El planeta enano Duende (2015 TG387) y la búsqueda del Planeta 9

Por Daniel Marín, el 3 octubre, 2018. Categoría(s): Astronomía • Sistema Solar ✎ 82

Mientras el común de los mortales seguimos pensando en las afueras del sistema solar como una vasta pero anodina región repleta de bolas de nieve sucias, los astrónomos no paran de descubrir objetos de gran tamaño situados en extrañas órbitas. El último descubrimiento por parte de un grupo de investigadores liderado por Chad Trujillo y Scott Sheppard es el objeto transneptuniano 2015 TG387, apodado como «planeta enano Duende» (Goblin). Antes de entrar en el asunto, conviene aclarar un par de puntos. Primero, el nombre de Duende es un simple apodo interno del equipo de descubridores y no es, ni será, el nombre oficial. Esta es una práctica muy común entre los astrónomos que buscan nuevos objetos en el sistema solar exterior (por ejemplo, recordemos como el equipo de Mike Brown bautizó originalmente a Eris con el sobrenombre de Xena). Es la Unión Astronómica Internacional (UAI) la que se encarga de bautizar oficialmente a los objetos transneptunianos siguiendo unas pautas relativamente rígidas. El equipo descubridor tiene prioridad a la hora de proponer un nombre oficial, pero siempre y cuando sea «adecuado» para la UAI.

Recreación con muchas licencias de Duende (Roberto Molar Candanosa y Scott Sheppard, Carnegie Institution for Science).

Segundo, aunque Duende ha sido clasificado como planeta enano, lo cierto es que nadie sabe si lo es o no. La categoría de «planeta enano» es un cajón de sastre introducido por la UAI en 2006 para designar objetos que no son planetas propiamente dichos, pero tienen una forma esferoidal. No existe un límite en el grado de desviación de la forma esférica para que un planeta enano deje de ser considerado como tal y pase a ser un simple cuerpo menor, pero por el momento la UAI solo reconoce cinco planetas enanos: Ceres, Plutón, Eris, Haumea y Makemake. Según las estimaciones de sus descubridores, Duende podría tener unos 300 kilómetros de diámetro, muy lejos de los 950 kilómetros de Ceres, el planeta enano oficial más pequeño, y por debajo de otros candidatos a planeta enano como Orcus, Sedna o Quaoar (todos con un diámetro de unos mil kilómetros).

Órbita de 2015 TG387 (Carnegie Institution for Science).

En realidad, determinar el tamaño de los objetos transneptunianos es una tarea extremadamente compleja con un elevadísimo grado de incertidumbre. Huelga decir que la cifra de 300 kilómetros presenta un error considerable. Esto es así porque las estimaciones del tamaño dependen del brillo (albedo) del objeto, pero precisamente los objetos transneptunianos presentan una dramática variedad de albedos.

Aclarados estos puntos, ¿qué tiene entonces de especial 2015 TG387? Pues su órbita, que es brutalmente excéntrica. 2015 TG387 se acerca el Sol hasta «solo» 9.800 millones de kilómetros (65 UA), pero se aleja hasta unos sorprendente 345.000 millones de kilómetros (2.300 UA), con un periodo 40.000 años. Está tan lejos que nuestros telescopios solo pueden verlo durante el 1% de su periodo orbital. Eso significa que Duende no es un simple objeto transneptuniano (TNO); ni siquiera es un simple objeto transneptuniano extremo (ETNO), sino que se trata de un miembro de la nube de Oort interior (IOC). El tercero, para más señas, después de Sedna y 2012 VP113. Si me permiten la sopa de letras, es preciso aclarar que los IOC son un subgrupo de ETNO que no tienen ningún tipo de interacción gravitatoria con los planetas gigantes. En 2014, a raíz del descubrimiento de 2012 VP113, Chad Trujillo y Scott Sheppard se dieron cuenta de que este objeto y Sedna tenían su punto más cercano al Sol muy cerca en el espacio (el término técnico es «argumento del perihelio»). Ambos astrónomos propusieron que esta agrupación espacial no era casualidad, sino el resultado de la influencia gravitatoria de un noveno planeta aún no descubierto, apodado Planeta X o Planeta 9.

