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sobre Plutón y las pretensiones planetarias de los objetos Kuiper.
Plutón debe seguir como el rey de los objetos Kuiper hasta que se encuentre algo más grande más allá de Neptuno.
por Robert Sanders
traducción: Jesús Guerrero
Pregúntele a cualquier niño cuántos planetas hay en nuestro Sistema Solar y conseguirá una respuesta firme: nueve. Pero si llamas a la puerta del departamento de astronomía de Berkeley, escucharás en medio de devaneos y tartamudeos, un amplio rango de números.
El profesor Gibor Basri, quien pronto va a proponer una definición formal de "planeta" al cuerpo internacional que nombra los objetos astronómicos, defiende que hay por lo menos 14 planetas y quizás tantos como 20. A la lista conocida de nueve, él agrega varios asteroides grandes y algunos objetos del distante enjambre rocoso conocido con el nombre del Cinturón Kuiper, más allá de la órbita de Neptuno.
Por otro lado, la profesora Imke de Pater y el profesor asistente Eugene Chiang, miran a Plutón por encima del hombro. Ellos dicen que Plutón es simplemente una piedra grande, miembro constituyente del Cinturón Kuiper y un cachorro de Neptuno alrededor del Sistema Solar.
No tan rápido, dice el profesor Alex Filippenko: La Unión Astronómica Internacional (IAU), que reglamenta los nombres para los cuerpos astronómicos, ha establecido oficialmente que Plutón sigue siendo un planeta, por lo menos de momento. Así hay oficialmente, nueve planetas, aunque pone un poco de reparos a la definición. Ante sus estudiantes, él deja claro que Plutón es más un KBO (Objeto del Cinturón Kuiper) aunque "extraordinariamente grande".
El profesor Geoffrey Marcy y la astrónoma investigadora Debra Fischer, ambos "cazadores de planetas" dentro del departamento, también prefieren persistir en nueve el número de planetas, aunque establecen que anteriormente muy en el pasado el Sol debió reunir entre 12 o 14 planetas y probablemente en el futuro, dentro de unos cinco mil millones años, perderá a Mercurio y Plutón, cayendo la cuenta a siete.
Lunas, fusores, enanas marrones.
Esta diferencia de opinión dentro del departamento de astronomía es parte de un gran debate en la comunidad astronómica sobre lo que constituye un planeta. Proporciona horas interminables de debate en salones, con pocas esperanzas de solución en el futuro cercano.
"Es algo perturbador que actualmente nosotros no tengamos una definición de lo que es un planeta", dice Basri. "A las personas les gusta clasificar las cosas. Nosotros vivimos en un planeta; sería bueno saber lo que eso es".
Por largo tiempo, la IAU ha esquivado cualquier definición formal, dice Basri, porque una buena definición podría sacar a Plutón de la lista y relegarlo a "planeta menor" o aun peor, a cometa. Basri ha propuesto una definición que mantiene a Plutón en el borde de la denominación, pero que necesariamente trae a otros objetos que hasta ahora no habían sido considerado planetas -- objetos con nombres como Vesta, Pallas y Ceres, ahora considerados asteroides, o KBO como Varuna.
Él está preparando una definición formal para proponerla ante el Grupo de trabajo de planetas extrasolares de la IAU y ha anunciado un artículo en su sitio Web acerca de esta definición y los argumentos de por qué adoptarla. "Hace 10 años, yo estaría un poco sorprendido si el IAU no hubiera adoptado algo de lo que yo estoy proponiendo, pues es razonable", dijo Basri.
La mayoría de los astrónomos y la IAU están de acuerdo que los planetas deben estar girando en torno a una estrella -- o más precisamente, a un objeto lo suficientemente grande para encender la fusión de hidrógeno en su centro (lo que Basri llama un fusor). El Grupo de trabajo de la IAU también excluye algo, esta estrella es lo suficientemente grande para manejar la fusión en el núcleo. Este acuerdo general excluye a las lunas, así sean tan grandes como Ganímedes, casi del tamaño de Marte, pero que se encuentra girando en torno a Júpiter en lugar de una estrella.
