¿Por qué
no todos los objetos que orbitan alrededor del Sol son llamados planetas?
(Por
Pablo Marcos Arenal)
Capítulo 20 de CIENCIA, y además lo entiendo!!!
Si
buscamos este capítulo en el libro de Asimov que aquí estamos revisando, nos
encontramos con que su título original era “¿En qué difiere Plutón con todos
los demás planetas?”. Ocurre que, desde la XXVI Asamblea General de la Unión
Astronómica Internacional (IAU por sus siglas en inglés), Plutón dejó de
considerarse un planeta. Es por esto que era necesario cambiar el título del
capítulo y centrarnos en explicar qué es un planeta y en qué se distingue de
los demás objetos celestes que orbitan alrededor de nuestro Sol.
Bien podríamos simplemente responder a
la pregunta atendiendo a la definición
de planeta que nos ofrece el diccionario; Según la Real Academia de la
Lengua Española (RAE):
«Planeta:
Del lat. planēta, y este del gr. πλανήτης planḗtēs; propiamente
'errante'.
»Cuerpo celeste sin luz propia que gira en una órbita elíptica alrededor de una
estrella,
en particular los que giran alrededor del Sol:
Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano,
Neptuno y Plutón».
Esta definición [1] nos deja en el
mismo lugar que nos dejó Asimov allá por 1975 en el capítulo original, con
Plutón en la lista de planetas. Conclusión: la definición de planeta es
obsoleta y tendremos que atender a la resolución de la IAU para encontrar la
respuesta rigurosa que estamos buscando. Lo cierto es que nuestro objetivo aquí
no es hacer una disertación lingüística y llevar el tema al terreno de la
semántica. Nuestro objetivo es aprender ciencia… y entenderla.
Aun así, todo esto no hace sino
plantearnos nuevas cuestiones: ¿Por qué toda esta controversia?, ¿por qué sacar
a Plutón de la lista de planetas si sus características no han cambiado y son
bien conocidas?, ¿qué ha cambiado para que la IAU tomase esta polémica
decisión? Podemos decir que mucha culpa de todo esto la tiene un objeto celeste
descubierto por Michael E. Brown y su equipo el 5 de Enero de 2005 desde Monte
Palomar. Este objeto, que se bautizó como Eris,
es más masivo que Plutón (la masa de Eris es de ~1,66×1022 kg frente a los ~1,305×1022 kg de Plutón) y tiene una órbita
elíptica alrededor del Sol, por lo que la NASA llego a considerarlo el décimo
planeta del sistema solar. Bien podría haberse actualizado la lista de planetas
en aquel momento para simplemente añadir a Eris, pero ocurría que poco tiempo
antes se había descubierto otro objeto con un tercio de la masa de Plutón y
forma elipsoidal que también pudiera haber sido considerado un planeta [2]. La
sospecha de que seguirían apareciendo más objetos de este tipo y que la lista
de planetas tendría que actualizarse con relativa frecuencia, llevó a la
necesidad de encontrar una definición de planeta que fuese inequívoca y
aceptada por la mayoría de la comunidad científica.
1 ¿Qué
es un planeta?
El 24 de agosto de 2006 la IAU acordó en su resolución B5, por amplia mayoría, que un planeta del sistema solar es un cuerpo celeste que:
1) Órbita alrededor del Sol.
2) Tiene suficiente masa para que
su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuma
una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica).
3) Ha limpiado la vecindad de
su órbita.
Según esta
definición, el sistema solar consta de ocho planetas: Mercurio, Venus, Tierra,
Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Además, se designa una nueva
categoría: planeta enano. La única diferencia entre planeta y planeta enano es
que este último no ha limpiado la vecindad de su órbita. Por si hubiese
alguna duda, la resolución B6 de la IAU zanja: Plutón es un planeta enano.
