miércoles, 9 de agosto de 2017

El Planeta 9, el Planeta 10 y los misterios de los confines del sistema solar
por Daniel Marín



El sistema solar no acaba en Neptuno. Más allá se encuentran miles de cuerpos helados agrupados en el cinturón de Kuiper, la —hipotética— nube de Oort y otras estructuras que todavía no están demasiado claras. Pero en principio ninguno de estos pequeños mundos se puede comparar con los ocho planetas interiores. ¿O no? Ya desde el siglo XIX los astrónomos imaginaron que podía haber un planeta de gran tamaño más allá de Neptuno en base a supuestas anomalías en su órbita. El hipotético mundo que perturbaba la órbita de Neptuno fue bautizado con el nombre de Planeta X por el astrónomo Percival Lowell. Tras décadas de búsqueda, en 1930 Clyde Tombaugh descubrió al fin un planeta observando desde el mismo observatorio del fallecido Lowell. Pero pronto se descubrió que Plutón, como sería bautizado este nuevo mundo, era demasiado pequeño para ser el ansiado Planeta X. 

¿Existe un planeta 10 del tamaño de Marte en el exterior del cinturón de Kuiper? (Heather Roper/LPL).


Muchos otros astrónomos continuaron con la búsqueda, aunque los cálculos cada vez más precisos de la masa de Neptuno redujeron progresivamente el tamaño del supuesto planeta. Finalmente, cuando la Voyager 2 pasó por Neptuno en 1989 y midió su masa con gran precisión se comprobó que no había discrepancia alguna en la órbita del planeta. Los astrónomos habían estado persiguiendo un fantasma durante más de un siglo. ¿Terminaba así la historia del Planeta X? No exactamente.

En los años 90 se descubrieron los primeros objetos del cinturón de Kuiper (KBOs) —un anillo de cuerpos helados situados entre 30 y 50 Unidades Astronómicas (UA) del Sol—, aunque en realidad Plutón siempre había sido un ‘simple’ KBO venido a más. Estos objetos contienen muchos volátiles —o sea hielos (metano, nitrógeno, dióxido de carbono y agua)—, pero también una gran cantidad de minerales rocosos. Entonces, ¿por qué no podría existir un ‘súper KBO’ del tamaño de la Tierra en las regiones más exteriores del cinturón de Kuiper? Además, uno o varios planetas de este tipo podría ser el causante de la forma del cinturón de Kuiper o de los episodios de extinción provocados por lluvias de cometas (algo así como la hipótesis de Némesis, pero a pequeña escala). El Planeta X había vuelto.

Pero las observaciones a principios de este siglo mediante telescopios espaciales infrarrojos —especialmente el telescopio WISE— echaron un jarro de agua fría a los más optimistas. Cualquier mundo, por grande que sea, situado en los límites exteriores del sistema solar tiene un brillo en el espectro visible despreciable, a lo que no ayuda el que su superficie esté cubierta de sustancias orgánicas oscuras, como hemos visto en Plutón. Sin embargo, los telescopios infrarrojos son capaces de ver el calor que emitirían estos lejanos mundos de tamaño planetario, salvo que estén excepcionalmente lejos. Los resultados de las observaciones en infrarrojo descartaban la existencia de enanas marrones o planetas gigantes lejos del Sol a distancias enormes, pero también la de planetas como la Tierra localizados en la parte interna del cinturón de Kuiper. Otra vez decíamos adiós al Planeta X.

No tan rápido. Durante la década pasada se descubrieron numerosos objetos transneptunianos (TNOs) con órbitas extremadamente elípticas y/o una inclinación considerable con respecto al plano de la eclíptica (el plano en el que orbitan los ocho planetas). Algunos de estos cuerpos no pertenecían al cinturón de Kuiper clásico y con otros la cosa no estaba muy clara. En 2003 el descubrimiento de Sedna, con un afelio —punto más lejano al Sol— de casi mil UA (!) y un perihelio de 76 UA, había sido considerado como la primera detección de un cuerpo localizado en una órbita intermedia entre el cinturón de Kuiper y la hipotética nube de Oort. (Un inciso para aquellos que se líen con los nombres: si no sabemos a ciencia cierta si un objeto pertenece o no al cinturón de Kuiper usamos el término ‘objeto transneptuniano’ o TNO. Por definición todos los KBOs son TNOs, pero lógicamente no se cumple lo contrario. A efectos prácticos, en este debate podemos considerar ambas definiciones como sinónimas.)