La definición también excluye las estrellas fallidas, denominadas enanas marrones, ya que son demasiada pequeñas para ser estrellas, pero demasiado grandes para ser planetas. Éstos son los asuntos de la investigación de Basri.
En 1995, él fue el primero en obtener un espectro que confirmaba la existencia de las enanas marrones y se ha concentrado en las pruebas que distinguen a las enanas marrones de las estrellas de poca masa.
Este trabajo lo llevó a enfocarse en la masa como una manera de distinguir entre los planetas y no-planetas. Él propone un límite superior natural para un "objeto de masa planetaria" de aproximadamente unas 13 veces la masa de Júpiter, aproximadamente unas 4.000 planetas Tierra. A este tamaño, la gravedad causará un objeto que emite calor, como pasa con Júpiter, pero la presión hacia el centro no será lo suficiente para fundir el elemento más fácil de fundir, el deuterio o hidrógeno pesado. Al ser más grandes, las estrellas y las enanas marrones son capaces de fundir el deuterio. Basri defiende así su denominación de "objeto de masa planetaria" o planemo, como aquel objeto demasiado pequeño para lograr cualquier tipo de fusión.
Un límite inferior natural a la masa de un planemo, sería aquel cuerpo lo suficientemente grande para que su misma gravedad lo aplastara en una forma redonda. Por término medio, eso sería aproximadamente unos 700 kilómetros de diámetro, aunque este número no es concluyente -- una pelota de hierro como Mercurio, podría ser más pequeña y redonda, mientras que objetos helados como Plutón necesitarían ser más grandes para lograr la redondez. Este límite excluye a casi todos los asteroides y KBO, la mayoría de los cuales se parecen a una patata.
"El límite superior de una masa planetaria es el límite de fusión y el más bajo límite es la redondez", "esta definición no depende de circunstancia u origen". Basri, entonces se basa en la otra propiedad tradicional de planetas para alcanzar una definición final: un planeta es un planemo que gira en torno a un fusor.
"Si usted toma esta definición, no tiene ningún problema en denominar a estos objetos", incluyendo muchos de los nuevos planetas extrasolares que Geoff Marcy y Debra Fischer están descubriendo.
Marcy discrepa. En su búsqueda de planetas alrededor de otras estrellas--él y sus colegas han encontrado más de las dos terceras partes de todos los planetas extrasolares conocidos -- él se ha encontrado con sistemas planetarios que no son tan tradicionales. Hace dos años, su equipo descubrió dos cuerpos que giran en torno a la estrella HD168443 -- uno con una masa de aproximadamente 7,6 veces la de Júpiter y el otro, unas 17 veces. Basri llamaría a este sistema planetario uno compuesto por un planeta de gas gigante y una compañera enana marrón -- la clase de un sistema binario fallido, donde una estrella no fue lo suficientemente grande para lograr el grado.
Toma la palabra nuestro anfitrión, un gurú en astronomía, David Letterman, examinando a Marcy sobre estos dos objetos. Marcy admitió que el mayor de los objetos era tan grande que "ni siquiera se parece a un planeta". Nosotros no sabemos como llamarlo ¿Es un planeta? ¿Es una estrella? ¿Es algo intermedio? Nosotros quedamos consternados. A lo que Letterman preguntó "bien, ¿si es el infierno, que vamos a hacer?
"Nosotros nos confundimos" admitió Marcy.
"Corran por sus vidas", respondió Letterman.
