“Hallan nuevo planeta” es hoy en día un titular tan emocionante como “Perro muerde a hombre”, es decir, no muy interesante. Gracias en gran parte a la misión espacial Kepler, en las últimas dos décadas los astrónomos han identificado unos 2.000 nuevos mundos, orbitando estrellas que se encuentran a decenas o incluso cientos de años luz de la Tierra. En conjunto, son hallazgos importantes a nivel científico, pero con un número tan grande, la adición de un nuevo miembro a la lista no parece nada importante. Pero el anuncio de un nuevo planeta esta semana por parte del Instituto de Tecnología de California es una proposición bastante distinta, porque el mundo que describe no orbita una estrella lejana. Es parte de nuestro propio sistema solar, un lugar que creíamos conocer bien a estas alturas. 

Está claro que no es así: en un análisis que ha sido aceptado para ser publicado en The Astronomical Journal, los científicos del Instituto de Tecnología de California Konstantin Batygin y Mike Brown presentan lo que ellos llaman sólidas pruebas circunstanciales de un enorme planeta sin descubrir, quizás hasta 10 veces más grande que la Tierra, y que orbita la alejada y oscura región del sistema Solar que está más allá de Plutón. Los científicos han deducido su presencia por las anomalías en las órbitas de un puñado de pequeños cuerpos celestes que pueden observar. “No he estado tan emocionado por algo desde hace mucho tiempo”, dice Greg Laughlin, experto en formación y dinámicas de planetas de la Universidad de California, Santa Cruz, y que no estuvo involucrado en el estudio.

El objeto, que los investigadores han llamado provisionalmente “Planeta Nueve”, a no menos de unos 30,5 mil millones de kilómetros del Sol, lo que equivale a cinco veces más lejos que la distancia media de Plutón del Sol. A pesar de su enorme tamaño, sería tan débil que, según los autores del estudio, no es de sorprender que nadie lo haya visto aún.

Eso es, si en realidad existe. “Lamentablemente”, dice Brown, “aún no tenemos una detección definitiva”. Pero la evidencia es suficientemente sólida como para que otros expertos se tomen la noticia muy en serio. “Creo que es muy convincente”, dice Chad Trujillo del Observatorio Gemini, en Hawái. David Nesvorny, teórico especializado en el Sistema Solar en el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI), en Boulder, Colorado, también está impresionado. “Estos tipos son muy buenos”, dice. “Dan buenos argumentos.”

 

 


LA ANIMACIÓN HA SIDO CREADA USANDO EL WORLWIDE TELESCOPE.
CALTECH/R. HURT (IPAC)

Órbitas extrañas

Batygin y Brown no son los primeros en sostener que hay un planeta más en nuestro sistema solar. En 2014 Trujillo y Scott Sheppard, del Carnegie Institution for Science, argumentaron en Nature que su descubrimiento, de un objeto mucho menor llamado 2012 VP113, junto con la existencia de un puñado de cuerpos ya identificados en los confines del sistema solar indicaba que podría haber algo del tamaño de un planeta ahí afuera. La prueba está en sus órbitas, específicamente en un oscuro parámetro llamado “argumento del perihelio”, que describe la relación entre el tiempo que un cuerpo está en su punto más cercano al Sol y el tiempo que pasa a través del plano del sistema solar. Los objetos que Trujillo y Shepherd identificaron tenían argumentos del perihelio increíblemente similares, lo que podía indicar que estaban siendo guiados por la gravedad de un objeto desconocido. “Nos dimos cuenta de algo curioso,” dice Trujillo, “y dijimos ‘alguien debería estudiar esto más a fondo’”. (Scientific American forma parte de Nature Publishing Group.)

Diversos grupos lo hicieron, y convinieron en que la existencia de un planeta escondido era plausible, aunque algo especulativo. El nuevo análisis refuerza el argumento dramáticamente. La similitud de los argumentos del perihelio es “tan solo la punta del iceberg,” dice Batygin.

Lo primero que hicieron, dice Batygin, fue analizar los datos de Trujillo y Sheppard con nuevos ojos. “Nos dimos cuenta,” dice Batygin, “de que los largos ejes de las órbitas de estos objetos se encuentran en el mismo cuadrante del cielo”. En otras palabras, apuntan en la misma dirección. Ese resultado no estaba garantizado; dos objetos pueden tener argumentos de perihelio similares a pesar de que sus órbitas no sean similares físicamente. Pero cuando Brown y Batygin trazaron las órbitas de estos objetos, se dieron cuenta que sus órbitas, sumamente elípticas, estaban alineadas de un modo similar. “¿No sería algo así difícil de pasar por alto?”, se pregunta Brown.  “Creerías que sí. Este es un caso en el que teníamos la nariz metida en los datos, sin dar un paso atrás para ver el sistema solar desde lejos. No podía creer que no me hubiese dado cuenta de esto antes”, dice. “Es ridículo”.