Pero poco a poco el número de TNOs con órbitas muy elípticas fue creciendo lo suficiente como para mosquear al personal (otro inciso: el cálculo de las órbitas precisas de los TNOs suele ser complicado, ya que su lento movimiento por el cielo hace que sean necesarios varios años de observaciones para poder afinar sus efémerides). Los cuerpos con afelios muy lejanos como el de Sedna se podían explicar como una especie de conexión del cinturón de Kuiper con la parte interna de la nube de Oort, pero otros presentaban afelios y perihelios lejanos. ¿Cómo explicar estas extrañas órbitas?

La órbita del supuesto Planeta 9 y la de 13 TNOs (Wikipedia).


En 2012 se descubrió 2012 VP113, un candidato a planeta enano con un perihelio de 80 UA (12.000 millones de kilómetros) y un afelio de 440 UA (66.000 millones de kilómetros). La órbita lejana y elíptica de este cuerpo hizo que los astrónomos Chad Trujillo y Scott Shepard propusieran en 2014 la existencia de un planeta del tamaño de la Tierra o de una supertierra en los confines del sistema solar que estaba perturbando las órbitas de los TNOs. Justo por entonces telescopio espacial Kepler ya había dejado claro que las supertierras y minineptunos —o sea, mundos con un tamaño entre el de la Tierra y Neptuno— eran los tipos de exoplanetas más abundantes en la Vía Láctea. ¿Y si quizás, después de todo, nuestro sistema solar no fuera una rareza y tuviese uno de estos planetas? El Planeta X volvía a la carga.

2012 VP113 tenía aproximadamente el mismo argumento del perihelio que Sedna. Es decir, el punto más cercano al Sol de ambos cuerpos estaba más o menos localizado en la misma zona del sistema solar. Obviamente, proponer la existencia de un nuevo planeta en base a solo dos casos no es una prueba demasiado sólida desde el punto de vista estadístico. La hipótesis parecía sugerente, pero muy endeble. Hasta que a principios de 2016 los astrónomos Konstantin Batygin y Mike Brown volvieron a resucitar la idea cuando intentaron explicar la órbita de seis objetos transneptunianos localizados entre 35 y 250 UA del Sol (incluyendo Sedna y 2012 VP113). Paradójicamente, en un principio Brown y Batygin querían demostrar que no era necesario invocar la presencia de un nuevo planeta para explicar estas órbitas, pero se dieron cuenta de que su modelo teórico implicaba justo lo contrario.

Por motivos un tanto peregrinos la nueva hipótesis de Brown y Batygin recorrió la red como la pólvora y parecía que los dos investigadores habían descubierto realmente el Planeta 9, aunque se trataba de una simple hipótesis como la de Trujillo y Shepard. Sin duda la fama de Mike Brown, el descubridor del planeta enano Eris y el causante indirecto de que Plutón dejase de ser un planeta, fue la clave para que esta ‘no noticia’ tuviese tanto éxito mediático. El Planeta 9 de Brown y Batygin —un nombre con pegada elegido por ellos mismos— tendría una masa mínima de diez veces la de la Tierra y una órbita elíptica que lo llevaría entre 200 y 1000 UA del Sol. El punto fuerte de la hipótesis de Brown y Batygin era que no solo explicaba las órbitas de seis TNOs, sino que además predecía la existencia de otros objetos con planos orbitales inclinados casi perpendicularmente a la eclíptica (además de otras peculiaridades teóricas que hacían que no fuese un simple modelo ad hoc). Y, efectivamente, ya se conocían cinco TNOs de estas características. En un artículo posterior Brown y Batygin afinaron su modelo de tal forma que también era capaz de predecir TNOs con una orientación orbital similar a la del propio Planeta 9.