En 2016 Mike Brown y Konstantin Batygin publicaron un modelo teórico basado en las órbitas de Sedna, 2012 VP113 y otros cuatro objetos transneptunianos en el que la hipótesis del noveno planeta salía reforzada. Los dos investigadores pronto ampliaron el modelo para dar cabida a una segunda población de objetos (entre ellos 2013 FT28 Y 2015 KG163) con un argumento de perihelio opuesto a los ya conocidos y que, en principio, parecían contradecir la hipótesis del noveno planeta. Desde un principio se criticó la propuesta de Brown y Trujillo como poco significativa desde el punto de vista estadístico al estar basada en una muestra muy pequeña de objetos, pero desde su publicación se han descubierto más TNOs y la órbita de la mayoría de ellos concuerda con la presencia de un planeta en el exterior del sistema solar (la palabra clave aquí es «mayoría»). Brown y muchos otros astrónomos llevan meses intentando hallar el esquivo planeta desde varios observatorios, pero hasta la fecha la búsqueda ha sido infructuosa. El área de observación es demasiado grande debido a que el modelo tiene demasiados parámetros libres a la hora de precisar la órbita del noveno planeta.

Órbita de Duende y otros objetos transneptunianos (Sheppard et al.).
Órbitas de los distintos objetos transneptunianos descubiertos (Sheppard et al.).

¿Y cómo encaja 2015 TG387 en el modelo del noveno planeta? Pues las buenas noticias son que Duende coincide exquisitamente con el modelo (su argumento de perihelio, 59º, es casi idéntico al de 2012 VP113). Si un objeto tan grande como Duende no hubiese tenido una órbita adecuada, la hipótesis del noveno planeta habría recibido un golpe considerable. De hecho, la órbita de Duende es más estable con un Planeta 9 como el predicho por Brown y Batygin que sin él. Ahora bien, si usamos una muestra con los objetos IOC y ETNO conocidos, la significancia estadística del agrupamiento del perihelio de estos cuerpos sigue sin ser muy alta (4σ como máximo). También es cierto que esta desconfianza sobre la hipótesis de Brown y Batygin podría interpretarse como un dardo envenenado de Sheppard y Trujillo, los rivales de Brown y Batygin en su búsqueda por el Planeta 9. No en vano, si se descubre el planeta 9 con una órbita parecida a la predicha por Brown y Batygin, ambos serán recordados como los primeros que propusieron su existencia, mientras que si existe un Planeta 9 del tamaño de una supertierra, pero en otra órbita distinta, serían Trujillo y Sheppard los que pasarían a la historia (llama la atención que la nota de prensa hable de «Planeta X» en vez de «Planeta 9», esta última la denominación favorita de Brown y Batygin). Sea como sea, la existencia de un Planeta 9 —o Planeta X— es hoy más probable que ayer.

Por otro lado, la presencia de Duende sugiere que la masa conjunta de los objetos en esta zona del sistema solar es comparable a la del cinturón de Kuiper. Es decir, tenemos ante nosotros una enorme y nueva región del sistema solar por explorar.

Referencias:



82 Comentarios

  1. No confundir a este planeta enano con el asteroide “Duende” (2012 DA14) descubierto en el observatorio español de La Sagra en 2012 por el equipo de Jaime Nomen.

  2. ¿Podría ocurrir que más allá del cinturón de Kuiper quedase materia dispersa en un proceso de agregación muy lento, pongamos que desde el nacimiento del sistema solar, con la masa que se le supone al planeta 9? Quizá eso explicaría su efecto gravitatorio sobre los cuerpos menores o planetas enanos como Duende, sin que podamos ver la masa que lo produce por estar formada por objetos tan pequeños que no podemos verlos desde lejos, y demasiado separados como para que tengan un efecto conjunto detectable por la luz.

    1. Dicho de otra forma:
      Si hubiera una nube de polvo de 10 masas terrestres repartida en una esfera de 1UA a 100 UA del sol quizá produciría el mismo efecto en la órbita de Duende que si fuera una supertierra o un planeta 9, pero sería invisible para los instrumentos actuales.

      1. A 1 UA no puede ser, porque eso es la Tierra, y hasta 39 UA (Pluton) tenemos el tema bastante controlado. De 40 a 100 no me meto. Pero una esfera de gas no podría tener efectos perceptibles al estar la masa supuestamente repartida de forma homogenea, anulando efectos gravitatorios. Es necesario un objeto denso con un campo gravitatorio orbitando el sol para tener esos efectos de sincronizacion de orbitas en otros objetos. O eso creo yo, vamos.