Marcy y Fischer creen que la consideración debe darse en función de cómo se formó el objeto, con el nombre de "planeta" reservado para los objetos que se han formado en los discos de acreción alrededor de una estrella. En la nube primigenia de polvo y gas de la que se forma la estrella, las motas coalescentes de polvo se unen a las más grandes hasta que son lo suficientemente grandes para que su propia gravedad barra activamente más material. Algo que se forme de esta manera alrededor de una estrella, debe llamarse planeta. Las estrellas y las enanas marrones se forman de manera diferente, en el medio de una nebulosa revuelta, proporcionando una manera de diferenciar los planetas del resto.
Pero, Basri se opone "yo no pienso que nosotros debamos definir lo que sea un objeto basado en la forma cómo se formó, porque no sabemos lo suficiente sobre los mecanismos de la formación y no se puede observar fácilmente cómo se formó. Nadie sabe, hasta ahora, cómo se forma una enana marrón y si lanzamos ideas, hay algunos que dudan si Júpiter se formó de la misma manera que el resto de los planetas. Pregunto entonces, ¿Le vamos a quitar a Júpiter su status de planeta si se descubre que se formó de manera similar a una enana marrón?
Una taxonomía de planetas.
Marcy y Fischer creen que asignando una firme definición de planeta también se puede encasillar a los astrónomos en una taxonomía, que pronto se pondrá obsoleta, cuando se descubran nuevas variedades de planetas en la galaxia.
"Yo pienso que siempre que se intenta dibujar líneas delgadas se tiene un problema" expresa Fischer. "Nosotros debemos ser mucho más humildes y decir que estamos llamando a estas cosas "planetas", porque tenemos ese precedente histórico, esa inercia histórica. Admitamos al final que los límites para gran masa y baja masa han sido completamente arbitrarios y que algunas cosas no encajan con nuestro "esquema de clasificación".
"Es demasiado temprano para definir lo que es un planeta", dice Marcy. "Nadie habría predicho hace 10 años que tendríamos cualquier planeta extrasolar. Aunque nosotros hemos encontrado ahora más de 100 de ellos, éstos todavía son los días tempranos en la "caza planetaria".
Él anticipa que se encontrarán planetas entre el 70-80 por ciento de todas las estrellas, siendo la mayoría de éstos, sistemas múltiples de planetas. Y aunque ningún planeta tamaño Tierra se ha descubierto todavía, la Vía Láctea podría albergar cientos de millones de Tierras.
"Es un poco arrogante, pienso yo, para nosotros el imaginar que entendemos todo el espectro de lo que está afuera. ¿Realmente estamos en posición de redefinir todas las cosas, por los últimos descubrimientos? En una década o dos, nuestras concepciones pueden parecer incompletas de nuevo", dijo Fischer
Basri se mofa a estas objeciones. "Eso es como decir que nosotros no debemos definir lo que es una estrella hasta que nosotros no entendamos en todas sus partes, la formación de estrellas y las raras estrellas binarias y así sucesivamente. Si nosotros definimos un planeta basado en las propiedades básicas observables de estos objetos, las personas después pueden aplicar cualquier clase de adjetivos sin modificar básicamente de lo que están hablando.
Cuando Neptuno domina.
Imke de Pater, quien usa radiotelescopios y telescopios ópticos para estudiar planetas tales como Júpiter y Neptuno y la actividad volcánica en la luna de Júpiter, Io, también piensa que la forma en cómo se constituyó un cuerpo no deben representar una diferencia a la hora de decidir si un cuerpo es un planeta. "Yo diría que un planeta es un cuerpo en órbita a una estrella, pero no formando parte de enjambres mayores, como los asteroides en el cinturón principal de asteroide o el cinturón Kuiper", ella propone. "Un planeta también tendría que estar en una órbita estable durante unos mil millones años--no debe ser un KBO en tránsito a volverse un cometa".
Eugene Chiang, un nuevo miembro del Centro Marcy para los Estudios Planetarios Integradores, conoce bien estos enjambres. Él es la parte de un equipo llamado "Estudio Eclíptica Profunda" que está examinando el plano del Sistema Solar en busca de tantos Objetos del cinturón Kuiper como se puedan encontrar. Desde 1998, ellos han descubierto unos 250 de un total de unos 600, todos ellos más allá de la órbita de Neptuno, unos 30 veces más lejos que la distancia Sol - Tierra.
