Plutón, el increíble planeta menguante (o la historia de lo poco que sabemos de Plutón)

Desde su descubrimiento en 1930 hasta la actualidad, Plutón ha estado rodeado de un aura de misterio. Debido a su pequeño tamaño y a su enorme lejanía, hasta hace unos pocos años apenas sabíamos nada de él. Por no saber, su masa y su tamaño precisos han sido desconocidos durante décadas. En los años 30, los científicos pensaban que Plutón debía tener las dimensiones de la Tierra y no sería hasta medio siglo más tarde cuando supimos que en realidad es más pequeño que la Luna. La historia de Plutón es la historia de un planeta que ha ido reduciendo su tamaño a medida que las observaciones se hicieron más y más precisas, un auténtico ‘planeta menguante’.

Plutón visto por la cámara LORRI de la New Horizons el 7 de julio de 2015 ( NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).
Plutón visto por la cámara LORRI de la New Horizons el 7 de julio de 2015 ( NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).

Para entender el descubrimiento de Plutón tenemos que remontarnos al siglo XVIII. Cuando en 1781 el británico William Herschel descubrió Urano, dejó patente que existían cuerpos por explorar más allá de la órbita de Saturno. Cuarenta años más tarde, el astrónomo francés Alexis Bouvard intentó calcular las órbitas de los planetas exteriores con una gran precisión empleando el mayor número de observaciones disponibles. Bouvard pudo calcular sus preciadas órbitas para Júpiter y Saturno, pero fue incapaz de hacer lo mismo con Urano. El error en la determinación de la órbita era demasiado grande. Puesto que las observaciones no contenían errores significativos, parecía que ‘algo’ estaba perturbando el movimiento de Urano. La conclusión es que debía existir otro planeta situado en una órbita más exterior cuya gravedad estaba alterando el apacible movimiento orbital de Urano.

Finalmente, en 1846 los astrónomos Johann Gottfried Galle y Heinrich Louis d’Arrest descubrieron el culpable, que no era otro que el planeta Neptuno. Galle y d’Arrest lograron encontrar el octavo planeta gracias a los cálculos del astrónomo francés Urbain Jean-Joseph Le Verrier. Tanto Le Verrier como el británico John Couch Adams habían calculado la masa y la posición del nuevo planeta con anterioridad, lo que permitió su descubrimiento. El éxito de las predicciones teóricas de Le Verrier y Adams fue considerado en su momento todo un triunfo de la ciencia moderna, y con razón, aunque bien es cierto que ambos astrónomos habían predicho la existencia de un planeta mucho más masivo y situado bastante más lejos del Sol que Neptuno. De hecho, Le Verrier calculó que el octavo planeta debía tener unas masa 36 veces la de la Tierra, mientras que Adams le asignó nada más y nada menos que 50 masas terrestres, casi la mitad que Saturno. Los dos también predijeron que el planeta en cuestión tendría una órbita bastante excéntrica situada a unos 5400 millones de kilómetros del Sol (36 Unidades Astronómicas). En realidad, Neptuno tiene una masa 17 veces la de nuestro planeta y se halla a unos 4500 millones de kilómetros (30 UA).

La órbita de Neptuno y las estimadas por Le Verrier y Adams (http://oklo.org/2011/01/17/neptune-after-one-orbit/).
La órbita de Neptuno y las estimadas por Le Verrier y Adams (http://oklo.org/2011/01/17/neptune-after-one-orbit/).

Pocas décadas después del descubrimiento de Neptuno se volvió a repetir la misma historia. Una vez más, las observaciones no casaban con los cálculos teóricos. Todo indicaba que otro planeta misterioso estaba ‘tirando’ de Neptuno a lo largo de su órbita. Además, la masa de Neptuno parecía insuficiente para explicar las perturbaciones de Urano que habían provocado la búsqueda de un nuevo planeta. La caja de Pandora de la dinámica planetaria ya se había destapado y, como es lógico, decenas de astrónomos se prestaron a emular a Le Verrier y Adams proponiendo la existencia de uno o varios planetas lejanos. Tan solo dos años después del descubrimiento de Neptuno, el francés Jacques Babinet planteó que debía existir un planeta de doce masas terrestres más allá de la órbita de Neptuno con el fin de explicar las supuestas anomalías en la órbita del octavo planeta. En 1878 el popular astrónomo francés Camille Flammarion sugirió la presencia de dos planetas gigantes situados a la enorme distancia de 100 y 300 UA respectivamente, para explicar los cometas de periodo corto. Y no sería el único. En 1899 el danés Hans Emile Lau predijo la existencia de un planeta de nueve masas terrestres situado a 47 UA.

Todas estos ‘planetas de papel’ no tuvieron mucha repercusión y nadie se dedicó seriamente a escudriñar los cielos en su búsqueda. Todo lo contrario de lo que sucedió con los estudios del estadounidense William Henry Pickering, quien a comienzos del siglo XX inició una campaña para descubrir el noveno planeta después de un concienzudo estudio de la dinámica del sistema solar. En 1908 Pickering bautizó el hipotético mundo situado más allá de Neptuno con el sugerente nombre de Planeta O y le asignó una masa de dos veces la terrestre, muy por debajo de las propuestas anteriores. De acuerdo con Pickering, el Planeta O estaría situado a 45,6 UA del Sol. Varios astrónomos buscaron el Planeta O en las coordenadas aproximadas proporcionadas por Pickering, pero no hubo suerte. Al año siguiente, el francés Jean Baptiste Amaible Gaillot también planteó la existencia de un planeta transneptuniano relativamente pequeño, de tan solo cinco masas terrestres, con el mismo resultado negativo. En 1911 Pickering volvería a la carga con el Planeta O, pero esta vez le añadió varios compañeros, a los que denominó -lógicamente- planetas P, Q, R, S, T y U. Después de pasar varios años refinando su teoría, Pickering se quedaría únicamente con el Planeta O. En 1928 calculó que su masa debía ser 0,75 veces la terrestre y su órbita, situada a una distancia media de 41,1 UA, sería muy excéntrica, tanto que cruzaría la de Neptuno. El Planeta O de Pickering pasaría al olvido, aunque paradójicamente terminaría por ser mucho más parecido a Plutón que la mayoría de propuestas de la época.

