 |
| Imagen de Plutón tomada por la sonda New Horizons (NASA) |
Desterrado del Olimpo de los planetas, Plutón fue primero definido como una categoría en sí misma: la de los plutoides. No pasó mucho tiempo para que el nombre fuera remplazado por el de planeta enano. Mas adelante voy a discutir los motivos de esta decisión, ahora quiero comentar que no fue la primera vez que algo así ocurría. Y todo se lo debemos, creo yo, a una conjetura que nunca fue probada y que ahora todos creen falsa: me refiero a la llamada Ley de Titius-Bode.
La Conjetura de Titius-Bode
Primero las presentaciones. Johan Daniel Tietz fue un astrónomo alemán que al ganar una posición como profesor en Wittemberg latinizó su apellido para Titius. Él encontró una cierta regularidad en la posición de los planetas que se encuentra graficada en la figura. Seis años más tarde, Johann Elert Bode, astrónomo alemán también, utilizó la conjetura de Titius para prever la existencia de un planeta entre las órbitas de Marte y Júpiter. Así nacía esta ley que en realidad siempre debió ser llamada de conjetura. Podemos explicarla de la siguiente manera: el logaritmo de la distancia al Sol de cada planeta es proporcional a la posición numérica que ocupa en el orden planetario. En la figura hemos colocado en el eje de las ordenadas la distancia al Sol (representada por el semi-eje mayor) en escala logarítmica; en el eje de las abscisas tenemos el ordinal del planeta, o sea '1' es Mercurio, '2' es Venus, etc. Los puntos rojos representan los planetas conocidos cuando Titius y Bode formularon la conjetura: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno. Noten que Júpiter es el sexto planeta porque en el quinto lugar hemos colocado un cuadrado azul. Esto es lo que notaron Titius y Bode: para cumplir la regla era necesaria la presencia de un planeta entre Marte (4) y Júpiter (6) todavía por descubrir. En 1781, Friederich Wilhelm Herschel (también alemán, pero trabajando para la Corona Inglesa) descubrió Urano. Es el planeta número 8 y su distancia está de acuerdo con la conjetura.
Hacia 1860 había tantos objetos a la distancia de Ceres y Pallas, que los astrónomos coincidieron en que se trata de algo diferente. El término asteroide fue mayormente aceptado y se empezó a hablar del Cinturón de Asteroides. Ceres salió del Olimpo planetario, hoy en día es considerado un planeta menor.
Mientras tanto la conjetura de Titius-Bode continuaba viva. En 1846, Johann Gotfried Galle, astrónomo alemán, trabajando junto con Urbain Le Verrier, astrónomo francés, descubrían Neptuno. En la figura de arriba aparece con el número 9, y su distancia, nuevamente, corrobora la conjetura.
Plutón: un planeta muy extraño
Y vamos ahora a entrar en la historia de Plutón, noveno planeta del Sistema Solar hasta el 26 de agosto de 2016 desde su descubrimiento en 1930. Percival Lowell era un comerciante millonario, matemático y astrónomo oriundo de Boston que fundó y financió un observatorio en Flagstaff, estado de Arizona (Estados Unidos), en 1906. Una de las misiones que se impuso fue encontrar un misterioso Planeta X más allá de Neptuno. Qué motivos tenía para creer que detrás de Neptuno debía haber un planeta? Probablemente se basaba en perturbaciones en la órbita de Neptuno. Aunque muchas de estas perturbaciones eran diferencias en la posición esperada respecto a la observada, en razón de imprecisiones en el cálculo de la órbita. Ocurre que el sistema solar es principalmente gobernado por el Sol, pero para encontrar con precisión de segundos de arco la posición de cualquier objeto es necesario incluir los demás cuerpos masivos. Así el problema de dos cuerpos se tranforma en un problema de N cuerpos y su solución requiere de sofisticadas técnicas de cálculo numérico.
Yo arriesgo otra hipótesis, así como Bode previó la existencia de un planeta entre Marte y Júpiter y apareció Ceres, así como Herschel extrapoló la conjetura de Titius-Bode y encontró a Urano, Powell puede haber pensado que la secuencia debía continuar y siguió la búsqueda más allá de Neptuno.
