Yo maté a Plutón: Mike Brown Understand article

Traducido por José Luis García Herrero. Si cambiar el mundo ya sería increíble, Mike Brown cambió el sistema solar. Nos los cuenta Eleanor Hayes.

Plutón
© Calvin J Hamilton
(www.solarviews.com)

Hasta 2006, la mayoría de los no astrónomos pensaban que por entonces, el sistema solar no era cambiante ni discutible. Hasta que se decidió que Plutón dejaría de ser un planeta. Conozcamos a Mike Brown, el causante involuntario del destino de Plutón y de la nueva definición de lo que es, y no es, un planeta.

La historia empezó a finales del siglo XIX, con la búsqueda del planeta X, el noveno del sistema solar. En 1846 los astrónomos se dieron cuenta de que la órbita de Urano alrededor del Sol estaba siendo perturbada por algo. Ese “algo” terminó siendo un enorme planeta gaseoso: Neptuno. Cuando parecía (incorrectamente) que Neptuno sufría perturbaciones, los astrónomos predijeron la existencia de un planeta aún más grande aún más lejano al Sol: el planeta X.

Para tratarse de un planeta tan grande, localizarlo resultó ser extremadamente complicado. Cuando por fin Clyde Tombaugh lo descubrió en 1930, quedó claro por qué. Se le llamó Plutón, siguiendo la sugerencia de una estudiante de 11 años, y su tamaño era muy pequeño, con un diámetro equivalente a tres cuartas partes el diámetro de nuestra Luna. Como dice Mike Brown, profesor de astronomía planetaria en el California Institute of Technology (Caltech)w1, en Estados Unidos, “La mayoría de la gente cree que Plutón es un cuerpo de gran tamaño del sistema solar; a menudo comparado con el tamaño de Mercurio. ¡Pero es una idea muy equivocada!”

El sistema solar antes de 2006. Los planetas están a escala, pero no las distancias entre ellos De izquierda a derecha: Sol, Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. Haga clic sobre la imagen para ampliarla
© Calvin J Hamilton (www.solarviews.com)

Aunque en 1930 se pensaba que Plutón era más grande y masivo de lo que realmente es, incluso entonces, los astrónomos admitían que presentaba una órbita extraña. Los otros planetas orbitan alrededor del Sol en órbitas circulares contenidas en un disco plano. Sin embargo, la órbita de Plutón es alargada y está inclinada unos 20º con respecto a las órbitas de los demás planetas. Desde su descubrimiento, “Plutón fue considerado un planeta extraño en la frontera del sistema solar”, afirma Mike.

Neptuno
© Calvin J Hamilton
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Unos 60 años más tarde, de repente “Plutón empezó a tener sentido, porque con el desarrollo de las cámaras digitales y telescopios más grandes, los astrónomos mejoraron en la tarea de encontrar objetos en las afueras del sistema solar, más allá de Neptuno.” El primero de estos objetos se encontró en 1992, y en una década ya se habían localizado más de 500, con el mismo método utilizado por Clyde Tombaugh para encontrar a Plutón: tomando imágenes consecutivas y buscando movimiento en ellas. Este conjunto de objetos más allá de Neptuno se conoce como Cinturón de Kuiper. Todos presentaban órbitas similares a las de Plutón, alargadas e inclinadas, y aunque en 2002 Plutón aún era mucho mayor que estos objetos, “estaba claro que Plutón era parte del Cinturón de Kuiper más que tratarse de un sistema planetario, pero mucha gente estaba empeñada en seguir considerándolo un planeta.”

Plutón podría haber seguido siendo un planeta, si no hubiera sido por una frustrante noche nublada en diciembre de 1999. Sin posibilidad de utilizar el telescopio, Mike le dijo a una colega, “Creo que hay otro planeta más allá de Plutón.” Señaló que los pequeños objetos del Cinturón de Kuiper se estaban descubriendo por medio de búsquedas pequeñas y muy focalizadas, y pensaba que si los astrónomos pudieran encontrar una manera de buscar por todo el cielo, encontrarían sin duda un cuerpo más grande que Plutón.