Pero el auténtico adalid de la búsqueda del noveno planeta fue el excéntrico millonario norteamericano Percival Lowell, quien a comienzos del siglo XX ya era famoso por sus obsesivas observaciones de los supuestos ‘canales’ de Marte. Lowell propuso la existencia de un Planeta X de 6,6 masas terrestres situado a 44,5 UA. La principal diferencia de Lowell con otros astrónomos es que no solo calculó sus características, sino que se dedicó a buscarlo personalmente desde su flamante observatorio de Flagstaff, Arizona. Desde 1905 hasta su muerte en 1916, Lowell intentó encontrar el Planeta X con todas sus fuerzas, pero no tuvo éxito. En realidad, y como ya le había sucedido a muchos astrónomos con Urano y Neptuno, Lowell llegó a fotografiar dos veces a Plutón en 1915, pero no se dio cuenta porque buscaba un objeto mucho más brillante.

Percival Lowell en su observatorio de Arizona (http://arizonaexperience.org/).
Percival Lowell en su observatorio de Arizona (http://arizonaexperience.org/).
La órbita predicha por Lowell para el Planeta X.
La órbita predicha por Lowell para el Planeta X comparada con la de Plutón.

Tras la muerte de Lowell la búsqueda del Planeta X se pospuso durante un tiempo. El nuevo director del Observatorio Lowell, Vesto Slipher, decidió en 1929 contratar a una persona que se dedicase exclusivamente a buscar el Planeta X usando un nuevo telescopio de 31 cm. Esa persona sería Clyde Tombaugh, un joven granjero de Kansas apasionado por la astronomía. El trabajo de Tombaugh consistiría en tomar repetidas imágenes de una misma región del cielo en la constelación de Gémini donde se suponía que debía estar el Planeta X según los cálculos de Lowell. Cada fotografía tenía unas dimensiones de 36 cm por 43 cm y cubría una región de unos 150 grados cuadrados. Slipher y otros astrónomos del observatorio eran los encargados de buscar el nuevo planeta en las fotografías. Para ello usaban un dispositivo óptico –blinker– que permitía comparar fotografías de la misma región del cielo tomadas en días diferentes. Las estrellas estaban en la misma posición, pero los asteroides y planetas aparecerían en distintas posiciones en cada imagen. Se trataba de una tarea increíblemente tediosa, pero crítica. No en vano, el primero que identificase el Planeta X en las fotografías pasaría a la historia sin importar el cargo que ocupase dentro del observatorio. No obstante, Slipher decidió arriesgarse después de tantos años de búsquedas infructuosas y permitió que Tombaugh usara el blinker. El joven astrónomo se puso manos a la obra con una diligencia rayana en la obsesión.

El telescopio usado por Tombaugh para descubrir Plutón (Mark Duggan/https://www.azpm.org/).
El telescopio usado por Tombaugh para descubrir Plutón (Mark Duggan/https://www.azpm.org/).

Después de incontables horas de trabajo, el 18 de febrero de 1930 Tombaugh observó un punto de luz que se desplazaba unos pocos milímetros en las imágenes tomadas en la región cerca de la estrella Delta Geminorum tomadas entre el 21 y el 29 de enero. Tras comprobar que el objeto era real, el descubrimiento se hizo público el 13 de marzo. Clyde Tombaugh pasaría a la historia como el descubridor del nuevo planeta, que sería bautizado como Plutón en mayo de 1930 (por este motivo son las cenizas de Tombaugh las que viajan a bordo de la New Horizons y no las de Slipher). El nombre de Plutón -el dios romano del inframundo- era más que adecuado teniendo en cuenta que el nuevo mundo está situado en las tenebrosas fronteras del sistema solar, pero en realidad fue propuesto por una niña británica de once años llamada Venetia Burney. Venetia le sugirió el nombre a su abuelo porque el dios Plutón también tenía el poder de hacerse invisible, como el Planeta X. El abuelo de Venetia le comentó el nombre al astrónomo Herbert Hall Turner, quien a su vez lo transmitió al personal del Observatorio Lowell. A Tombaugh le gustó el nombre porque las dos primeras letras coincidían con las iniciales de Percival Lowell. Precisamente, el instrumento SDC de la sonda New Horizons recibió el nombre completo de Venetia Burney Student Dust Counter en honor a Venetia.

Las placas fotográficas en las que Tombaugh identificó a Plutón (Wikipedia).
Las placas fotográficas en las que Tombaugh identificó a Plutón (Wikipedia).
Venetia Burney, la niña que le puso el nombre a Plutón (Wikipedia).
Venetia Burney, la niña de once años que le puso el nombre a Plutón (Wikipedia).

Pero Plutón resultó ser una sorpresa total. La reacción de los astrónomos fue algo así como “¿quién ha pedido esto?” La órbita del nuevo planeta resultó tener un semieje mayor de 39,64 UA y tenía una excentricidad muy elevada, d 0,251, la más elevada de todos los planetas. Y no solo eso, el plano de su órbita estaba inclinado 17,1º con respecto a la eclíptica. Estaba claro que Plutón no era el Planeta X de Lowell. ¿Pero por qué? En realidad, el descubrimiento de Plutón había sido el resultado de un error de proporciones cósmicas. Cuando a finales de los años 80 los científicos revisaron los precisos cálculos de la masa de Neptuno proporcionados por la sonda Voyager 2 se dieron cuenta de que… ¡las supuestas perturbaciones de la órbita que provocaron la carrera por descubrir el noveno planeta simplemente no existían!

Clyde Tombaugh (Wikipedia).
Clyde Tombaugh (CORBIS).
"¡Se ha descubierto el Planeta X!". No tan rápido.
“¡Se ha descubierto el Planeta X!”. No tan rápido.

