Farfarout y los límites del sistema solar

Por Daniel Marín, el 15 febrero, 2021. Categoría(s): Astronomía • Sistema Solar ✎ 63

¿Dónde termina el sistema solar? Recientemente se ha confirmado que 2018 AG37 es el cuerpo más lejano observado jamás. Gracias a los telescopios Subaru y Gémini Norte (Maunakea, Hawái) y Magallanes (Chile), sabemos que 2018 AG37 está situado a la friolera de 132 Unidades Astronómicas, es decir, 19 800 millones de kilómetros (para que nos hagamos una idea, Neptuno, el planeta más lejano, se encuentra a 30 UA, unos 4500 millones de kilómetros). Debido a esta enorme distancia, 2018 AG37 ha sido apodado por sus descubridores como Farfarout, una broma que hace referencia al apodo de 2018 VG18, que se conoce como Farout y que, con 124 UA, hasta ahora ostentaba el récord de objeto más lejano observado (Farout y Farfarout han sido descubiertos por el mismo equipo de astrónomos). No obstante, hay que recalcar que Farout y Farfarout son eso, simples apodos que solo se usarán hasta que la Unión Astronómica Internacional (UAI) decida darles un nombre oficial (es de suponer que será pronto, teniendo en cuenta que para la UAI la nomenclatura de los cuerpos del sistema solar es una prioridad absoluta frente a minucias como el impacto de megaconstelaciones de satélites en la astronomía u otras fruslerías semejantes en las que conviene no perder mucho tiempo).

Representación artística de Farfarout (NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva).

Farfarout fue detectado en enero de 2018, pero hasta ahora no se había podido calcular la distancia y su órbita (aproximada). Su tamaño se estima en 400 kilómetros, pero esta magnitud es muy complicada de determinar desde la Tierra porque varía fuertemente según el brillo —albedo— del cuerpo en cuestión. El descubrimiento de Farfarout es un hito tecnológico —detectar un cuerpo de 400 kilómetros a semejante distancia es una verdadera proeza—, pero sin más información de contexto, este tipo de noticias creo que confunden al personal más que otra cosa. Y es que el hecho de que Farfarout haya sido descubierto a 132 UA no significa que no haya objetos del sistema solar más lejos. De hecho, muchos de los objetos transneptunianos (TNOs) ya descubiertos tienen órbitas que en su afelio se alejan muchísimo más que Farfarout del Sol. Por ejemplo, Sedna, aunque fue descubierto a 85 UA, tiene un afelio de 937 UA, mucho más lejos que el de Farfarout, que se estima es de 175 UA (por contra, el perihelio de Farfarout está a 27 UA). El récord de distancia del objeto que más se aleja del Sol está en la actualidad en posesión de 2017 MB7, un cuerpo de unos 6 kilómetros de diámetro con un afelio de entre 7000 y 9000 UA (!), seguido por 2014 FE72, cuyo afelio ronda las 3000 UA. Por supuesto, 2017 MB7 se descubrió mucho más cerca del Sol que Farfarout, pero estamos hablando de dos cuerpos muy diferentes. Mientras que Farfarout «solamente» se aleja hasta las 175 UA y tiene un periodo de unos mil años, 2017 MB7 puede llegar a las 9000 UA del Sol y su periodo es superior a los 70 000 años (!!).

Objetos del sistema solar según su distancia al ser descubiertos (Roberto Molar Candanosa, Scott S. Sheppard from Carnegie Institution for Science, and Brooks Bays from University of Hawaiʻi).
Los objetos del sistema solar más lejanos en el momento de su descubrimiento, no de su distancia máxima al Sol en su órbita (NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva).

El descubrimiento de Farfarout y otros cuerpos similares es una buena ocasión para entender cómo es la parte más exterior del sistema solar más allá de Neptuno. En los libros de texto se suele despachar esta enorme extensión del sistema solar de forma sencilla: más allá de Neptuno tenemos el cinturón de Kuiper clásico, formado por cuerpos con órbitas estables no demasiado excéntricas como Ultima Thule —perdón, Arrokoth— y luego tenemos el disco disperso, donde encontramos cuerpos con órbitas muy elípticas que poseen afelios que se pueden internar en la nube de Oort, esta última la zona más externa y, por ahora, hipotética, que forma nuestro sistema solar (la parte interna de la nube de Oort se cree que está a unas 2000 UA).

Los mayores objetos transneptunianos (TNO) (Wikipedia).

En realidad, esta imagen simplista es fruto de lo poco que sabemos de esta zona del sistema solar. Por no saber, no sabemos si hay un noveno planeta del tamaño de una supertierra o más pequeño dando vueltas por ahí fuera. Los objetos transneptunianos —en sí misma una categoría comodín en la que caben todos los cuerpos con afelios más allá de Neptuno— se pueden clasificar de muchas formas según su composición, tamaño o características orbitales, pero normalmente predomina la clasificación según el tamaño por ser la más llamativa. Sin embargo, la clasificación por parámetros orbitales, aunque menos intuitiva, aporta más información sobre el sistema solar y su evolución. Según la versión más extendida de esta clasificación hay cinco grandes grupos de cuerpos en el exterior del sistema solar: los objetos «fríos» del cinturón de Kuiper, los objetos «calientes» del cinturón, los objetos resonantes del cinturón, el disco disperso y el disco disperso «fosilizado» o «separado». Los objetos «fríos» y «calientes» forman parte del cinturón de Kuiper-Edgeworth clásico (la definición no tiene nada que ver con la temperatura de los objetos, sino que sigue el símil del comportamiento de las partículas de un gas). Los objetos fríos son aquellos que presentan órbitas estables —baja excentricidad y baja inclinación con respecto a la eclíptica— y que, en teoría, han sido poco perturbadas, mientras que los cuerpos calientes tienen órbitas que han sido modificadas como resultado de la migración de Neptuno hacia el exterior del sistema solar. Cuando Neptuno migró desde su posición original a menos de 20 UA del Sol a la actual de 30 UA por culpa de las carambolas de Júpiter y Saturno lo hizo como un elefante en una cacharrería, enviando millones de objetos al exterior y al interior del sistema solar (sí, al interior también: es posible que muchos de los asteroides troyanos y algunos del cinturón principal se formasen mucho más lejos del Sol y fueran expulsados por Neptuno).

