Gerard Kuiper
(07 de
diciembre de 1905, Tuitjenhorn, Países Bajos - 23 de diciembre de 1973, Ciudad
de México, México)
Por: Jesús
A. Guerrero Ordáz
Asociación
Larense de Astronomía, ALDA
Gerard Peter Kuiper (nacido Gerrit Pieter Kuiper) fue un
astrónomo, científico planetario, selenógrafo, y profesor neerlandés,
nacionalizado estadounidense que realizó importantes descubrimientos sobre la
estructura del Sistema Solar. El anillo de cuerpos congelados que rodea a
nuestro sistema planetario recibe el nombre del cinturón de Kuiper en su
honor. Es considerado por muchos como el padre de la ciencia planetaria moderna.
Gerard Kuiper, nació en la población de Tuitjenhorn, en la
municipalidad de Haringcarspel, ahora Harenkarspel, el 07 de
diciembre de 1905. Hijo de Gerrit Kuiper, de profesión sastre, y
de Antje de Vries. Fue el mayor de cuatro hijos. Sus hermanos
fueron Augusta, Pieter y Nicolaas.
Desde muy joven le nació el interés por la astronomía debido a la lectura de los
escritos filosóficos y cosmológicos de Descartes. Su padre y su
abuelo lo alentaron, regalándole un pequeño telescopio. A simple vista,
Kuiper realizó bocetos durante todo un invierno para registrar los
miembros más débiles del cúmulo estelar de Las Pléyades. Sus
observaciones las remitió al Observatorio de Leiden, quienes al cotejar
los resultados observaron que Kuiper había registrado estrellas
hasta la 7m,5, casi cuatro veces más débil que las visibles a simple vista. Esto
asombró a los astrónomos. Incluso en sus últimos años de vida, la agudeza visual
de Kuiper fue excepcional.
Estudió en la Universidad de Leiden en 1924, donde por aquel entonces se
había congregado un gran número de astrónomos. Entabló amistad con sus
compañeros Bart Bok y Pieter Oosterhoff, y recibió
clases de Ejnar Hertzsprung, Antonie Pannekoek,
Willem de Sitter, Jan Woltjer, Jan Oort y
el físico Paul Ehrenfest. Obtuvo su título de candidato a doctor
en Astronomía en 1927 y continuó inmediatamente con sus estudios de posgrado.
Kuiper recibió su doctorado de la Universidad de Leiden en los
Países Bajos con su tesis sobre estrellas binarias, realizada junto con
Hertzsprung en 1933.
Durante su época de estudiante, Kuiper se unió a la expedición
holandesa para observar el eclipse solar en Sumatra en 1929. En su
estadía de 8 meses aprendió malayo y recorrió las aldeas nativas estudiando las
costumbres locales. En la víspera del eclipse, descubrió que habían orientado
incorrectamente la rendija del espectrógrafo en una de las cámaras; la
corrección se realizó justo a tiempo para obtener datos importantes durante el
eclipse.
En
1929, Kuiper inició correspondencia con Robert Aitken,
especialista en estrellas binarias, del Observatorio Lick de la
Universidad de California. Le remitió sus observaciones y le presentó sus
primeras mediciones y análisis. También le explicó a Aitken la
esencia del estudio estadístico que lo ocuparía durante más de una década.
Kuiper realizó su tesis doctoral sobre estrellas binarias
junto con Hertzsprung, y obtuvo su doctorado al finalizar este
trabajo en 1933. Ese mismo año viajó a Estados Unidos para convertirse en
becario Kellogg en el Observatorio Lick.
Bajo la tutela de Robert Aitken, Kuiper continuó su
trabajo sobre estrellas binarias en el Observatorio Lick, donde examinó
sistemáticamente estrellas con gran paralaje en busca de duplicidad. Había
pospuesto la publicación de su tesis hasta poder mejorar los datos
observacionales de estrellas dobles con grandes diferencias de brillo entre sus
componentes. Al observar estrellas dobles visuales con los telescopios
refractores de 12 pulgadas (0,3 metros) y 36 pulgadas (0,91 metros) y realizar
mediciones del índice de color con el reflector Crossley de 36 pulgadas (0,91
metros), descubrió numerosos sistemas binarios y muchas estrellas enanas
blancas.