Así pues, la diferencia entre planeta
y planeta enano es que haya limpiado, o no, la vecindad de su órbita. Esto
quiere decir que en la vecindad de la órbita del objeto no hay cuerpos de
tamaño comparable al suyo, excepto sus satélites u otros objetos bajo la
influencia de su campo gravitatorio; se dice en este caso que el objeto tiene predominancia gravitatoria. En el caso
de Plutón ocurre que está ligado gravitacionalmente con Neptuno, y en su
recorrido alrededor del Sol coincide con objetos del Cinturón de Kuiper, como
ilustra el dibujo de abajo.
En esta ilustración parece claro que
Neptuno debe ser considerado un planeta y Plutón y Eris deben ser considerados
planetas enanos, puesto que en la vecindad de sus órbitas hay multitud de
objetos del Cinturón de Kuiper. Pero surgen nuevas preguntas: ¿y si fuese
Plutón el que tuviese predominancia gravitatoria sobre Neptuno?, ¿cómo se mide
dicha predominancia?, ¿por qué los planetas enanos tienen órbitas más
excéntricas que los planetas propiamente dichos?, ¿no sería más fácil
discriminarlos atendiendo a un criterio de excentricidad?
En realidad no existe un criterio
oficial que determine cuando un planeta ha limpiado la vecindad de su órbita o
tiene predominancia gravitatoria, aunque algunos astrónomos sí han estudiado la
cuestión y ofrecen diferentes criterios para proporcionar unos valores
cuantificables que permitan hacer la distinción de manera inequívoca. Los
criterios más conocidos son los de Stern–Levison, Soter y Margot, aunque lo
cierto es que un planeta nunca puede limpiar completamente su vecindad orbital
porque a lo largo de su vida aparecerán asteroides y cometas que interaccionen
con el planeta al cruzar su órbita y puedan perturbar su predominancia
gravitacional con el paso del tiempo.
Atendiendo a cualquiera de los criterios mencionados, utilizando las
masas y órbitas de los candidatos a planeta, no existe ninguna duda de que los
planetas deben ser los 8 propuestos por la IAU, y que es Neptuno el que tiene
predominancia gravitatoria sobre Plutón y no al revés.
Por otro lado, la excentricidad de una
órbita no tiene porque estar ligada con la predominancia gravitatoria. La
excentricidad de una planeta nos dice lo cerca que está de tener una órbita
perfectamente circular (excentricidad igual a cero). La excentricidad de las
órbitas de los 8 planetas es menor de 0.1 (oscilan entre 0.007 de Venus y 0.093
de Marte) excepto la de Mercurio, que es de 0.206. Por tanto, al tener Mercurio
una excentricidad mayor que la de los planetas enanos Ceres (0.080), Haumea
(0.189) y Makemake (0.159), queda claro que no se puede utilizar como criterio
para discernir entre unos y otros.
2 Equilibrio
hidrostático
Habiendo aclarado el tercer punto de
la resolución de la IAU, y dado que el punto primero no necesita mucha
aclaración, nos queda explicar el segundo punto. En este punto nos encontramos
con otro concepto al que debemos prestar atención: ¿qué quiere decir que
su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido y asuma una forma
en equilibrio hidrostático? Pues simplemente que tiene forma
(aproximadamente) esférica. De nuevo, se puede entrar en la discusión de qué es
aproximadamente esférico, pero resulta evidente que ninguno de los planetas
puede llegar a ser una esfera perfecta. En un cuerpo de tamaño planetario y en
un entorno como el del sistema solar (llegan más de 40.000 toneladas de
material a la Tierra cada año) siempre aparecerán perturbaciones que le alejen
de ser una esfera matemáticamente perfecta.