“Aposté con ella a que en menos de cinco años alguien encontraría un planeta más allá de Neptuno. Estaba convencido de que alguien lo encontraría, pero sobre todo, ¡estaba seguro de que sería yo!”

Empeñado en ganar la apuesta, Mike estudió la mejor combinación de telescopio y cámara para monitorizar el cielo. “En los últimos 50-60 los astrónomos habían perdido capacidad para estudiar grandes áreas del cielo. Clyde Tombaugh usaba placas fotográficas acopladas al telescopio, pero a finales de los 90 los astrónomos utilizaban cámaras digitales. Eran mucho más sensibles pero no eran adecuadas para observar zonas amplias del cielo.”

Una cámara digital no habría cubierto mucho cielo, pero un conjunto de 112 cámaras se convirtió en la mejor cámara digital del mundo por entonces. Mike la acopló al telescopio de amplio campo del Observatorio Palomar de Caltech, en California, y gracias a un enlace de microondas pudo operarlo robóticamente desde su casa. Ese cable es una de las piezas favoritas del equipamiento de Mike. “En los diez años que trabajé con ese telescopio prácticamente cada una de las noches, nunca tuve que desplazarme a Palomar, a tres horas de casa. En cambio, pude hacer las cosas que hace la gente normal, como casarme y tener un niño.”

Noche tras noche, Mike y sus colegas Chad Trujillo y David Rabino apuntaban el telescopio a una pequeña zona del cielo y tomaban tres imágenes a lo largo de tres horas. Después, un conjunto de ordenadores comparaba las imágenes para identificar cualquier cosa en movimiento. “El ordenador está bien, pero el ojo es mejor para filtrar el ruido, las pequeñas fluctuaciones que introduce la cámara. Todas las mañanas, el ordenador tenía seleccionados alrededor de cien o doscientos potenciales objetos en movimiento, y yo revisaba las imágenes para buscar algo que realmente se moviera.”

“Se pueden saber muchas cosas de un objeto a partir de estas imágenes. Todo está en movimiento en el sistema solar, así que se puede afirmar que algo está en el sistema solar por el hecho de desplazarse, pero además se puede conocer su distancia y su velocidad. Los objetos más cercanos se mueven más rápido. Además se puede conocer su tamaño a partir de su brillo. Estos objetos no emiten luz propia; sólo brillan por la luz solar que reflejan, así que cuanta más luz reflejen, más grandes son.”

“Es muy interesante ir cada mañana a trabajar pensando que puedes encontrar algo moviéndose a través del cielo, y que serás el primer ser humano que lo vea. Este aspecto hacía que ir a la oficina y sentarme a estudiar esos cientos de objetos fuera la mejor parte del día.”

Las imágenes que llevaron a
Mike a descubrir un nuevo
planeta en potencia. Haga clic
sobre la imagen para ver una
versión movida

Imagen cortesía de Mike Brown

“Así que podrás entender mi reacción cuando el 5 de enero de 2005, al revisar las imágenes me encontré con esta.” Al contrario que los aproximadamente 60 objetos que Mike y sus colegas habían encontrado, se movía muy despacio, lo que indicaba que estaba muy lejos. “Estaba bastante más allá del Cinturón de Kuiper, más lejos que cualquier objeto que hubiéramos visto hasta entonces, y además era el objeto más brillante que habíamos descubierto. Esta combinación nos hizo darnos cuenta enseguida de que tenía que ser un objeto muy muy grande.”

“Sabíamos que era del tamaño de Plutón y, si recuerdas la apuesta que hice en diciembre de 1999, ese era el criterio para nuestro planeta. Así que había ganado la apuesta, aunque era 5 de enero de 2005 y la apuesta terminaba el 31 de diciembre de 2004. Afortunadamente, mi amiga fue muy amable al ampliar el plazo en cinco días.”

¿Y qué hay de su órbita? ¿Presentaba una órbita circular como los grandes planetas? ¿O era alargada e inclinada como la de Plutón y los objetos del Cinturón de Kuiper? Afortunadamente, a lo largo de las últimas décadas se han tomado muchas imágenes del cielo. Remontándose hasta 1950, Mike Brown y sus colegas consiguieron establecer su órbita: todavía más alargada que la del pequeño Plutón, e inclinada 45º con respecto a las órbitas de los ocho planetas masivos del sistema solar.