        1. Me refería a que la bola de polvo o gas tendría un diámetro del orden de 1 UA, y que estaría a una distancia del sol de unas 100 UA, por ejemplo. Para el volumen que abarca la órbita de Duende, una bola de 1 UA es pequeñísima, así que creo que la atracción sobre estos objeos no sería muy diferente de la que ejercería un planeta compacto de la misma masa.

          1. A la “bola” le podrían pasar dos cosas. O tiene suficiente masa y se agrupa en un cuerpo, o se dispersa por tener órbitas diferentes.

          2. Amago, no sé si en un espacio tan amplio es fácil que se agrupe una materia tan dispersa. Podría estar en ello desde hace muchos millones de años y que no hubiera un núcleo sobre el que condensarse.
            Quizá en los orígenes del sistema solar, si la nube que lo originó no era muy homogénea, quedase aún una parte de ella sin condensar en planetas asteroides y cometas, por estar lejos de la influencia del sol.

            En fin, que sólo es una idea más, y no tengo suficientes conocimientos como para sustentarla.

          3. En el bachillerato (o puede que fuera en COU) nos explicaron a todos (o al menos en el de mi época, hace décadas) cómo es el campo gravitatorio en un casquete esférico, que es lo que has descrito: Un casquete de 1 UA de espesor y 100 UA de radio centrado en el centro de gravedad del Sistema Solar. Pues en dichas explicaciones se nos demostró que el efecto gravitatorio dentro del casquete es cero. Por tanto tu modelo no puede ser ya que no afectaría en nada (o muy poco, pues las cosas nunca son tan homogéneas) en el interior de dicho casquete. En el exterior el efecto es como si la masa fuera puntual centrada en el centro de dicho casquete.
            Puedes verlo en:
            https://www.fisicalab.com/apartado/graficas-campo-gravitatorio#contenidos

            https://www.fisicalab.com/sites/all/files/contenidos/gravitacion/intensidad-campo-gravitatorio-casquete-esferico.png

          4. Enrique, no he descrito un casquete esférico centrado en el sol, sino una nube, a la que por simplificar le he dado forma de bola de 1 UA de diámetro, no de una esfera hueca, que estaría situada a mucha distancia del sol, por ejemplo 100 UAs.

          5. Peor me lo pones. Una “bola” hace millones de años que habría hecho una de estas dos cosas:
            1- Si la densidad es mayor que una densidad crítica, agregarse hasta formar un planeta tipo gaseoso como júpiter, saturno, neptuno o urano.
            2- Si no lo es, expandirse por el espacio (los gases tienden a expandirse).

            Podría haber una situación intermedia en cuyo caso la esfera se elongaría más y más a lo largo de la órbita, pero vamos que una “esfera de gas de 1 UA en una órbita estable” no puede darse.

            Me recuerda al chiste del físico “supongamos una vaca esférica…” ;D

            https://es.wikipedia.org/wiki/Vaca_esf%C3%A9rica

            Saludos.

          6. Enrique, creo que el universo tiene más masa en gas sin compactar que en estrellas. Y sigue así desde hace muchos fines.

          7. Quise decir “desde hace muchos eones”. Me precipité al enviar sin darme cuenta de que el corrector me cambió la palabra.

          8. En cuanto al chiste, la forma de la nebulosa sería lo de menos. Podría tener forma de vaca. Ya hay nebulosas de formas raras que no hacen ninguna de las cosas que tu dices. A ver si te hacen caso.

          9. No te entiendo fisivi. Dices, es sólo una idea, no tengo conocimientos para sustentarla. Y luego cuando Enrique y yo te intentamos indicar por qué no puede ser no haces caso y sigues sosteniéndola… ¿Tan poca credibilidad tenemos que prefieres creer en tus fantasías a nuestros argumentos?

          10. Amago, no es cuestión de credibilidad en personas, o nombres, sino que no veo que el chiste y los argumentos de Enrique rebatan el hecho, nada fantasioso, de que hay nebulosas de gas muy masivas en el espacio. No veo porqué no podría haber lejos del sol zonas cuya concentración de gas sea suficiente para desviar por gravedad planetas menores.