Podemos considerar un objeto celeste
con una masa cualquiera, pero no con una forma cualquiera; imaginemos el típico
satélite artificial con sus paneles solares desplegados a los lados de su
cuerpo: tiene la forma que los ingenieros han considerado que es óptima para su
función, muy lejos de ser esférica. Consideremos que éste es un objeto celeste,
orbitando alrededor del Sol ¿podría ser considerado un planeta? Cumple el punto
1, pero incumple los puntos 2 y 3 que exige la IAU para serlo. Incumple el
tercer punto porque no habría limpiado su vecindad orbital. Como ya hemos
visto, no puede tener predominancia gravitatoria pues solo tiene unas pocas
toneladas de masa y acabaría viéndose atrapado por la atracción gravitatoria de
otro cuerpo más masivo. Pero, ¿qué ocurriría si tuviese la misma forma que
hemos propuesto pero una masa muy superior? Imaginemos que pudiésemos construir
un satélite mucho más grande y masivo, y que podemos lanzar este inmenso
satélite al espacio y colocarlo en la órbita de Mercurio (por ejemplo).
Pongamos también que tiene una masa mayor que la de Mercurio, de manera que
fuera nuestro satélite el que tuviese predominancia gravitatoria. Ahora sí
estarían cumpliéndose los puntos primero y tercero, pero seguiría sin cumplir
el segundo por mantener su forma original, lejos de ser esférica, y no podría
considerarse un planeta. En realidad este sería el menor de los problemas de
nuestro satélite, puesto que un objeto de tal masa con una forma irregular,
acabaría colapsando sobre su propio centro de masas, rompiendo las fuerzas de
sólido rígido y adoptando un estado de equilibrio hidrostático. Las estructuras
que soportan los paneles solares colapsarían por su propia gravedad y caerían
como una torre de fichas de dominó que hubiésemos hecho demasiado alta. Y lo
mismo ocurriría con cualquiera de las partes que sobresaliesen de su irregular
estructura.
Tendría que pasar algún tiempo hasta
que nuestro maltrecho satélite llegase a tener forma aproximadamente esférica,
pero es lo que acabaría ocurriendo. Un cuerpo celeste con una mayor
constitución gaseosa que un cuerpo rocoso tardará mucho menos en adoptar una
forma esférica, pero en el tiempo necesario para el proceso de formación
planetaria es lo que acaba ocurriendo tanto con uno como con otro.
Existen discrepancias respecto de si
la definición de planeta que propuso la IAU y que aquí hemos visto es la más
apropiada, y hubo muchas protestas cuando se eliminó a Plutón de la lista de
planetas. En cualquier caso, esta definición es actualmente aceptada por la
inmensa mayoría de la comunidad científica y permite determinar inequívocamente
si un objeto celeste es un planeta o no, por lo que a partir de ahora, si
descubres algún nuevo cuerpo celeste en nuestro sistema solar, podrás saber si
es o no un planeta. ¡Mucha suerte en la búsqueda!
Notas:
[1]. Podría discutirse que otros diccionarios
en otras lenguas pueden ofrecer definiciones más rigurosas que la que nos
propone la RAE, pero no es el caso de los reputados diccionarios ingleses
Cambridge Dictionary y Merriam-Webster (invito a los curiosos a buscar las
definiciones que ofrecen e, inevitablemente,
a quedar atónitos). Consideraremos la definición de la RAE tan buena
como la de cualquier otro diccionario.
[2]. Existe una polémica sobre el equipo
descubridor de este objeto entre los observatorios de Sierra Nevada y Monte
Palomar; tanto es así que la IAU no reconoce un descubridor de manera oficial.
Aunque la IAU reconoce que el lugar del descubrimiento es Sierra Nevada, el
nombre del objeto (el nombramiento es un privilegio otorgado al descubridor) es
el propuesto por el equipo de Monte Palomar: Haumea.
Bibliografía:
"IAU 2006 General Assembly: Resolutions 5
and 6" , IAU. 24 de agosto de 2006.
"IAU 2006 General Assembly: Result
of the IAU Resolution votes" (Press release), IAU . 24 de agosto de
2006.
Pablo
Marcos Arenal
Doctor Astronomía
Investigador del Grupo Aegora
de la Universidad Complutense de Madrid
muy nteresante
ResponderEliminarqueeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee
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