Plutón, anota Chiang, es el más grande de los objetos del cinturón Kuiper y su órbita, así como la de todos los KBO, se encuentra dominada por Neptuno. De hecho, su orbita está capturada por Neptuno: Plutón pasa dos veces por el Sol, por cada tres de Neptuno. Una gran cantidad de objetos en el Cinturón Kuiper se han denominado “plutinos” porque se encuentran gobernados por esta misma relación 3:2, que se llama resonancia. De los 100 KBO que Chiang ha estudiado, el 25 por ciento de ellos se encuentran en resonancia con Neptuno.
"El cinturón principal de asteroides se encuentra dominado por Júpiter y el Cinturón Kuiper por Neptuno, ¿Deben llamarse planetas a los objetos situados en estos cinturones?". Chiang razona "cómo el cinturón Kuiper es una fuente de muchos cometas de corto período, que se zambullen hacia el interior del Sistema Solar, incluso Plutón podría denominarse como cometa.
El interés de Chiang en los KBO con órbitas resonantes viene de su teoría que los planetas emigran hacia el centro o afuera del sistema, después de su formación inicial. Muchos objetos con órbitas resonantes con Neptuno sustentan el modelo de emigración hacia el exterior. Neptuno ha pastoreado y capturado sus órbitas haciéndolas resonantes.
La teoría podría explicar algunos de los extraños sistemas planetarios que Marcy, Fischer, Paul Butler y otros, han encontrado, en donde grandes planetas gaseosos se encuentran terriblemente cercanos a la estrella central, en contraste con nuestro propio Sistema Solar, en donde se encuentran más lejanos. Las interacciones gravitatorias entre los planetas gigantes gaseosos y el disco de polvo y gas u objetos pequeños, llamados planetesimales, pueden eyectar a los planetas, en la historia temprana de un sistema planetario.
El caso Plutón.
Ninguno siente que Plutón necesite seguir siendo un planeta por las razones históricas, expresa Basri, pero si porque encaja en una consecuente y razonable definición de un objeto de masa planetaria que gira en torno a un fusor. ¿Si incluimos a Plutón, cómo podemos excluir a otros objetos del cinturón de asteroides y del cinturón Kuiper que parecen casi idénticos?
No hay realmente ninguna diferencia entre Mercurio y Ceres, dice él, cualquier definición consistente de planeta tendría que incluir a ambos. Él sugiere llamar a los ocho planetas indiscutibles como "planetas mayores" y los otros, incluso Plutón, cómo "planetas menores" -- una denominación dada a los asteroides antes que su número se disparara como un cohete. Pero todos ellos son planetas.
"He pensado esto durante los últimos dos años y creo que he visto todos los argumentos, los he masticado, he jugado con ellos, así que pienso que estoy listo", expresa Basri. "Eso no significa que nadie más lo esté".
Si se acepta la definición propuesta por Basri, el número de planetas en el sistema solar continuará creciendo en la misma medida que se descubran nuevos objetos en el Cinturón Kuiper.
El equipo de Caltech que descubrió el año pasado el hasta ahora más grande KBO conocido y que nombraron Quaoar, la fuerza de la creación en la mitología indígena de California, estima que pueden encontrar entre 5 a 10 nuevos objetos de las mismas características en el Cinturón Kuiper. Quaoar tiene la mitad del diámetro de Plutón. Con los últimos descubrimientos, esto significa unos 25 planetas eventuales.
Algún día, los niños pueden estar interrogando a sus padres con nombres de planetas, como Vesta, Quaoar y Varuna, si no Ixion o Radamanthus. Ellos estarán ahí -- por lo menos dentro de los próximos mil millones años -- así que sería bueno acostumbrarse a ellos.