En 1916 Powell falleció y después de una larga batalla judicial con el observatorio cerrado, una vez reabierto (1926), en 1929 un joven de 23 años, Clyde Tombaugh fue encargado de continuar la búsqueda del Planeta X. El 18 de febrero de 1930 anunció el descubrimiento y después de una larga competencia con millares de sugerencias, la UAI le dio el nombre de Plutón, dios romano conocido como Hades en Grecia, quien debía cuidar del submundo, frío y oscuro, a diferencia de sus hermanos Poseidon, Señor de los mares, y Zeus, de los cielos. El descubrimiento de Plutón, parecía marcar un desplazamiento de la astronomía desde Europa hacia los Estados Unidos. Recordemos que apenas un año antes, Edwin Hubble, usando el telescopio de 100 pulgadas de Mount Wilson, había encontrado la relación entre distancia y corrimiento al rojo de las galaxias, abriendo espacio para la cosmologia observacional.
Las cosas no fueron fáciles para Plutón. Su bajo brillo y tamaño no permitía hacer estudios analíticos precisos. Su distancia además requirió de muchos años para poder derivar los parámetros de su órbita. A medida que en décadas posteriores los estudios avanzaron, Plutón se reveló extraordinario en comparación con los demás planetas. Con una excentricidad de casi 0.25 su órbita es la más elíptica. Sólo Mercurio se aproxima con un valor de 0.2 (tal vez debido a efectos del Sol?). Todos los demás tienen valores por debajo de 0.1 y en muchos casos menores a 0.01 ! La excentricidad de la órbita hace que en algunos momentos quede más interno que Neptuno, su vecino.
No es la única extrañeza de Plutón, la inclinación de su plano orbital es de 17°. Sólo Mercurio tiene un valor por encima de 5° (7° más exactamente), los demás están muy por debajo de los 5°. La excentricidad e inclinación de la órbita, parecen poner en jaque la teoría laplaciana de la formación del Sistema Solar: una nube en rotación que fue condensando los diferentes planetas.
Pero el hecho que siempre me llamó la atención en Plutón es su bajísima densidad. Primero una aclaración, los planetas se dividen en rocosos y gaseosos. En los primeros prima la materia condensada (líquida y sólida) en los segundos los gases. Parece haber una armonía en el sistema solar, ya que Mercurio, Venus, Tierra y Marte son rocosos, mientras que Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son gaseosos. Plutón vuelve a quebrar la secuencia porque se trata de un planeta rocoso. Pero además por su baja densidad. Los planetas rocosos tienen densidades de alrededor de 5 g/cm3 (excepto Marte cuya densidad es ligeramente menor que 4 g/cm3). Los planetas gaseosos tienen densidades del alrededor de 1 g/cm3 oscilando entre Saturno con 0.7 g/cm3 y Neptuno con 1.76 g/cm3. Plutón es nuevamente la excepción ya que posee una densidad de 1.1 g/cm3! Más que rocoso parece esponjoso. (Nota: para escribir este post estoy usando los datos del libro Astrophysical Quantities, 4ta edición, 1999. Esto, para justificar las decisiones tomadas en 2006. La sonda New Horizons trajo valores más precisos, y hoy sabemos que la densidad es 1.8 g/cm3. Para mi gusto, sigue siendo una esponja)
En 1978 se sumó una nueva sorpresa al catálogo de hechos extraordinarios de Plutón: fue observado un satélite natural (Caronte). En 2005, dos nuevos compañeros se agregaron a la lista, Nix e Hidra. En 2011, cuando Plutón ya no era más un planeta, otro más (Kerberos) y en 2012 el quinto (Styx). Recuerdo a los lectores que, de los planetas rocosos, sólo la Tierra cuenta con un satélite de proporciones considerables, mientras que Marte es orbitado por dos pequeñas piedras llamadas Fobos y Deimos. Ni Mercurio ni Venus tienen compañía. Sólo los planetas gaseosos, cuyas masas son muy grandes en comparación con la de la Tierra, poseen un sistema de satélites complejo, algunos con decenas de miembros. Plutón, con una masa del 2% de la de Marte y 0.2% de la de la Tierra, cuenta con cinco satélites naturales.