El
trabajo en Lick lo realizó hasta 1935, cuando obtuvo un cargo en el
Observatorio del Harvard College, donde conoció a Sarah Parker Fuller
(1913-2000), con quien se casó el 20 de junio de 1936. Aunque había planeado
mudarse a Java para trabajar en el Observatorio Bosscha, aceptó un puesto
en el Observatorio Yerkes de la Universidad de Chicago y obtuvo la
ciudadanía estadounidense en 1937.
Como nuevo astrónomo de la plantilla de Yerkes, Kuiper
contribuyó decisivamente a lo que William Morgan denominó el
renacimiento del observatorio, iniciado por Otto Struve
en 1932. La incorporación de Kuiper al equipo de
Subrahmanyan Chandrasekhar, Bengt Strömgren y
William Morgan actuó como poderoso estímulo para la labor científica
realizada en el observatorio en la décadas de los años 1930 y 1940.
A
comienzos de 1941, Kuiper se dedicó a estudiar el sistema estelar
de Beta Lyrae. En un importante artículo sobre este sistema estelar
doble, Kuiper introdujo el término «binarias de contacto».
En dicho trabajo también reconoció que el material acretado por la estrella más
pequeña formaría un anillo a su alrededor; de este modo, anticipó la existencia
de los discos de acreción en estrellas binarias con transferencia de
masa, cuya gran importancia se reconoce hoy en día.
Durante la Segunda Guerra Mundial (1943-1945), Kuiper solicitó una
licencia en la Universidad de Chicago y se incorporó al personal del Laboratorio
de Investigación de Radio de Harvard, donde trabajó en las medidas para
contrarrestar la acción del radar.
Durante una breve pausa en sus labores relacionadas con la guerra, en el
invierno de 1943, Kuiper regresó al Observatorio McDonald e
incluyó en su programa de observación un estudio espectroscópico de los planetas
principales, los satélites galileanos de Júpiter, Tritón y cuatro
de los satélites de Saturno, incluido Titán. Detectó la banda de
metano de 6190 angstroms en Titán, lo que supuso la primera detección de
una atmósfera en un satélite. En 1944 escribió: «Resulta de especial interés
que esta atmósfera contenga gases ricos en átomos de hidrógeno; dichos gases se
habían asociado anteriormente con cuerpos que poseen una elevada gravedad
superficial». En 1944 descubrió dióxido de carbono en la atmósfera de
Marte.
En
febrero de 1948, Kuiper descubrió y nombró un quinto satélite de
Urano (Miranda) en fotografías tomadas para determinar las
magnitudes relativas de los cuatro satélites conocidos. En una búsqueda
sistemática de satélites exteriores e interiores de los planetas, descubrió
Nereida, la segunda luna de Neptuno, en mayo de 1949.
De
1947 a 1949, Kuiper se desempeñó como director del Observatorio
Yerkes, trabajando también en el Observatorio McDonald en el oeste de
Texas. En el año 1949, Kuiper inició el estudio de asteroides de
los observatorios Yerkes y McDonald, hasta el año 1952.
A
principios de la década del 50, Kuiper desarrolló una teoría sobre
el origen del Sistema Solar. En 1945, George Gamow y Joseph
Allen Hynek habían llamado la atención de los astrónomos estadounidenses
sobre un importante trabajo sobre este tema, publicado un año antes por
Carl Friedrich von Weizsacker en la Alemania devastada por la guerra.
