconocimiento del Telescopio Espacial Hubble, instalada en 2002, para determinar la distribución del tamaño de los objetos en el Cinturón de Kuiper.

Este estudio produjo una de las imágenes más grandes y profundas del cielo jamás tomadas. Pero solo podía levantar unos pocos objetos de menos de 100 kilómetros de ancho. Incluso en una observación inicial relativamente corta como esta de unas 40 horas, el Telescopio Webb puede ver objetos dos veces más débiles (alrededor de 6x).

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Esto significa que el tamaño de los objetos observables más pequeños en el cinturón de Kuiper está a punto de colapsar de 20 kilómetros a unos cinco kilómetros. Y si bien eso puede no parecer una gran diferencia, Fraser señala que esta distinción es esencial para comprender la formación planetaria. «Parece haber cruzado un umbral relativamente crítico», dice Fraser. inverso.

New Horizons es la única sonda hasta la fecha que explora el Cinturón de Kuiper. Mark Garlick/Biblioteca de imágenes científicas/Biblioteca de imágenes científicas/Getty Images

Por qué eso importa – Ayudará a resolver un debate de larga duración. Los astrónomos tienen dos modelos diferentes para la formación de los primeros planetas. El más antiguo es un modelo de crecimiento jerárquico donde los guijarros chocan uno por uno y se forman en rocas que chocan y eventualmente se forman en planetas menores y así sucesivamente. El modelo más nuevo se conoce como colapso gravitacional, donde una nube de gas y polvo se junta y rápidamente forma objetos más grandes.

Ambos modelos producen resultados similares en el tamaño de los objetos que los astrónomos han observado fácilmente en el pasado. Pero los pequeños objetos del Cinturón de Kuiper que Webb podrá ver podrán probar ambos modelos.

Debido a su relativa ineficiencia, el modelo de crecimiento jerárquico producirá «una gran cantidad de objetos muy pequeños: menos del uno por ciento del polvo entra realmente en Plutón», dice Fraser. El modelo de colapso gravitacional es más efectivo para convertir objetos pequeños en planetas pequeños, y señala: «Debería ser muy fácil de distinguir, porque en uno verás 30 o 50 objetos, y en el otro, verás de 5 a 10.» Al ver cuántos objetos pequeños hay. En el Cinturón de Kuiper, los astrónomos tendrán una idea mucho mejor de los procesos que formaron los planetas en un principio.

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Debido a que usan JWST junto con Hubble, también podrán obtener datos visibles en la superficie de estos objetos, lo que significa que los astrónomos podrán saber si los objetos del Cinturón de Kuiper parecen haber golpeado con fuerza o si tienen superficies relativamente sin rasguños. . También podrán ver si es tan probable que ocurra en pares binarios como lo hacen los objetos más grandes, una de las pistas más importantes del colapso gravitacional.

JR1 1994 visto por New Horizons. El objeto, también llamado 15810 Arawn, fue uno de los primeros objetos del cinturón de Kuiper descubiertos aparte de Plutón o Caronte. NASA/JHUAPL/SwRI

Que sigue – El Dr. Fraser señala que este es solo el primer conjunto de observaciones y que seguramente ocurrirán más en el futuro. Las notas más largas podrán ver objetos aún más pequeños.

Pero lo que es más importante, los datos se comparten entre diferentes astrónomos. Otros astrónomos, incluso aquellos que entrenan a Webb en objetos más lejanos que en el patio trasero del Sistema Solar, están haciendo observaciones similares de la misma región del espacio. Esto provocó que me diera cuenta, dice Fraser: «Algo me vino a la mente hace aproximadamente un mes y ni siquiera he podido hablar con mis colegas al respecto todavía», «Es como, ‘Oh, Dios mío, podemos usar esta información exactamente de la misma manera que una observación planificada y obtenga la ciencia gratis. ! eso es genial «.

Después de hablar con colegas en varios subcampos de todo el mundo, el equipo ahora planea comenzar a usar otras observaciones además de las propias. Muchos astrónomos diferentes usarán la cámara web NIRCam para capturar los mismos tipos de tomas, con muchas exposiciones cortas seguidas, a lo largo del plano del eclipse en el Sistema Solar. Fraser señala que el equipo podrá reutilizar las imágenes, al igual que otros astrónomos podrán encontrar galaxias distantes en sus imágenes que «se desprenderán naturalmente de nuestros datos».

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Y en un caso, esto implicó reconectarse con viejos amigos que habían ido en diferentes direcciones en el campo. «Él trabaja en galaxias y cosmología, y yo trabajo en el sistema solar. No podrían ser más diferentes. Su software simplemente ejecuta un estudio cosmológico. De lo contrario, no tendría ninguna razón para hablar con él en un contexto profesional real. Y eso es realmente genial para mí».

Estas otras observaciones también serán de todo el sistema solar, lo que significa que «ahora tenemos la distribución dinámica de objetos de este tamaño», un resultado inesperado. En retrospectiva, a Fraser no le sorprende que las notas se puedan reenviar. Señala el hecho de que los astrónomos ya han comenzado a cambiar el propósito de las imágenes de lanzamiento iniciales: «Creo que en realidad es una de las cosas realmente geniales de una nueva capacidad como la que proporciona JWST, donde habrá todo tipo de datos capturados. que son útiles de maneras inesperadas Absolutamente los diseñadores originales nunca pensaron en eso «.

Para él, esto representa un cambio único en una generación. «Creo que esa es una de las cosas realmente hermosas de las que aún no se ha hablado, reunirá a grupos de astrónomos que nunca pensarían en hablar entre ellos de una manera que no se obtiene de otras instalaciones… eso es muy, muy salvaje para mí».