La direccionalidad de las órbitas era un indicio aún más fuerte de que algo estaba dirigiendo físicamente estos objetos lejanos. “Al principio dijimos: ‘no puede haber un planeta ahí fuera, es una locura.’”, dice Brown. Así que examinaron la alternativa más probable: que el cinturón de Kuiper conformado por objetos helados más allá de Plutón, haya agrupado todos estos objetos en un conjunto de forma natural, de manera parecida a como las galaxias se autoformaron gravitacionalmente a partir de la nube de gas cósmico que apareció después del Big Bang.

El problema con este escenario, se dieron cuenta los autores, era que el cinturón de Kuiper no tiene masa suficiente como para que eso suceda. Cuando los astrónomos regresaron a la “loca” teoría del planeta, sus simulaciones generaron el tipo adecuado de órbitas alineadas. También revelaron una cosa más: la gravedad de un planeta gigante debería conducir a un conjunto de objetos completamente independiente, cuyas órbitas no estén alineadas unas con otras pero que estén marcadamente inclinadas en comparación con las órbitas de los planetas, hasta 90 grados de desviación en comparación con el plano del sistema solar o incluso más. “Eso parecía realmente extraño,” dice Batygin. “Pero entonces Mike dijo: ‘Creo que he visto algo como esto en los datos’”. Y con toda seguridad. Observadores han localizado alrededor de media docena de objetos como estos y nadie había desarrollado una explicación de cómo podrían haber llegado hasta ahí. Ahora la simulación de Batygin y Brown proporciona una explicación. “El hecho de que estén presentando dos líneas nuevas e independientes de evidencia para un planeta hipotético proporciona aún más solidez a su caso”, dice Laughlin.

La gravedad del hipotético Planeta Nueve podría explicar las peculiares órbitas de dos conjuntos distintos de objetos que se encuentran más allá de Plutón.

El diagrama ha sido creado usando el Worldwide Telescope.

Caltech/R. Hurt (IPAC)

Súper-Tierra

El  planeta que mejor se ajusta a los datos sería aproximadamente 10 veces más masivo que la Tierra —lo que lo colocaría en la categoría de “súper Tierra”, que incluye muchos planetas alrededor de otras estrellas, pero ninguno, hasta ahora, en nuestro sistema solar— pero más pequeño que Neptuno, el cuarto planeta más grande de los que orbitan el Sol, con una masa de unas 17 veces la Tierra. Su órbita más probable es una muy alargada, que lo acerca a 35 mil millones de kilómetros del Sol en su punto más cercano (“Ahí es donde hace todo el daño”, dice Brown) y de tres a seis veces más lejos en el punto más distante.

Incluso a esa enorme distancia, Planeta Nueve podría en principio ser visto con telescopios existentes, más fácilmente con el Telescopio Japonés Subaru en Hawái, que no solo tiene un enorme espejo para atrapar luz tenue sino que también posee un amplio rango de visión que permitiría a los investigadores escanear eficientemente amplias secciones del cielo. “Desafortunadamente, no poseemos el Subaru”, dice Brown, “por lo que seguramente no seremos nosotros quienes lo encuentren. Así que le estamos diciendo a todos los demás donde mirar”.

Hasta que no lo vean, los astrónomos no pueden afirmar rotundamente que el Planeta Nueve sea real. “Tiendo a ser muy desconfiado con las afirmaciones de un planeta extra en el sistema solar”, dice Hal Levison, del SwRI. “He sido testigo de muchas, muchas afirmaciones de este tipo durante mi carrera, y todas han sido erróneas”. Aunque la alineación orbital es genuina, admite. “Algo la está creando. Pero qué es ese algo debe ser explorado un poco más”.

Aun así, en general los científicos planetarios están claramente entusiasmados por la posibilidad de que nos encontremos en la antesala de un gran descubrimiento. “Mientras crecía”, dice Sheppard, “pensábamos que ya se habían encontrado todos los grandes planetas. Sería muy emocionante y sorprendente darnos cuenta que estábamos equivocados”.

El ambiente de la comunidad astronómica ha sido perfectamente capturado, dice Laughlin, por algo que el astrónomo británico John Herschel dijo en una reunión de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia el 10 de septiembre de 1846. Se habían apreciado irregularidades en la órbita de Urano, que sugerían que la gravedad de un planeta masivo y desconocido estaba halándolo. Refiriéndose al objeto misterioso, Herschel dijo:

“Lo vemos como Colón vio América desde las costas de España. Sus movimientos han sido sentidos a lo largo de nuestro vasto análisis con una certeza difícilmente inferior a la demostración ocular”. Sólo dos semanas más tarde Neptuno fue descubierto, justo donde los cálculos de los teóricos dijeron que estaría.