Atraído por la recuperación cuantitativa que von Weizsacker hizo
de la teoría de la nebulosa solar de Descartes y Kant,
e influenciado aparentemente por el trabajo de Hendrik Petrus Berlage
y Dirk ter Haar, Kuiper amplió la teoría,
argumentando que podrían producirse inestabilidades gravitacionales a gran
escala en la nebulosa solar en rotación; estas regiones serían estables frente a
la fuerza de marea del Sol, y el material en ellas podría comenzar a
condensarse. Las grandes condensaciones se convirtieron finalmente en los
protoplanetas, de los cuales existía uno por cada planeta actual, formados en
las partes centrales de las condensaciones, con satélites en los extremos. El
gas no condensado, que constituye la mayor parte de la masa inicial de los
protoplanetas, sería disipado hacia las partes exteriores de la nebulosa por el
viento solar. Excepto por el importante papel que desempeña el viento solar, la
teoría de Kuiper es básicamente una teoría gravitacional en la que el
momento angular se pierde por medios convencionales; teorías más recientes han
demostrado que otros mecanismos, como los campos magnéticos y eléctricos, son
necesarios para transferir momento en la nebulosa que se contrae y rota.
Gerard Kuiper (derecha) con el
astrónomo Ewen Whitaker en Tucson, en el entonces recién creado Laboratorio
Lunar y Planetario.
Crédito: Universidad de Arizona
Kuiper reconoció que ciertos satélites y algunas clases de asteroides
no encajaban en el modelo sencillo que había esbozado; así, en una extensa serie
de artículos publicados entre 1950 y 1956, exploró las particularidades del
Sistema Solar: los satélites planetarios irregulares, los asteroides troyanos,
los cometas, Plutón, el sistema Tierra-Luna y otros objetos, en un esfuerzo por
comprender sus orígenes y su evolución dinámica.
En
1951, en un artículo publicado en Astrophysics: A Topical Symposium,
Kuiper especuló que un gran disco de pequeños cuerpos astronómicos se
formó al principio de la evolución del Sistema Solar. Sugirió que el disco
consistía en "restos de agrupaciones originales que han perdido muchos
miembros que se convirtieron en asteroides errantes, de forma similar a como ha
ocurrido con los cúmulos galácticos abiertos que se disuelven en estrellas".
En otro artículo, basado en una conferencia que Kuiper impartió en
1950, también titulada Sobre el origen del Sistema Solar, Kuiper
escribió sobre la "región más externa de la nebulosa solar, de 38 a 50
unidades astronómicas (es decir, justo fuera del proto-Neptuno)", donde "debieron
formarse productos de condensación (hielos de H2O, NH3, CH4 , entre otros), y
los copos debieron acumularse lentamente y formar agregados más grandes,
estimados en alcanzar hasta 1 km o más de tamaño". Continuó escribiendo que
«estas condensaciones parecen explicar los cometas, en tamaño, número y
composición». Según Kuiper, «el planeta Plutón, que barre
toda la zona de 30 a 50 unidades astronómicas, es considerado responsable de
haber iniciado la dispersión de los cometas por todo el Sistema Solar». Se
dice que Kuiper partía de la suposición, común en su época, de que
Plutón tenía el tamaño de la Tierra y, por lo tanto, había
dispersado estos cuerpos hacia la nube de Oort o fuera del Sistema Solar;
no existiría hoy el cinturón de Kuiper si esto fuera correcto. El nombre
«cinturón de Kuiper» se le dio a la región en la década de 1980; fue
utilizado por primera vez en una publicación por Scott Tremaine en
1988.
El
problema del origen del Sistema Solar atrajo a muchos investigadores durante las
décadas de 1950 y 1960, lo que acabó relegando a un segundo plano la teoría
gravitacional de Kuiper. Fue con gran satisfacción que retomó el tema en
1972, con una obra importante que solo llegó a terminarse y publicarse
parcialmente tras su muerte.
En
la década de 1950, la colaboración interdisciplinaria de Kuiper
con el geoquímico y premio Nobel Harold C. Urey para comprender la
evolución térmica de la Luna degeneró en una disputa, cuando ambos se
enfrascaron en lo que se conoció como la controversia de la "Luna caliente,
Luna fría". Su distanciamiento, en parte debido a una disputa científica,
también reflejó el desafío de mantener relaciones profesionales entre
disciplinas científicas superpuestas pero distintas.
De
1950 a 1960 fue profesor en la Universidad de Chicago, y en los años 1957
a 1959, Kuiper volvió a ser director de los Observatorios
Yerkes y McDonald.