Entonces se centraron en el tema del tamaño. El hecho de que fuera brillante y reflejara mucha luz solar, hacía pensar que sería muy grande. “Pero puedes reflejar mucha luz de dos formas distintas: puedes ser un cuerpo muy masivo cubierto de polvo, o puedes ser pequeño pero estar cubierto de nieve o escarcha, y en ambos casos reflejarás la misma cantidad de luz solar.” Para determinar cuál era el caso, Mike y sus colegas utilizaron el Telescopio Espacial Hubble. Los resultados fueron sorprendentes: el nuevo objeto descubierto tenía el mismo tamaño que Plutón. Entonces, ¿por qué brillaba tanto?

Impresión artística de Eris, el nuevo planeta enano, con el sol a la izquierda
Imagen cortesía de NASA / JPL-Caltech

Llegaron a la conclusión de que debía tratarse de la atmósfera. “Plutón tiene atmósfera solo cuando se encuentra más cercano al Sol; nuestro objeto probablemente también tenga atmósfera pero se encuentra tan lejos del Sol que la atmósfera se encuentra helada sobre la superficie. Pensamos que la atmósfera era probablemente de nitrógeno, como la de Plutón y la de la Tierra, y que se encontraba helada en forma de una capa delgada, lo cual hacía que el objeto fuera increíblemente reflectante. Lo mismo le ocurriría a la Tierra si la desplazáramos lejos del Sol, aunque la capa de nitrógeno tendría 10 metros de espesor, en vez de 0,5 milímetros.”

¿Cuál fue entonces el impacto del descubrimiento de este “nuevo objeto? En cierto modo, afirma Mike, ninguno. “Se trata exactamente del mismo sistema solar, sólo que con un poquito más de ruido en el borde.” Pero provocó el debate sobre Plutón: si el nuevo objeto descubierto se catalogara como planeta, ¿dónde se establecería el límite?

Después de muchos debates arduos y largos, el 24 de Agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional (IAU) decidió que el número de planetas volviera a ser ocho: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Plutón y Ceres (anteriormente catalogado como asteroide) y el nuevo objeto descubierto pasaron a ser clasificados como planetas enanos (ver cuadro).

Los tres cuerpos clasificados como planetas enanos en 2006: Plutón, Ceres y el nuevo objeto de Mike Brown, inicialmente conocido como 2003 UB313.
La imagen de Plutón fue concebida a partir de un mapa creado a partir de una serie de imágenes del Hubble. La imagen de 2003 UB313 es una impresión artística y la imagen de Ceres fue tomada por el Telescopio Espacial Hubble

© Calvin J Hamilton (www.solarviews.com)
Impresión artística de Eris, el
nuevo planeta enano

Imagen cortesía de ESO / L
Calçada

En opinión de Mike, se tomó la decisión correcta, y no lamenta que se haya perdido un planeta. “Mi objetivo inicial en 1999 era encontrar el décimo planeta, pero creo que ha sido aún mejor hacer que el mundo adoptara una nueva visión del sistema solar: un lugar hermoso y profundo, que se enriquece con la percepción de que los ocho planetas son la base a través de la cual revolotea sin cesar una infinidad de cuerpos más pequeños.”

Otra consecuencia de la clasificación final fue que Mike y sus colegas consiguieron dar nombre al objeto que encontraron. Y de forma muy conveniente, “lo llamamos Eris, como la diosa griega de la discordia y el conflicto.”

 

Y la historia sigue

Incluso hoy, la historia aún no está completa. Hasta principios de 2011, según explica Mike, “habría dicho que la composición de Eris era más o menos como la de Plutón, con un núcleo rocoso y un gran manto de hielo exterior. Parecido al caso de la Tierra, que tiene un núcleo de hierro y un manto rocoso.” Sin embargo, las investigaciones más recientesw2 (Sicardy et al., 2011) han forzado a los astrónomos a revisar sus planteamientos. Ahora saben que aunque Eris es pequeño, más o menos del mismo tamaño que Plutón, presenta un 27% más de masa. ¿Cómo se explica esto? “Plutón y Eris son mucho más diferentes de lo que pensaba. Eris está compuesto casi por completo de roca, con una delgada capa exterior de agua alrededor. Y en la parte más exterior, como el agua en la Tierra, existen gases congelados: metano y probablemente nitrógeno y dióxido de carbono.”