          11. Las nubes de polvo/gas estables se miden en años luz de extensión y en miles de masas solares en masa. No en UA y masas terrestres.

            Más pequeñas no son estables frente a mareas gravitatorias, presión de radiación, y fuerzas electrostáticas y electromagnéticas.

            Lo que estás proponiendo no tiene ninguna posibilidad de suceder.

          12. Supongo que, como casi todo, la estabilidad depende también de la escala, no sólo de la escala de masa, distancia, radiación, etc., sino también del tiempo que se considere.

            Gracias amago

  3. ¿Y no puede ser que sea un objeto ultra denso que sea pequeño del entorno del tamaño de entre plutón y titan? Disculpar por mi ignorancia pero no es a veces la respuesta mas fácil la correcta.
    Y ahora mi fumada personal ?Y si se trata de un agujero negro? no concuerda con la órbita de este cuerpo estelar?

    1. ¿Agujero negro? Hombre pues a esta distancia hubiésemos detectado la radiación de Hawking… y no se, A LO MEJOR, su increíble atracción gravitatoria nos hubiese dado una idea de que está ahí… amén de las distorsiones de la luz y esas cosas. Tampoco sería muy normal un agujero negro en el barrio de la galaxia en el que estamos. Vamos, que no.

      1. No tan rápido, compañero. ¿Y si Stewie tenía razón? 🙂
        https://danielmarin.naukas.com/2017/01/25/estrechando-el-cerco-alrededor-del-noveno-planeta/#comment-412506

        En serio, hay numerosas propuestas teóricas de agujeros negros primordiales como explicación alternativa parcial o total a la materia oscura. De existir, serían MUY abundantes, estarían dispersos por doquier, y típicamente tendrían masas en el rango de asteroide a planeta.

        Supongamos que el Sol capturó hace mucho tiempo a uno de esos agujerillos de masa planetaria. El bichejo ha tenido tiempo de sobra para limpiar su órbita, hace rato que ya no tiene nada para devorar, y por lo tanto actualmente no tiene disco de acreción.

        O sea que no está emitiendo nada excepto su propia “temperatura” (radiación de Hawking) que es inferior a la del fondo cósmico de microondas. Viene siendo “un planeta” hipercompacto, una masa puntual más negra y fría que la propia noche del espacio.

        Su perturbación gravitatoria es (excepto en las inmediaciones de su diminuto horizonte de eventos) idéntica a la del presunto Planeta X. Su efecto de lente gravitacional es tan minúsculo como el de una supertierra. ¿Cómo detectamos un bichejo así?

        Saludos.

        1. A ver, yo, sinceramente veo ese caso como una teoría diseñada para no poder comprobarse… ¿posible? bueno, también lo son los sistemas planetarios estables con 32 planetas en una zona habitable, pero vamos… que hasta que no se encuentre prueba alguna, no se, mucha confianza no me da la idea, la verdad.

          1. La física de gravitones tiene mucho para aportar y acaba de nacer. En las próximas décadas, podremos estudiar muchos fenómenos prácticamente incomprobables con las herramientas previas.

  4. Si Vesta no es esférico con más de 500 Km de Diámetro mucho menos lo va a ser uno de 300Km, creo que eso es un error en las ilustraciones que han estado publicando…. Aunque no esté confirmado el tamaño

  5. La cantidad de cuerpos con forma esférica que tienen que quedar por descubir en nuestro Sistema Solar seguramente es apabullante. Al fin y al cabo, no todos han de tener órbitas tan adorablemente excéntricas para que con nuestra primitiva tecnología los podamos detectar.

    Y, personalmente, la búsqueda de esos nuevos cuerpos me parece muy interesante. Gracias por estos artículos, Daniel.

  6. Si el Planeta 9 existe y es más másico que la Tierra tendrá atmósfera, ¿no? Cuando un cuerpo supera cierto límite másico los gases son retenidos por el pozo gravitatorio. Además, es probable que tenga actividad geológica que supone la emisión de más gases a la atmósfera. Aunque este planeta, al recibir tan poca energía de su estrella, también podría ser una roca muerta.

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Por Daniel Marín, publicado el 3 octubre, 2018
Categoría(s): Astronomía • Sistema Solar