Pero en 1930 todo esto quedaba muy lejos en el futuro. Nada más ser descubierto, los astrónomos se apresuraron a averiguar las propiedades del nuevo mundo. Para empezar, ¿cuál era su tamaño? Increíblemente, nadie lo sabía. Y es que determinar el tamaño o la masa de un planeta lejano no es nada fácil. A priori, lo más sencillo es calcular el diámetro. Conociendo la distancia a la que se encuentra el objeto podemos determinar automáticamente su tamaño midiendo el ángulo que cubre en el cielo. Lamentablemente, Plutón estaba tan lejos que no presentaba ningún disco apreciable, ni siquiera con los mejores telescopios de la época. Además, los observatorios terrestres se encuentran bajo el océano de la atmósfera terrestre, así que la turbulencia atmosférica -el seeing– limita la resolución de cualquier telescopio, por grande que sea, a unos 0,4 segundos de arco (hoy en día existen técnicas para aumentar la resolución a pesar de la atmósfera, pero no estaban disponibles en 1930). Por lo tanto, lo único que podían asegurar los astrónomos de la época era que Plutón debía tener, como máximo, un diámetro aparente de 0,4 segundos de arco aproximadamente. A la distancia a la que se encontraba el nuevo planeta, esto significa un diámetro de 11000 kilómetros. Es decir, Plutón debía ser ligeramente más pequeño que la Tierra. La idea de una especie de gemelo gélido de la Tierra en los límites del sistema solar despertó la imaginación de multitud de escritores y artistas.

¿Y qué hay de su masa? En este caso existen tres métodos para calcularla. El primero consiste en estimar su densidad y, a partir de su diámetro, hacer un cálculo aproximado. Pero, como hemos visto, nadie conocía el tamaño preciso de Plutón, así que este método es poco satisfactorio. No obstante, no cuesta nada intentarlo, y en 1949 el astrónomo Gerard Kuiper sugirió que la masa de Plutón debía ser 0,8 veces la terrestre si tomábamos una densidad de 9200 kg/m3, una cifra muy elevada que Kuiper interpretaba como un límite superior.

La segunda posibilidad pasa por estimar la masa a partir de las perturbaciones gravitatorias sobre Urano y Neptuno. O mejor dicho, la ausencia de las mismas. Si Plutón tuviese una masa muy elevada provocaría efectos considerables en las órbitas de los gigantes de hielo, que por entonces ya se conocían bastante bien. Entre 1930 y 1931 los astrónomos Jackson, Nicholson y Mayall estimaron que la masa de Plutón estaba comprendida entre 0,1 y 1 masas terrestres. Si fuera mayor, los efectos se habrían notado en la órbita de Neptuno. En 1931 Ernest Brown hizo lo propio con la órbita de Urano y determinó que la masa de Plutón no debía exceder la media masa terrestre. Esta técnica fue usada por varios investigadores durante las siguientes décadas, arrojando resultados parecidos. El último cálculo, y el más preciso, vino en 1971 de la mano de Ash, Shapiro y Smith, quienes pusieron un límite superior de 0,08 masas terrestres a partir del estudio de las órbitas de Urano y Neptuno al mismo tiempo.

La tercera posibilidad a la hora de calcular la masa de un planeta consiste en medir el periodo de un satélite que gire a su alrededor. Conociendo la distancia de su órbita, seremos capaces de calcular su masa usando esta sencilla fórmula. Lamentablemente, en los años treinta no se había descubierto ningún satélite de Plutón.

Así, hasta los años 70 el consenso entre la comunidad científica era que Plutón debía ser ligeramente más pequeño que la Tierra y muy frío, pero poco más. Durante décadas los libros de astronomía representaron a Plutón como un mundo misterioso, normalmente de color azulado, más que nada por similitud con Urano y Neptuno. ¿Tenía satélites?¿Cuál era su periodo de rotación?¿Y cómo era la inclinación de su eje?¿Tenía atmósfera? Hasta los años 70 estas preguntas quedaron sin contestar. No obstante, ya en 1933 los astrónomos descubrieron que Plutón tenía un color más bien amarillento gracias a las observaciones detalladas de Vesto Slipher, quien, recordemos, era el jefe de Tombaugh en el Observatorio Lowell. Entre 1943 y 1944 Kuiper buscó la presencia de metano en Plutón a raíz del descubrimiento de este compuesto en la atmósfera de Titán. Pero Plutón está mucho más lejos que Titán, así que Kuiper no tenía ninguna oportunidad con la instrumentación de la que disponía. Una lástima, porque el metano es uno de los principales constituyentes de la superficie de Plutón.

Kuiper fue también uno de los principales astrónomos que se dedicaron a medir el diámetro de Plutón. Aunque hemos visto que la turbulencia atmosférica limita la resolución a los 0,4 segundos de arco, esta barrera puede superarse con grandes telescopios situados en zonas especialmente favorables para la observación, o sea, con muy buen seeing. En 1949 Kuiper calculó un diámetro de 10300 kilómetros para Plutón usando el telescopio de 82 pulgadas del McDonald Observatory, una estimación que mejoró hasta los 5800 kilómetros mediante el gran telescopio de 200 pulgadas del Monte Palomar. Gracias a este potente instrumento, Kuiper fue capaz de determinar que Plutón tenía un disco de 0,23 segundos de arco y, de paso, calculó que su masa debía rondar las 0,1 masas terrestres usando una estimación para la densidad de 4600 kg/m3, bastante más realista que la anterior. Curiosamente, las estimaciones de Kuiper no fueron consideradas definitivas. Todavía había muchos nostálgicos del Planeta X en la comunidad científica que se aferraban a la idea de un Plutón más grande y masivo, y eso a pesar de que en 1965 astrónomos del US Naval Observatory obtuvieron un diámetro de 0,25 segundos de arco para el noveno planeta.