Todos estos detalles iban aumentando la suspicacia de los astrónomos. De hecho ya en 1930 algunos especularon con que Plutón no estaría sólo en esa región trans-neptuniana. Y en 1943 Kenneth Edgeworth publicó la hipótesis de la existencia de un cinturón de asteroides trans-neptunianos. La historia quiso que fuese el nombre de Gerard Kuiper el más recordado, por haber predicho en 1951 la existencia, durante la formación del sistema solar, de un cinturón donde hoy se encuentra Plutón. Si el Planeta de la Oscuridad tuviese la masa de la Tierra (en 1951 así se creía) habría barrido con aquellos restos de la formación del sistema planetario. Las controversias siguieron hasta que en 1992 se detectó el primer Kuiper Belt Object (KBO). Hacia 2005, muchos objetos de tamaños y masas comparables a las de Plutón habían sido descubiertos. Todo astrónomo que descubría un KBO reclamaba el derecho de ser reconocido por haber encontrado un nuevo planeta en el Sistema Solar, o sea, la fama y gloria de Herschel (o Galileo, quien no descubrió planetas, pero si satélites en Júpiter). La situación obligó a tomar una decisión
Qué es un planeta?
Y así volvemos al sábado 26 de agosto de 2006, en la bellísima Praga, alguna vez capital imperial y casa de grandes astrónomos y físicos (allí vivieron y trabajaron Kepler, Mach y Einstein, por dar algunos nombres nomás). Un grupo de astrónomos panetarios decidió que había dos opciones, o declarar que cualquier objeto orbitando en torno al Sol es un planeta (y eso incluye, por ejemplo, a los cometas) o encontrar una definición de planeta que acomode a Mercurio hasta Neptuno, y deje de lado a Plutón. En los corredores de las reuniones científicas que preceden a la Asamblea de la UAI, diferentes grupos abordaban a los participantes para firmar cartas adhiriendo a una u otra posición. En mi caso, no tuve ningún remordimiento en firmar la carta que pedía la desafiliación de Plutón de la Sociedad de los Planetas. Y el sábado 26 la asamblea votó la siguiente lista de condiciones para que un objeto celeste sea un planeta:
- El objeto debe estar en órbita en torno al Sol.
- El objeto debe tener tamaño suficiente para tomar una forma redondeada (por estar en equilibrio hidrostático).
- El objeto debe haber limpiado su órbita de otros objetos.
Plutón cumple el requisito (1), el (2) era una incógnita en 2006 porque los mejores telescopios apenas conseguian mostrar el planeta. Pero el punto (3) era el golpe de efecto para desterrarlo, Plutón tiene el patio de la casa lleno de escombros: tres satélites en 2006. La decisión abrió una grieta en la comunidad. Diez años después los ecos retumban todavía, por ejemplo pueden verlo en esta opinión de un planetarista norteamericano. No es extraño que sean los norteamericanos quienes más defiendan la planeticidad de Plutón, al fin de cuentas, fue la obstinación de Lowell y Tombaugh, la que lo hizo aparacer a nuestros ojos. Por eso se esperaba que durante la Asamblea General de la UAI en Hawaii (2015), una mayoría de astrónomos norteamricanos consiguiera revertir la decisión de Praga. No fue lo que ocurrió. Y al final de cuentas hay muchos que creen que la particularidad de cada objeto celeste lo hace único más allá de su categorización. Llamarlo de planeta enano no lo discrimina.
Cierro este larguísimo post con una anécdota musical. Entre 1913 y 1916 el compositor inglés Gustav Holst compuso una suite llamada Los Planetas basada principalmente en ideas astrológicas. Con excepción de la Tierra (sin función en la Astrología), desde Mercurio hasta Neptuno tienen un movimiento. Algunos de ellos muy famosos, como Marte, o Júpiter. Obviamente todavía faltaban 14 años hasta que Tombaugh encontrara a Plutón y por ello no fue incluido en la obra de Holst. Para remediar el defecto, el también director y compositor londinense Collin Matthews compuso en 2000 un movimiento dedicado al noveno planeta: Plutón: el Renovador. Este movimiento es difícil de escuchar porque normalmente no es incluido en las grabaciones y representaciones. La Filarmónica de Berlin, dirigida por Simon Rattle, decidió reparar el error, grabó la suite de Holst-Matthews entera. El CD fue lanzado en... septiembre de 2006, Oopss... !!??