Clasificación de los objetos del exterior del sistema solar en función de su distancia al Sol y su excentricidad (Gladman et al.).

La mayoría de los objetos fríos y calientes del cinturón de Kuiper clásico están situados a una distancia de entre 42 y 47 UA del Sol. El cinturón termina de forma relativamente abrupta a 50 UA, el llamado «límite» del cinturón de Kuiper clásico. Todavía no está claro si los objetos fríos, entre los que se incluye Arrokoth, se formaron in situ —es decir, si son reliquias prístinas de la formación del sistema solar— o si también fueron desplazados más lejos del Sol por culpa de las migraciones planetarias, pero el caso es que hoy en día sus órbitas son bastante estables y, además, un elevado porcentaje —alrededor del 30 %— son objetos dobles (Arrokoth es un objeto binario pegado). Los cuerpos fríos son en general más rojizos que el resto.

Ultima Thule / Arrokoth, un objeto «frío» del cinturón de Kuiper (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko).

Los objetos resonantes son aquellos que, como su nombre indica, tienen órbitas que presentan una resonancia orbital con Neptuno. Es decir, por cada órbita del planeta gigante, el objeto da x vueltas alrededor del Sol. La población de objetos resonantes más famosa son los plutinos, de los cuales Plutón es el objeto más grande, que presentan una resonancia 3:2 con Neptuno. Los plutinos se consideran una de las principales evidencias de que las migraciones planetarias en general y la de Neptuno en particular fueron reales. Estos tres tipos de cuerpos, fríos, calientes y resonantes, se solapan en ocasiones en el cinturón de Kuiper, de ahí que resulte muy complicado clasificarlos, sobre todo si introducimos otros criterios como el tamaño o la composición. Por contra, los objetos del disco disperso como Eris o Farfarout son bichos muy diferentes. Presentan, como hemos visto, órbitas muy elipticas y con inclinaciones de hasta 40º con respecto a la eclíptica. Su perihelio, eso sí, está alrededor de las 30 UA, lo que significa que su órbita fue perturbada por Neptuno en el pasado y que todavía sufren la influencia gravitatoria de este gigante de hielo. Es decir, a pesar de su distancia en el afelio, pertenecen al reino de los planetas, dominado por la gravedad de los planetas gigantes. Por último, el disco disperso fosilizado o separado está formado por cuerpos que se alejan mucho más del Sol y que tienen perihelios muy alejados de la órbita de Neptuno. Esto quiere decir que sus órbitas son relativamente estables y han permanecido así desde hace eones, de ahí el adjetivo de «fosilizado». Para entender la diferencia, Farfarout es un objeto del disco disperso —su órbita se aproxima a 27 UA del Sol, por dentro de la órbita de Neptuno—, mientras que Sedna es un objeto del disco disperso fosilizado —su punto de máximo acercamiento al Sol está a 76 UA, muy lejos de la influencia de Neptuno—. Precisamente, la aparente semejanza de los parámetros orbitales de muchos objetos del disco disperso fosilizado ha llevado a varios investigadores como Chad Trujillo o Mike Brown a proponer la existencia de un noveno planeta del tamaño de una supertierra (si fuese mayor ya se habría detectado en infrarrojo y si fuese más pequeño no perturbaría estos objetos con la  suficiente intensidad).

Objetos transneptunianos del disco disperso se agrupan según sus parámetros orbitales, lo que ha llevado a varios investigadores a proponer la presencia de un noveno planeta (Wikipedia).

En definitiva, Farfarout es el cuerpo más lejano descubierto, pero no es el que se aleja más del Sol, ni mucho menos. El estudio de estos misteriosos objetos nos servirá para saber cómo se formó el sistema solar y para comprender la partida de billar entre los planetas gigantes que tuvo lugar durante el origen del mismo, algo que nos afecta de manera directa: si estos movimientos planetarios hubiesen sido ligeramente distintos, hoy en día la Tierra sería muy diferente.

Referencias:

  • http://www.gemini.edu/pr/astronomers-confirm-solar-system-s-most-distant-known-object-indeed-farfarout
  • https://www.lpi.usra.edu/books/ssbn2008/7002.pdf
  • https://epl.carnegiescience.edu/news/farfarout-officially-added-count-dwarf-sized-planets-distant-solar-system


63 Comentarios

      1. En la última gráfica que deja Daniel se muestra la órbita del supuesto planeta 9 y al contrario de está los objetos que pertenecen al disco dispersó, no se mucho sobre el tema pero de echo que estos objetos tengan esas orbitas tan inusuales es lo que en un principio sembró las dudas de si este fenómeno lo podría causar un cuerpo con un tamaño estimado al de una super tierra, también leei por ahí (de tanto que uno lee a lo mejor y fue aquí en este blog) que en la nube de oort y el disco dispersó podrían haber planetas del tamaño de mercurio o marte.

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Por Daniel Marín, publicado el 15 febrero, 2021
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