Mientras la incertidumbre del tamaño de Plutón se mantenía, en 1955 los astrónomos Robert Hardie y Merle Walker calcularon por primera vez la duración del día en Plutón, que resultó ser de 6,39 días, con un error de 4 minutos. Los investigadores pudieron hallar el periodo de rotación analizando las curvas de luz del planeta, que presentaba unas irregularidades muy notables para un mundo tan lejano. Un análisis más detallado de dichas curvas permitió que en 1972 Leif Anderson y John Fox pudiesen determinar que el eje de rotación estaba fuertemente inclinado, más de 50º. Otra rareza que añadir al ya de por sí extraño Plutón.

En los años 70 se llevaron a cabo varias determinaciones del tamaño de Plutón usando otro método, conocido como técnica del albedo. Conociendo el brillo de Plutón y estimando la reflectividad de su superficie -o sea, su albedo-, podemos hacer un calculo aproximado de su diámetro. Los primeros cálculos arrojaron un valor de unos 6000 kilómetros, muy parecido al hallado por Kuiper. En 1976 Dale Cruikshank, Carl Pilcher y David Morrison refinaron esta técnica y hallaron que el albedo de Plutón era sorprendentemente alto -hoy sabemos que es del 55% (el de la Luna es del 12%)-, por lo que su tamaño tenía que ser muy pequeño. Los tres investigadores llegaron a la conclusión de que Plutón tenía una masa de entre 0,003 y 0,004 masas terrestres, o sea, una cuarta parte de la masa de la Luna. Además, el trío logró detectar metano en la superficie de Plutón, aunque no agua ni amoniaco. Por primera vez pudimos saber de qué estaba hecha la superficie del noveno planeta.

A finales de los 70 estaba claro que Plutón era mucho más pequeño de lo imaginado hasta entonces, pero la confirmación vino en 1978 con el descubrimiento de su primera luna. Descubierta por James Christy, sería bautizada con el apropiado nombre de Caronte. Como vimos más arriba, a partir del periodo y distancia de un satélite es posible calcular la masa de un planeta fácilmente. Poco después del descubrimiento de Caronte, Robert Harrington y James Christy calcularon que Plutón tenía apenas 0,0022 masas terrestres. ¡Una diferencia abismal comparada con las primeras estimaciones de los años treinta! El periodo de Caronte parecía ser similar al periodo de rotación, es decir, ambos cuerpos sufrían acoplamiento de marea y presentaban el mismo hemisferio el uno al otro. Plutón permanece fijo en el cielo de Caronte y viceversa. El sistema formado por los dos cuerpos, con una masa combinada de 0,0023 masas terrestres, era único y casi se podía considerar un planeta doble, ya que los dos astros giraban alrededor de un centro de masas común situado fuera de la superficie de Plutón.

Descubrimiento de Caronte. La mancha negra es Plutón. El bulto de la imagen izquierda es Caronte (Wikipedia).
Descubrimiento de Caronte en 1978. La mancha negra es Plutón. El bulto de la imagen izquierda es Caronte. Así se veía Plutón con los mejores telescopios de los años 70 (Wikipedia).

El descubrimiento de Caronte revolucionó nuestro conocimiento de Plutón. Pocos meses después de su detección se determinó que la inclinación del plano de la nueva luna, y por lo tanto el del eje de Plutón -recordemos el acoplamiento de marea entre ambos cuerpos-, era de 57,5º. Plutón orbitaba ‘tumbado’ en su órbita, casi como Urano. Esta inusitada inclinación es responsable de estaciones muy extremas, que, combinadas con la elevada excentricidad de la órbita, crean unas estaciones dobles muy complejas únicas en el sistema solar.

Órbita de Plutón. Los solsticios y equinoccios hacen referencia al hemisferio sur (Mike Brown).
Órbita de Plutón. Los solsticios y equinoccios hacen referencia al hemisferio sur (Mike Brown).

En 1978 el astrónomo Leif Erland Andersson -quien fallecería al año siguiente- calculó que entre 1987 y 1991 Caronte pasaría por delante y por detrás del disco de Plutón visto desde la Tierra. Una feliz coincidencia -el fenómeno podría haber tenido lugar décadas más tarde si tenemos en cuenta que el año de Plutón dura 248 años terrestres- que permitiría calcular el tamaño de ambos cuerpos con una precisión muy alta. En 1987 se produjeron los eclipses centrales -es decir, todo el disco de Caronte quedó oculto tras el de Plutón- y gracias a ellos se pudo determinar que el diámetro de Plutón estaba comprendido entre los 1900 y los 4300 kilómetros, aunque la mejor estimación era de unos 2400 kilómetros. El error en los cálculos venía dado por varias incógnitas, la principal de ellas el radio de la órbita de Caronte, que se conocía con un 5% de error. Los eclipses confirmaron además que el periodo de rotación de Plutón era de 6,387 días.

En 1988 la ocultación de una estrella por Plutón permitió averiguar que el diámetro del planeta era de unos 2300 kilómetros, ¡pero lo más sorprendente es que reveló que el pequeño planeta poseía una atmósfera! La presión superficial debía ser muy baja, de entre 0,003 y 0,1 milibares, pero era una atmósfera al fin y al cabo. De repente Plutón se hizo mucho más interesante. En 1993 un equipo de investigadores liderado por Tobias Owen descubrió la presencia de hielo de nitrógeno y hielo de monóxido de carbono en la superficie, además de metano. Al mismo tiempo confirmó que el principal gas de la atmósfera era el nitrógeno, como en Tritón (una luna de Neptuno).

Curva de luz de una ocultación de una estrella por Plutón en 2002. Los bordes suaves durante el eclipse revelan la presencia de una atmósfera (Nature/J.L- Elliot et al.)
Curva de luz de una ocultación de una estrella por Plutón en 2002. Los bordes suaves durante el eclipse revelan la presencia de una atmósfera (Nature/J.L- Elliot et al.)
Variación de la densidad de la atmósfera de Plutón ().
Modelo de la variación de la densidad de la atmósfera de Plutón en función de su complejo sistema de estaciones (Frédéric Pont).
Comparativa entre Plutón, la Luna y la Tierra (NASA).
Comparativa entre Plutón, la Luna y la Tierra (NASA).

