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viernes 24, mayo 2024

¿Qué son los planetas enanos?

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¿Por qué no son considerados planetas “normales”?

El sistema solar cuenta con 8 planetas, los perfectamente conocidos (de más cerca a más lejos del Sol) Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Sin embargo, en esta lista, para muchos de nosotros falta uno de los planetas que habíamos estudiado: Plutón. La cuestión es que, desde el año 2006, Plutón no es considerado un planeta, sino que se clasifica como “planeta enano” (dwarf planet en inglés). Pero, ¿por qué Plutón ya no es considerado un planeta “normal” (simplemente planeta a partir de ahora) sino que pertenece al grupo de planetas enanos? De hecho, ¿qué diferencia hay entre un planeta y un planeta enano?

Antes de entrar directamente en el tema de los planetas enanos, es importante conocer un poco más a fondo nuestro sistema solar y cómo se distribuyen en él los objetos astronómicos que lo forman. El sistema solar está formado por el Sol, que está situado en el centro, y todo lo que órbita a su alrededor, incluidos los planetas, las lunas, los asteroides, los cometas y los meteoritos. La distribución de los objetos en el sistema solar se puede definir, a grandes rasgos, bastante bien (ver figuras 1, 2, 3 y 4). Partiendo desde el Sol y alejándonos cada vez más de él, nos encontramos primero con los 4 primeros planetas: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Estos son los llamados planetas interiores y tienen unas características morfológicas similares. Son conocidos también como planetas rocosos ya que su superficie está formada mayoritariamente por silicatos, es decir, los minerales que forman las rocas. Su densidad es bastante elevada, entre 3 y 5 g/cm³.

Más allá de Marte nos encontramos con el cinturón de asteroides. Los asteroides son restos rocosos que quedaron de la formación temprana de nuestro sistema solar hace unos 4.600 millones de años. Al principio de la vida del sistema solar, el polvo y la roca que giraban alrededor del Sol fueron atraídos por la gravedad para formar planetas. Pero no todos los fragmentos se fusionaron para crear nuevos planetas. La presencia de Júpiter, justo después del cinturón donde se encuentran, y la acción de su gravedad evitaron que se fusionaran con otros planetas en crecimiento. Los asteroides varían en tamaño desde Vesta, el más grande con aproximadamente 530 kilómetros de diámetro, hasta cuerpos que tienen menos de 10 metros de ancho. La masa total de todos los asteroides combinados es menor que la de la Luna de la Tierra.

Desde el año 2006, Plutón no es considerado un planeta, sino que se clasifica como “planeta enano”. Pero, ¿por qué Plutón ya no es considerado un planeta “normal”?

Una vez cruzado este cinturón de asteroides nos encontramos con los denominados planetas gigantes gaseosos: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (para hacernos una idea, Neptuno se encuentra aproximadamente a 30 veces la distancia Sol-Tierra). Estos son planetas mucho más grandes, más fríos y están hechos principalmente de gas, por lo que su densidad es mucho más baja (alrededor de 1 g/cm³). Después de estos 4 gigantes gaseosos entramos en la zona más desconocida del sistema solar. Más allá de Neptuno tenemos el Cinturón de Kuiper (ver figuras 1, 2, 3 y 4). Esta es una región del espacio llena de cuerpos helados. Esta zona fría del sistema solar (temperaturas de aproximadamente -240 °C) contiene billones de objetos, restos del sistema solar primitivo. Según el modelo más aceptado hoy en día, el Cinturón de Kuiper pudo haberse formado más cerca del sol, cerca de donde ahora órbita Neptuno. En este modelo, los planetas interactuaron entre sí con sus respectivas fuerzas de gravedad hasta encontrar el equilibrio de cada órbita. Estos movimientos ocasionaron que Neptuno y Urano cambiasen de lugar y se alejaran del Sol arrastrando muchos de los objetos del Cinturón de Kuiper. La sección más poblada del Cinturón de Kuiper está entre 42 y 48 veces la distancia de la Tierra-Sol.

Una vez sobrepasado el Cinturón de Kuiper, llegaríamos a los confines del sistema solar que sería la llamada heliopausa (ver figura 2). La heliopausa define el comienzo del espacio interestelar ya que, a partir de este punto, el flujo constante de material y el campo magnético del Sol dejan de afectar a sus alrededores. El Sol crea esta heliosfera enviando un flujo constante de partículas y un campo magnético al espacio a más de 1.000.000 de kilómetros por hora. Esta corriente se denomina “viento solar”. Al igual que el viento en la Tierra, este viento opone resistencia a todo lo que hay a su alrededor. A lo que opone resistencia es a las partículas de otras estrellas, prácticamente todo lo que no viene de nuestro sistema solar. Dentro de la heliosfera, las partículas solares están calientes, pero menos concentradas. Fuera de la burbuja, están mucho más frías, pero más concentradas. Una vez llegados al espacio interestelar, hay un aumento de partículas “frías” a nuestro alrededor. También hay un campo magnético que no se origina desde nuestro Sol. Los científicos estiman que el borde del sistema solar, la heliopausa, está a unos 15.000 millones de kilómetros del Sol.