 

Reclasificación del sistema solar

El 26 de Agosto de 2006, en Praga (República Checa), la asamblea general de la IAU dictaminó que los planetas y el resto de cuerpos del sistema solar, excepto los satélites, se clasificarían en tres categorías:

  1. Un planeta es un cuerpo celeste que (a) orbita alrededor del Sol, (b) tiene suficiente masa para que su propia gravedad venza las fuerzas del sólido rígido, de tal forma que adquiera una forma de equilibrio hidrostático (casi esférico), y (c) ha limpiado la vecindad de su órbita.
  2. Un planeta enano es un cuerpo celeste que (a) orbita alrededor del Sol, (b) tiene suficiente masa para que su propia gravedad venza las fuerzas del sólido rígido, de tal forma que adquiera una forma de equilibrio hidrostático (casi esférico), (c) no ha limpiado la vecindad de su órbita, y (d) no es un satélite.
  3. Todos los demás objetos que orbitan alrededor del Sol, excepto los satélites, se denominarán de forma colectiva cuerpos menores del sistema solar.

Fuente: www.iau.org/public_press/news/detail/iau0603

 


 

Agradecimientos

Este artículo está basado en una conferencia impartida por el Profesor Brown, como parte de las conferencias sobre astronomíaw3 de Silicon Valley, con permiso del Profesor Brown y la Sociedad Astronómica del Pacífico.

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References

  • Sicardy B (2011) A Pluto-like radius and a high albedo for the dwarf planet Eris from an occultation. Nature 478: 493-496: doi: 10.1038/nature10550

Web References

  • w1 – Para saber más sobre el trabajo de Mike Brown, vista la página web de su universidad: www.gps.caltech.edu/~mbrown
  • w2 – Para saber más sobre las medidas más recientes de Eris, visita las notas de prensa de ESO: www.eso.org/public/news/eso1142
  • w3 – La conferencia de Mike Brown, así como muchas otras de las conferencias sobre astronomía de Silicon Valley, se pueden escuchar y descargar a través de Internet, así como suscribirse a los podcasts en la página web de la Sociedad Astronómica del Pacífico: www.astrosociety.org/education/podcast

Resources

  • La historia completa del papel de Mike Brown en la caída de Plutón se puede encontrar en su libro:
    • Brown M (2010) How I Killed Pluto and Why it Had it Coming. New York, NY, USA: Spiegel & Grau. ISBN: 978-0385531085

  • No es probable que encuentres un nuevo planeta, pero si quieres saber cómo detectar asteroides desde el aula, consulta:

Author(s)

Dr Eleanor Hayes es la editora jefa de Science in School. Estudió zoología en la Universidad de Oxford (Reino Unido), y completó su doctorado en ecología de insectos. Después pasó un tiempo trabajando en la administración de la universidad, antes de trasladarse a Alemania para trabajar en publicaciones científicas, inicialmente para una empresa de bioinformática y después para una sociedad científica. En 2005 se trasladó al Laboratorio Europeo de Biología Molecular para poner en marcha Science in School.


Review

El artículo describe el trabajo del Profesor Mike Brown, su búsqueda del décimo planeta del sistema solar, y el resultado inesperado. El artículo está basado en una conferencia impartida por el Profesor Brown, así que el estilo es ameno, como una intrigante historia de aventuras.

Este artículo podría ser útil en las clases de física, astrofísica o geografía, pero también en las asignaturas de lengua, biología o incluso historia. Cada profesor puede encontrar un modo adecuado de usar el artículo y fomentar el interés por la ciencia; incluso el profesorado sin demasiados conocimientos sobre física.


Gerd Vogt, Higher Secondary School for Environment and Economics, Yspertal, Austria




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CC-BY-NC-ND