El potente telescopio espacial Hubble permitió estudiar Plutón a partir de los años 90 sin las limitaciones de la atmósfera terrestre. Gracias a las observaciones del Hubble se pudo saber que el Plutón tenía un diámetro de 2300 kilómetros con un error de 60 kilómetros. Al mismo tiempo, se redujo el error en la órbita de Caronte hasta el 1,5%. Para 1997 ya se sabía que la masa de Plutón era de 0,0022069658 masas terrestres, mientras que su diámetro era de 2274 kilómetros, con un error de 16 kilómetros. Ese mismo año el telescopio espacial infrarrojo ISO averiguó que la temperatura de la superficie de Plutón estaba comprendida entre los -233º C y los -213º C (o sea, de 40 K a 60 K). El característico color rojizo de Plutón era debido a la interacción de la luz ultravioleta del Sol y los rayos cósmicos con el metano, a partir de la cual se crean sustancias orgánicas complejas denominadas tolinas. Plutón era una especie de Titán sin atmósfera.

Plutón y Caronte vistos por el Hubble en 1994 (NASA/ESA/STScI).
Plutón y Caronte vistos por el Hubble en 1994 (NASA/ESA/STScI).

A diferencia del rojizo Plutón, Caronte presentaba un color grisáceo y un albedo muy inferior (35%). En 2000 los astrónomos confirmaron que el principal componente de su superficie era hielo de agua. Vamos, que no podía ser más diferente que Plutón. Una ocultación estelar por parte de Plutón en 2002 permitió echar otro vistazo a su atmósfera. Para sorpresa de los investigadores, la presión superficial se había doblado a pesar de que el planeta estaba más lejos del Sol. Observaciones más detalladas del Hubble permitieron en 2003 calcular que la proporción entre las masas de Plutón y Caronte era de 8,2 a 1, con un 6% de error.

"Mapa" de Plutón y Caronte a partir de observaciones del telescopio Hubble en 1996 (NASA/ESA/STScI).
“Mapa” de Plutón y Caronte a partir de observaciones del telescopio Hubble en 1996 (NASA/ESA/STScI).
"Mapa" de Plutón realizado a partir de imágenes del telescopio Hubble (NASA/ESA/STScI).
“Mapa” de Plutón realizado a partir de imágenes del telescopio Hubble (NASA/ESA/STScI).
Mapa de Plutón a partir de imágenes del Hubble obtenidas entre 2002 y 2003 (NASA/ESA/STScI).
Mapa de Plutón a partir de imágenes del Hubble obtenidas entre 2002 y 2003 (NASA/ESA/STScI).
ss (NASA).
Modelos hipotéticos del interior de Plutón y Caronte (NASA).

Por fin, en 2005 Caronte pasó por delante de una estrella y se pudo fijar su diámetro en 1212 kilómetros, con un error de 3 kilómetros. A partir de estos datos se calculó que su masa era de 0,000254 masas terrestres, con una densidad de 1630 kg/m3. La densidad era inferior a la de Plutón, de 2030 kg/m3, por lo que se supone que Caronte debe tener una mayor proporción de hielos. En 2005 el Hubble descubrió otros dos satélites alrededor de Plutón. Bautizados como Nix e Hidra, eran dos pequeñas lunas situadas a 48700 y 64800 kilómetros respectivamente del baricentro del sistema. Su descubrimiento fue toda una sorpresa. Que un cuerpo tan pequeño como Plutón tuviese una luna ya era raro, ¿pero tres?

2006 resultaría ser un año decisivo en la historia de Plutón. Primero, otra ocultación sirvió para fijar su diámetro en 2304 kilómetros con un error de 64 kilómetros, que posteriormente se redujo a 20 kilómetros (este error relativamente grande se debe a la presencia de la atmósfera). De paso, el astrónomo Marc Buie refinó los cálculos de la masa de Plutón y halló que era de 0,0021851488 masas terrestres. Sin embargo, la noticia más importante no tuvo que ver con la masa o el tamaño de Plutón, sino con su posición como planeta del sistema solar.

Desde que 1992 David Jewitt y Jane Luu descubriesen el primer objeto del cinturón de Kuiper, cada vez era más evidente que Plutón no era un cuerpo aislado, sino un miembro más de la denominada ‘tercera zona del sistema solar’. Pese a todo, hasta 2005 nadie se atrevió a cambiar la situación de Plutón. Ese año un equipo de astrónomos liderado por Mike Brown descubrió Eris, un objeto del cinturón de Kuiper más masivo que Plutón. El debate no podía posponerse más. Los astrónomos debían decidir si vivíamos en un sistema solar con más de diez planetas o, si por el contrario, Plutón quedaba excluido de este selecto club. Ante la posibilidad de que el número de planetas aumentase sin control en los años venideros, en 2006 la Unión Astronómica Internacional decretó durante una polémica asamblea que Plutón -junto con Eris, Ceres y Makemake- sería considerado a partir de entonces un planeta enano. El sistema solar pasó a tener ocho planetas.

Objetos transneptuianos (Wikipedia).
Objetos transneptuianos (Wikipedia).

En enero de 2006 despegaba la sonda New Horizons para estudiar Plutón. La nave partió de la Tierra con el objetivo de explorar un planeta y ahora sobrevolaría un modesto ‘planeta enano’. El cambio de categoría disgustó a muchos astrónomos, pero no es de extrañar que uno de los más molestos fuese el investigador principal de la New Horizons, Alan Stern, quien a día de hoy sigue negándose a ‘acatar’ la decisión de la UAI. Sin embargo, no era la primera vez que un objeto del sistema solar era degradado de su categoría de planeta. Cuando Ceres fue descubierto en 1801 también se le clasificó como planeta, pero el descubrimiento de decenas de otros cuerpos similares durante las décadas siguientes dejó claro que solamente era el miembro más grande de una población de objetos que serían conocidos como asteroides.