Más allá de la heliopausa se encuentra la gigante Nube de Oort esférica (ver figuras 1, 2, 3 y 4), que se cree que rodea el sistema solar, aunque todavía no ha sido vista. Puede haber miles de millones, incluso billones de cuerpos en ella, y algunos son tan grandes que cuentan como planetas enanos. Esta descripción del sistema solar, nos va a servir de gran ayuda para explicar el concepto de planeta enano.

Representación del Sistema Solar.
Figura 1. Representación del Sistema Solar.
isión unidimensional del Sistema Solar donde se puede apreciar las distancias al Sol de los distintos cuerpos celestes y zonas características.
Figura 2. Visión unidimensional del Sistema Solar donde se puede apreciar las distancias al Sol de los distintos cuerpos celestes y zonas características.
Situación del Cinturón de Kuiper (Kuiper Belt) en el Sistema Solar.
Figura 3. Situación del Cinturón de Kuiper (Kuiper Belt) en el Sistema Solar.
Posición de la Nube de Oort (Oort cloud) rodeando al Sistema Solar.
Figura 4. Posición de la Nube de Oort (Oort cloud) rodeando al Sistema Solar.

La discusión acerca de la posibilidad de hacer una distinción entre planetas y planetas enanos surgió en el año 2006. La cuestión es que, como veremos unas líneas más abajo, las características de Plutón son un tanto diferentes de las del resto de planetas. Por otro lado, en los primeros años del siglo XX se empezaron a descubrir objetos en la región de Plutón que presentaban características semejantes a él. Esto generó un fuerte debate porque, o bien se iba incrementando el número de planetas añadiendo los nuevos que se iban descubriendo, o bien se clasificaban los mismos, incluyendo a Plutón, de otra manera. Como decimos, esto se llevó a debate en la asamblea de la Unión Astronómica Internacional (UAI, o en inglés International Astronomical Union o IAU) que se celebró en agosto de 2006. Pese a que en un principio se había propuesto añadir los nuevos objetos a la lista de planetas, las quejas de muchos de los participantes hicieron que se descartara esta idea. Tras una intensa discusión, los astrónomos uruguayos Julio Ángel Fernández y Gonzalo Tancredi elaboraron una alternativa: propusieron una categoría intermedia para estos objetos denominada planetas enanos. Hoy en día, pese a que siguen las discusiones y algunos astrónomos de renombre siguen sin estar convencidos de esta nueva clasificación, esta denominación se ha impuesto como oficial y la misma NASA incluye a Plutón, entre otros, como planeta enano.

Pero, vayamos entonces al quid de la cuestión, ¿qué diferencia a los “planetas” de los “planetas enanos”? Veamos. Según la UAI un planeta es un cuerpo celeste que ha de cumplir tres requisitos: I) está en órbita alrededor del Sol, II) tiene suficiente masa para que su propia gravedad haga que su forma sea redonda o casi redonda (ver nuestro artículo anterior ¿Por qué los planetas son redondos?) y III) ha despejado o limpiado la vecindad alrededor de su órbita. Los planetas enanos cumplen las dos primeras condiciones (orbitan al Sol y son redondos o casi redondos) pero no han despejado la vecindad de su órbita. Y es este tercer punto la diferencia fundamental entre los planetas y los planetas enanos. Pero, ¿qué significa que no han despejado la vecindad de su órbita?

Hoy en día, pese a que siguen las discusiones y algunos astrónomos de renombre siguen sin estar convencidos de esta nueva clasificación, esta denominación se ha impuesto como oficial y la misma NASA incluye a Plutón, entre otros, como planeta enano.