Ahora bien, está claro que seis objetos son una muestra más significativa que dos, pero en el sistema solar hay miles de TNOs. Si queremos validar la hipótesis del Planeta 9 solo hay dos salidas: o lo descubrimos directamente o seguimos aumentando la muestra de TNOs que podrían estar afectados por él. Varios equipos de astrónomos, entre ellos Brown y Batygin, están intentando lo primero, pero por el momento sin éxito. Así que mientras tanto deberemos conformarnos con la segunda opción. A priori, con éxito: desde el año pasado se han descubierto otros tres TNOs que encajan con el Planeta 9. No obstante, en las últimas semanas se ha levantado cierto revuelo con la publicación de los resultados del OSSOS (Outer Solar System Origins Survey), un estudio que según muchos medios ha pulverizado la hipótesis del Planeta 9. ¿Es verdad?

Las órbitas de los 13 TNOs relevantes para la hipótesis del Planeta 9 (K. Batygin).


Veamos. El nuevo catálogo del OSSOS incluye 800 nuevos TNOs (!), cuatro de ellos con órbitas relevantes a la hipótesis del Planeta 9. Esto significa que ya tenemos una muestra de trece objetos para poner a prueba las predicciones de Brown y Batygin. ¿Y qué tal le ha ido a su modelo? Pues, contrariamente a lo que uno pudiera imaginar leyendo los titulares del mes pasado, francamente bien. Diez de los objetos de la muestra tienen órbitas supuestamente opuestas a las del Planeta 9, mientras que dos son similares. Es decir, encajan con el modelo. Solo un cuerpo, 2015 GT15, no se puede explicar con el Planeta 9.

El equipo del OSSOS realizó un análisis estadístico con solo los cuatro nuevos cuerpos, de ahí que concluyesen que no había ningún patrón y, por tanto, que no existe el Planeta 9. Pero si tenemos en cuenta los trece objetos en total la cosa cambia. Cierto es que la presencia de 2015 GT15 es inquietante y podría ser una señal, como apuntan otros investigadores, de que en realidad la muestra de Brown y Batygin no es significativa y se debe a simple sesgos observacionales (no todas las zonas del cielo son igualmente idóneas para la búsqueda de TNOs). Los dos investigadores reconocen que 2015 GT15 es una china en el zapato, pero señalan que también podría encajar con una de las posibles resonancias orbitales del Planeta 9. Resumiendo, todo sigue igual. Habrá que esperar a descubrir más TNOs con perihelios lejanos —varias decenas estaría bien— o a encontrar el Planeta 9, lo que suceda antes.

La hipótesis del Planeta 9 de Brown y Batygin siempre me ha parecido que destila demasiada casualidad para ser verdad. Si el Planeta 9 fuese un poco más grande o estuviese un poco más cerca en su órbita ya lo habríamos detectado. Pero evidentemente puede ser que a la naturaleza no le guste la navaja de Occam en este tema y nos la esté jugando. Otra posibilidad que también se ha planteado desde hace tiempo es que en vez de un planeta grande podría haber varios más pequeños. Esto casaría mejor con los datos de los telescopios infrarrojos y con los modelos de formación planetaria. Y precisamente hace poco los investigadores Kathryn Volk y Renu Malhotra han propuesto la existencia de un planeta con una masa comprendida entre la de la Tierra y Marte en las afueras del sistema solar.

Este planeta —¿Planeta 10?— ha sido sugerido no para explicar las órbitas de los TNOs díscolos, sino la aparente inclinación del plano medio del cinturón de Kuiper con respecto a la eclíptica en los objetos más lejanos. Una posible explicación a esta anomalía sería la existencia de un planeta con la masa de Marte a 60 UA y con una inclinación de 8º respecto a la eclíptica. Por el momento las evidencias a favor de este planeta son mucho más endebles que en el caso del Planeta 9, pero lo paradójico del caso es que la existencia de ambos mundos no es mutuamente excluyente. Si existen los dos es de suponer que se perturbarían sus respectivas órbitas el uno al otro, pero como no los hemos descubierto, pues no podemos saber hasta qué punto esto es verdad.

Lo más gracioso de todo es que de descubrirse estos dos cuerpos lo tendrían muy difícil para ser designados planetas de acuerdo con la actual —y polémica— definición de la UAI, ya que evidentemente no han ‘limpiado su órbita’. ¿Son estos cuerpos reales o los astrónomos están persiguiendo un espectro como en su momento fue el Planeta X? Sea como sea, los próximos años serán claves para saber si existen más planetas en la frontera exterior del sistema solar. 



Fuente:  danielmarin.naukas.com

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