Kuiper fue el director de tesis doctoral de Carl Sagan.
En 1958, ambos trabajaron en el proyecto militar clasificado A119, un
plan secreto de la Fuerza Aérea de Estados Unidos para detonar una ojiva nuclear
en la Luna. En 1959, envió a Jürgen Stock a Chile para buscar
emplazamientos adecuados para un observatorio en el hemisferio sur, quien
finalmente identificaría el lugar para el Observatorio Interamericano de
Cerro Tololo (CTIO) en 1962. Años después, en 1971, Stock
seleccionaría el sitio del Observatorio Astronómico Nacional (OAN) de
Venezuela, en el estado Mérida.
En
1960, Kuiper se trasladó a Tucson, Arizona, para fundar el
Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, donde
ejerció como director durante el resto de su vida, hasta su fallecimiento en
1973.
En
la década de 1960, Kuiper ayudó a identificar lugares de
aterrizaje en la Luna para el programa Apolo. Kuiper
descubrió varias estrellas binarias a las que se les asignaron "números de
Kuiper" para identificarlas (ejemplo KUI 79).
Kuiper Airborne Observatory (KAO),
Observatorio Aerotransportado Kuiper. Activo desde 1974 hasta 1995.
En
1974, la NASA activó el Observatorio Aerotransportado Kuiper, KAO, el
cual constaba de un telescopio reflector Cassegrain con una apertura de 36
pulgadas (91,5 cm) montado en un avión de transporte C-141. Este avión tenía una
autonomía de unos 10.000 km y alcanzaba una altitud de vuelo 45.000 pies (14 km),
lo que le permitía realizar observaciones por encima del vapor de agua en
longitudes de onda entre 1 y 500 μm del espectro. Estas características le
permitieron al KAO la detección de los anillos planetarios de Urano en 1977 y la
identificación definitiva de la atmósfera de Plutón en 1988. También fue usado
para estudiar el origen y distribución del agua y moléculas orgánicas en
regiones de formación estelar y en las regiones interestelares. Los astrónomos
del Kuiper Airbone Observatory también investigaron los discos que rodean
algunas estrellas probablemente asociados a la formación de planetas alrededor
de las mismas. Se hicieron observaciones más lejanas en el espacio, como las
potentes emisiones del infrarrojo lejano procedentes de centro de nuestra
galaxia y de otras galaxias. También se rastreó la formación de elementos
pesados como hierro, níquel y cobalto por la fusión masiva de la explosión de la
supernova 1987A. Kuiper fue pionero en la observación astronómica
desde aviones. En 1967 en un avión Convair 990 de la NASA, equipado con
un telescopio, realizó observaciones astronómicas infrarrojas a 40.000 pies de
altura (12,2 km).
Entre los honores que recibió se encuentran:
·
Edificio
Gerard P. Kuiper de Ciencias Espaciales en la Universidad de Arizona.
·
En 1951,
Kuiper recibió el Premio Jules Janssen de la Société astronomique de France
(Sociedad Astronómica de Francia).
·
En 1959,
Kuiper ganó la Cátedra Henry Norris Russell de la Sociedad Astronómica
Estadounidense.
·
En 1971,
Kuiper recibió la Medalla de Oro Kepler de la Asociación Estadounidense para el
Avance de la Ciencia y del Instituto Franklin.
·
Además del
planeta menor 1776 Kuiper, tres cráteres (Mercurio, Lunar y Marte), la escarpa
de Kuiper en la Antártida y el ahora fuera de servicio Observatorio
Aerotransportado Kuiper.
Kuiper murió a los 68 años de un ataque al corazón el 23 de
diciembre de 1973 en la Ciudad de México, mientras estaba de vacaciones con su
esposa.
Referencias bibliográficas.
https://en.wikipedia.org/wiki/Gerard_Kuiper
https://science.nasa.gov/people/gerard-kuiper/
https://www.britannica.com/biography/Gerard-Peter-Kuiper
https://www.nasonline.org/wp-content/uploads/2024/06/kuiper-gerard.pdf