Para que un cuerpo celeste “despeje o limpie la vecindad alrededor de su órbita” (“cleared the neighbourhood around its orbit” en inglés y tal como viene escrito en el documento oficial), dicho cuerpo tiene que eliminar otros cuerpos más pequeños de su entorno mediante colisiones, capturas o interferencias en su órbita, es decir, que a su alrededor o “en su vecindad” no viajen o no le acompañen otros cuerpos celestes más pequeños. Sin embargo, el cómo distinguir cuan limpia es una órbita es bastante complicado. Pese a que es un tema que todavía crea controversia, hay tres criterios actualmente aceptados: el criterio lambda propuesto por los astrónomos Sol Alan Stern y Harold F. Levison, el criterio mu o del discriminante planetario propuesto por el astrofísico Steven Soter y el criterio pi propuesto por el astrónomo Jean-Luc Margot. Todos, en principio son válidos, pero quizás el más fácil de entender sea el del discriminante planetario. El valor mu o discriminante planetario se calcula simplemente como división entre la masa del planeta que se está analizando y la masa de todos los demás cuerpos que comparten su zona orbital, es decir, que se mueven próximos a él (hay unos criterios establecidos para definir “próximos”, pero la explicación de estos criterios requeriría un post ella misma). Este valor mu es, por ejemplo, en el caso de Ceres, uno de los planetas enanos, de aproximadamente 0.3, lo que quiere decir que Ceres constituye un tercio de la masa total que “circula” en su zona orbital. Por otro lado, el discriminante planetario de la Tierra es de 1.700.000, es decir, la Tierra es un millón setecientas mil veces más masiva que todo lo demás que hay en su zona orbital. El criterio que propuse Soter es que, si el discriminante planetario es mayor a 100, el cuerpo celeste puede ser un planeta, pero si es menor, nunca sería un planeta.

Pues bien, ahora ya sabemos que la diferencia fundamental entre un planeta y un planeta enano es la “limpieza” de la vecindad de su órbita, es decir, más o menos cuan “solo” se desplaza el cuerpo celeste en cuestión. Ahora bien, conociendo las definiciones y los detalles de cada tipo de planeta, aparte de Plutón, que ya sabemos que se ha eliminado de la lista de planetas para pertenecer a la lista de planetas enanos, ¿cuántos planetas enanos existen hoy en día? La respuesta es cinco. Sólo cinco cuerpos celestes cumplen los requisitos para ser considerados planetas enanos. Estos cinco son: Plutón, Ceres, Makemake, Haumea y Eris. No vamos a entrar en detalles de las características de cada uno, pero si dar algún dato curioso.

Tabla comparando los planetas enanos (La Luna (Earth's moon) a la izquierda nos da una idea del tamaño que tienen).
Tabla comparando los planetas enanos (La Luna (Earth’s moon) a la izquierda nos da una idea del tamaño que tienen).

La mayoría de los planetas enanos se encuentran más allá de Neptuno, en la zona del Cinturón de Kuiper, en una zona similar a la que ocupa Plutón. De hecho, los objetos que se encuentran más allá de Neptuno se suelen llamar transneptunianos y a los planetas enanos de esa región se les conoce como plutoides. Sin embargo, tenemos uno, Ceres, que no es un plutoide y que de hecho se encuentra relativamente cerca de la Tierra ya que orbita en el cinturón de asteroides, entre Marte y Júpiter. Ceres fue el primer planeta enano que se descubrió. Ya en el año 1801 el astrónomo siciliano Giuseppe Piazzi había observado este planeta enano. Durante muchos años se consideró a Ceres como un asteroide más del cinturón de asteroides por su pequeño tamaño y masa (es 14 veces menos pesado que Plutón) pero el hecho de que sea casi redondo, le otorgó el título de planeta enano. Eris fue descubierto en 2003 y es casi un gemelo de Plutón. Tiene un tamaño casi igual y su órbita se cruza con la de Plutón y casi con la de Neptuno. Su órbita es tres veces más grande que la órbita de Plutón y tarda 557 años en orbitar alrededor del Sol. Haumea fue también descubierto en 2003. Tarda 285 años terrestres en orbitar alrededor del Sol. Su mayor curiosidad es que gira sobre su eje una vez cada cuatro horas, el giro más rápido de cualquier objeto grande conocido en el sistema solar. Esta velocidad de giro hace que su forma sea “esferoide”, con una forma parecida a un balón de rugby. Esta particular forma hace que su presencia en la lista de planetas enanos esté en continuo debate. Por último, tenemos a Makemake que fue descubierto en 2005 y que tiene aproximadamente dos tercios del diámetro de Plutón. Podéis ver las órbitas de los planetas enanos en la figura 5.

Comparación de las órbitas de los planetas con las de los planetas enanos.
Figura 5. Comparación de las órbitas de los planetas con las de los planetas enanos.

El debate acerca de los planetas enanos y los nuevos descubrimientos continúa. A medida que nuestro conocimiento se profundiza y se expande, el universo se vuelve más complejo e intrigante. Los investigadores han encontrado cientos de planetas extrasolares, o exoplanetas, que residen fuera de nuestro sistema solar; puede haber miles de millones de exoplanetas sólo en la galaxia de la Vía Láctea, y algunos pueden ser habitables (tener condiciones favorables para la vida). Queda por ver si nuestras definiciones de planeta se pueden aplicar a estos objetos recién descubiertos.

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