Independientemente de si es un planeta o un planeta enano, los astrónomos continuaron investigando los misterios de Plutón. En 2007 otra ocultación estelar demostró que la atmósfera de Plutón seguía en su lugar, aunque la presión superficial había dejado de aumentar. Observaciones idénticas en años siguientes confirmaron que la atmósfera de Plutón no se ha congelado, uno de los mayores temores del equipo de la New Horizons. No obstante, habrá que esperar al encuentro de la sonda el próximo 14 de julio para conocer la presión exacta de la atmósfera.

En 2008 se calculó que Plutón tenía 0,00218 masas terrestres con un 0,4% de error usando las órbitas de los tres satélites conocidos. Y, hablando de satélites, contra todo pronóstico el telescopio Hubble descubrió otras dos lunas adicionales en 2011 y 2012, denominadas Cerbero y Estigia, respectivamente. Dos pequeñísimos satélites que aumentaron todavía más el atractivo del sistema de Plutón. En 2015 el Hubble determinó que la rotación de las cuatro lunas menores era totalmente caótica, es decir, es imposible predecir por dónde saldrá el Sol. Hasta ese momento solo se conocía con certeza otra luna con esta característica, Hiperión el satélite de Saturno.

Recreación de los satélites de Plutón a partir de datos del telescopio Hubble (NASA).
Recreación de los satélites de Plutón a partir de datos del telescopio Hubble (NASA).
Satélites de Plutón (NASA).
Los satélites de Plutón vistos por el Hubble (NASA).

Queda menos de un día de Plutón para que la sonda New Horizons nos muestre por primera vez los detalles de un sistema que hasta hace no mucho era un completo desconocido. Hemos recorrido un largo camino desde que Clyde Tombaugh fotografiase un pequeño punto de luz desde un remoto observatorio en Arizona. Al fin sabremos como es Plutón.

Mapa de Plutón obtenido a partir de imágenes de la cámara LORRI de la New Horizons del 3 de julio (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).
Mapa de Plutón obtenido a partir de imágenes de la cámara LORRI de la New Horizons del 3 de julio (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).

Referencias:

  • Alan Stern y Jacqueline Mitton, Pluto and Charon: Ice Worlds on the Ragged Edge of the Solar System, 2005.
  • Barrie Jones, Pluto: Sentinel of the Outer Solar System, 2010.
  • John Davies, Beyond Pluto: Exploring the Outer Limits of the Solar System, 2001.
  • http://adsabs.harvard.edu/full/1990JHA….21…59S
  • http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/inostr-yazyki/ikarus/1980/Duncombe_A_History_of_the_Determination_of_Pluto’s_Mass.pdf

61 Comentarios

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Daniel FernandesDaniel Fernandes

Primera noticia que tengo de que NH transporta cenizas… Interesante, muy interesante.

MarinoMarino

Al parecer había un chiste entre astrónomos que, vaticinaba que como con cada nueva medición Plutón menguaba, el pobre acabaría desapareciendo.
Fantástica entrada!

AlbertAlbert

Fantástica entrada, muy interesante, muchas gracias.
Creo que hay un par de pequeños errores tipográficos en la frase donde dice “… en 2003 calcular que el raDio entreS las masas de Plutón y Caronte era de 8,2 a 1 con…” debería decir “… en 2003 calcular que el raTio entre las masas de Plutón y Caronte era de 8,2 a 1 con…”
Saludos. :)

Francisco GalueFrancisco Galue

Magnifica entrada Daniel!! Ha sido un largo camino desde que Plutón fue descubierto hasta que una sonda de la Tierra lo llegara a visitar por vez primera. Algo que se te olvido nombrar, Daniel, fue que una vez se pensaba que Plutón había sido una luna de Neptuno, pero parece que luego esa idea fue desechada.

Recuerdo que a principio de los 80 se hablaba de encontrar el Decimo Planeta del Sistema Solar. Ahora que Plutón fue degradado de rango planetario y nos quedamos con 8 planetas ¿Crees tu ,Daniel, que abran mas planetas mas alla de la orbita de Neptuno, o solo planetas enanos del Cinturon de Kuiper?

JordiJordi

Muy buena entrada, Plutón tiene una buena historia detrás, de años de búsqueda y análisis. Puede que sea pequeñajo pero se merece que le hayamos enviado una sonda.

DanielDaniel

Impresionante artículo, cada día te superas más y más.
Muchas gracias por este magnífico blog.

EtxazpiEtxazpi

Magnífico artículo para repasar la historia del conocimiento de Plutón.

Ya nos has preparado para lo que nos viene, Daniel.

Aun así, espero muchas sorpresas agradables.

SεiԍояSεiԍоя

Sobre lo de que despertó la imaginación de multitud de escritores y artistas, H. P. Lovecraft lo introduce como el planeta Yuggoth en una de sus historias más conocidas, “El que susurra en la oscuridad”. Como dices, Plutón fue descubierto el 18 de febrero de 1930, y la historia fue escrita entre el 24 de febrero y el 26 de septiembre de ese mismo año.

GinésGinés

Como curiosidad, la foto que abre la entrada nos muestra casi exactamente la parte de Plutón que veremos en el momento de máxima aproximación de la sonda al planeta el 14 de julio.

ToroydToroyd

Gente…. Daniel ha parido otra entrada épica.
Y aunque Plutón haya sido el planeta menguante… ahora no para de crecer… desde un embrión de 14 pixeles, a las imágenes cada vez más grandes y detalladas. Y sigue creciendo en detalle, interés y misterio.
Somos muy afortunados de vivir en esta época.

U-95U-95

Magnífico artículo, felicidades -esos 6 días que faltan van a ser largos-. Hay otra errata:

Por fin, en 2005 Caronte pasó por delante de una estrella y se pudo fijar su radio en 1212 kilómetros, con un error de 3 kilómetros.

Su diámetro, no su radio.

CarlosCarlos

Puede quedarse a gusto Tombaugh sabiendo que sus cenizas van a llegar a donde ninguno ser humano ha llegado, que perdurarán prácticamente hasta la eternidad y llegará a destinos inalcanzables en su viaje.

Rengel

A partir de una semana viviremos en un mundo donde sabremos como es Pluton. Que lejos veia yo el 14 de julio de 2015 cuando hice un video con el simulador Orbiter hace ya casi 5 años. Aun pensaba que pluton tenia un tono amarillento.

https://www.youtube.com/watch?v=EecRSUeajQI

En mi biblioteca tengo un libro llamado “Secretos del Cosmos” de Salvat de 1969 y una enciclopedia llamada “La Gran Aventura del Espacio” de 1968 y tambien de Salvat donde aparece un pluton de 11 mil kilometros de diametro.

Lo increible es que vere a Pluton en detalle antes que mi quincena (dia de paga).

Rengel

Otra muestra de la cultura educativa de algunos periodistas.
Por otra parte no quiero ni imaginar que quedara de un “aterrizaje” a 15 kilometros por segundo…

Jose ManuelJose Manuel

Si y a demas de esa gran cultura cientifica tambien hay mania de hablar de viajar a otra galaxia en vez de a otra estrella

AgüimenseAgüimense

Tela marinera con el artículo de ABC. Increible. Daniel tus artículos siempre son muy buenos, pero éste histórico-científico lo has bordao macho. Salgo de él sabiendo mucho más sobre la historia de este, para mi, planeta, que cuando entré. Felicidades y un saludo. Por cierto ¿no piensan que los nombres de los planetas debían ser uno para todos los idiomas?. Imagino que la niña le pondría Pluto, no Plutón. Pues Pluto aquí y en China ¿no?. Un saludo.

detorrdetorr

Los nombres propios antiguos tienen con frecuencia traducciones a distintos idiomas, y puesto que todos los nombres de planetas y semejantes vienen de deidades es normal que tengan nombres distintos en cada idioma.

EtxazpiEtxazpi

Jajajaja, yo creía que muchos de las “imprecisiones” del ABC eran hechas a “mala leche” para arrimar el ascua a su sardina. Pero veo que parte de profunda ignorancia también hay.

StevensonStevenson

Excelente, maravillosa entrada. Muchas gracias por el duro trabajo de recopilar y mostrarnos de forma clara toda esta interesante información.
Con ansias de saber como será el que siempre ha sido mi planeta (aún lo es para mi) favorito.

Laura

Daniel,
Gracias por todos estos años regalándonos entradas magistrales como esta, entradas para encuadernar. Logras transmitir en cada una información y pasión, logras que miremos hacia el cielo de otra manera, que podamos ver que la ciencia, también convierte los sueños en realidad.
Eres un divulgador extraordinario.
Un beso

Santiago BaleaSantiago Balea

Ola, entrada fenomenal. Hay tensión en la sala a medida que la NH se acerca a su objetivo…
“Navegamos por los astros, por el mar, por las personas, por los sentimientos. Navegamos”.(Altair)

Gonzalo Génova

Daniel, hay algo que no me cuadra en tu magnífica historia, cito algunas frases:

>> Lowell propuso la existencia de un Planeta X de 6,6 masas terrestres situado a 44,5 UA.

>> El trabajo de Tombaugh consistiría en tomar repetidas imágenes de una misma región del cielo en la constelación de Gémini donde se suponía que debía estar el Planeta X según los cálculos de Lowell.

>> Estaba claro que Plutón no era el Planeta X de Lowell.

>> En realidad, el descubrimiento de Plutón había sido el resultado de un error de proporciones cósmicas. Cuando a finales de los años 80 los científicos revisaron los precisos cálculos de la masa de Neptuno proporcionados por la sonda Voyager 2 se dieron cuenta de que… ¡las supuestas perturbaciones de la órbita que provocaron la carrera por descubrir el noveno planeta simplemente no existían!

Lo que no me cuadra es esto: Slipher encarga a Tombaugh que escudriñe una región del cielo muy particular donde tenía que estar el Planeta X según Lowell. Pero posteriormente se descubre que no había ninguna razón para pensar que ahí debía haber ningún planeta. No sólo el planeta descubierto no podría explicar las supuestas anomalías en Neptuno, es que no había ninguna anomalía que explicar. Entonces, ¿el descubrimiento de Plutón es una pura casualidad? ¿Es creíble que los astrónomos apuntaran sus telescopios a la región correcta basados en razones completamente equivocadas?

Daniel Marín

En realidad Tombaugh decidió cambiar la zona de búsqueda por otra cuando no encontró nada. Afortunadamente para Tombaugh Plutón resultó estar cerca de esa zona.

Kid AKid A

Afortunadamente? Según eso tuvo una potra extraordinaria. Casi como si te toca la loteria!! Increible…

Gonzalo Génova

Mmm, no me quedo tranquilo.

Plutón y Neptuno están acoplados, pero eso es compatible con que en el momento en que lo buscaban Plutón estuviera en la otra punta del sistema solar. Por lo tanto encontrar al minúsculo Plutón sigue pareciéndome una monumental casualidad, demasiado increíble.

Que estén acoplados no favorece ninguna posición particular en la órbita, ¿o sí? ¿Tienes algún post que explique la resonancia orbital?

AndrésAndrés

También hay que tener en cuenta que los planetas se mueven cercanos al plano de la eclíptica. Aunque en el caso de Plutón no es así, en 1979 Plutón se encuentra cerca dicho plano. Digamos que en 1930 se estaba acercando al plano de la eclíptica.

Jose LuisJose Luis

Espectacular entrada. Sensacional descripción y recopilación de la historia de Plutón. No tengo palabras. Mi enhorabuena.

FerFer

Dani, no sólo te doy las gracias por este -enésimo- magnífico artículo, sino porque, probablemente, me acabo de convertir en el primer ser humano que ha permanecido más de 15 minutos sin pestañear -mientras devoraba tu aporte- . ¡Todo un récord Gunness! 😉

Daniel LópezDaniel López

Me quedo sin palabras, Empiezo a pensar que Daniel Marín no existe y detrás de este blog hay todo un ejército de espaciotrastornados…

Daniel LópezDaniel López

Jajajaja, mira por dónde hace tiempo había leído tu teoríaconspiranoica-homenaje y la había olvidado… ¡Ahora la apoyo! Es sin duda la explicación más plausible, y más viendo la entrada de ayer, y la de hoy…

AgüimenseAgüimense

Jajaja. Muy bueno. Un homenaje a Daniel que, de verdad, a veces me paro a pensar, y debe tener un RTG dentro del cuerpo o un motor iónico, o algo así, porque no se como lo hace. A parte del blog imagino que trabajará o estudiará, o las dos cosas. En definitiva, que no se como puede hacerlo (pero menos mal que puede). Un saludo.

M.I.M.I.

¡Espectacular entrada! Muchas gracias por toda tu dedicación y tiempo.
Me has dejado con una gran duda: dices que con los datos de la Voyager 2 se descubrió que las anomalías de Neptuno que llevaron al descubrimiento de Plutón no eran reales. Entonces… ¿fue simple casualidad que los cálculos erróneos le indicaran a Tombaugh que mirara justo hacia donde se encontraba Plutón?

Antonio (AKA "Un físico")Antonio (AKA "Un físico")

Cuando mi abuelo me recitaba los planetas llegaba hasta Urano. Yo me acuerdo corregirle: luego iba Neptuno y luego Plutón. Y ahora resulta que Plutón es sólo un planeta enano más en el cinturón de Kuiper. ¿Para cuándo una sonda a Eris?.

GinésGinés

Eris está actualmente a casi 96 UAs de la tierra, Plutón a 32 UAs. Una New Horizons 2 tardaría 27 años en alcanzar Eris. Se necesita otro tipo de tecnología para hacerlo.

Aunque no estaría mal que para una futura misión a la heliopausa apuntaran en dirección a Eris (Eris-Heliopause Express ;-P )

Jesús Marín.Jesús Marín.

Eric es casi un gemelo de Plutón. Preferiría una misión a Sedna, con una sonda equipada con motores iónicos, claro.

JordiJordi

jeje haría falta? Eris está a tomar p.c… y hay muchos otros mundos en el sistema solar que se merecen una sonda de forma más prioritaria (Europa, Encélado, Neptuno, Uranio, etc).

AgüimenseAgüimense

Y Plutonio. Jajajaj. Perdona, cualquiera se equivoca, pero es que me hizo gracia. Un saludo.

Rengel

Si se lanza una hipotetica sonda a Eris, antes de final de este año 2015 con uno de los cohetes mas potentes en servicio con una masa reducida, y usando la asistencia gravitacional de Jupiter, Saturno y Neptuno, estaria llegando para 2051, mas que todo debido a que Eris esta en su apohelio. http://www.youtube.com/watch?v=0B7243nxuG8 Claro, el video no es realmente de una sonsa veloz como la New Horizons, no seria justo lanzar una sonda que viaje durante decadas sin ponerle a hacer algo antes.

Miguel BCNMiguel BCN

Muchas gracias por tu entrada Daniel . La historia de la ciencia también ayuda a entender mejor las cosas.

jose-londonjose-london

Se podria producir una combustion local aun con ausencia de oxigeno en la atmosfera de Pluton ante un impacto de un cuerpo sobre el planeta? La energia liberada podria producir una reaccion en cadena y transformar el metano en otra.cosa? es la atmosfera de pluton inflamable dadas ciertas condiciones y si es asi cuales?

Rengel

Para el metano se nececita una relacion de mezcla de 2.4 con oxigeno para que exista combustion, o sea, por cada kilo de metano se requieren 2.4 kilos de oxigeno. Las sustancias inflamable se pueden evaporar y disociarse en ausencia de oxigeno.

Edu SanchezEdu Sanchez

entonces, que el nombre se debe al perro pluto de disney es un mito, no? excelente entrada. le alegra a uno el dia leer articulos así de interesantes.

Rengel

En realidad es al reves, llamaron al perro por el planeta para aprovechar la fama, como algunos hacen en youtube en estos moemnto poniendo un video de cualqueir cosa y poniendo “pluto” en el titulo

BubuBubu

Me uno al resto de compañeros: un artículo maravilloso, espléndido, cautivador… a la altura del gran acontecimiento astronómico que contemplaremos durante los próximos días. Muchas gracias por tu trabajo, de verdad, llevo años leyéndote y todos los días aprendo algo nuevo de lo que es, y seguirá siendo, mi vocación frustada…

Gracias por hacernos sentir tan cerca maravillas tan lejanas.

AgüimenseAgüimense

Señores, 4 DÍAS. La tensión se palpa. ¿Podremos dormir el fin de semana?. Un saludo.

AlfonAlfon

Yo ya he reservado el día y la noche para seguir al segundo lo que nos vaya llegando ^^.
Estoy más nervioso que con la fecha de los exámenes! ;D

Pablo ArrechePablo Arreche

Genial entrada, desde hace semanas que sigo los avances de la New Horizon hacia Plutón en éste blog. Y pensar que la semana que viene los pseudo periodistas de Buenos Aires hablarán del planeta enano como si lo conocieran de toda la vida. Felicitaciones por el blog.

Jose ManuelJose Manuel

Daniel
Yo tambien he reservado el dia para seguir cada segundo el flighby o byfligh Se sabe si hay alguna web oficial?

VIMARAVIMARA

En dos palabras y una “y” , PRUEBA Y ERROR. Que tan buenos resultados ha dado.

Que planeta “enano” más fresco.

Y por lo visto Caronte es más interesante que Plutón en sí.

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