En la búsqueda del planeta X

Oscar Sierra Quintero©

Desde la más remota antigüedad, los astrónomos de los primeros focos de la civilización surgidos alrededor del globo, se dieron cuenta de que contra el fondo de estrellas fijas que conforman las constelaciones de la esfera celeste, se movían cinco puntos luminosos a lo largo de la eclíptica (1). A estos cinco inquietos luceros se les llamó "planetes" (del griego "errantes"). La misma cultura grecolatina se encargó de bautizarlos con los nombres de los dioses mitológicos del panteón griego y romano.

El nombre de los seis primeros planetas

Al más cercano al Sol se le llamó Mercurio, en honor al Dios del mismo nombre, el mensajero de los dioses (”Hermes" en griego), por la gran velocidad con que se mueve cerca del Sol. Al segundo en movimiento y distancia al Astro Rey y en virtud a su refulgente brillo, se le llamó Venus, en honor a la Diosa de la belleza y el amor ("Afrodita" en griego). Nuestro planeta, el tercero en distancia al Sol, pudo haber sido la excepción en esta nomenclatura. Sin embargo a los mecanismos autorreguladores de su clima y su biología, descubiertos por el científico inglés James Lovelock, en los años 60, se le llamó Gea ("Gaia"), por la Diosa griega de la Tierra. Al cuarto, cuyo color rojizo recordaba la sangre, se le llamó Marte, por ser este el belicoso Dios romano de la guerra ("Ares" en griego). Al quinto, de gran brillo y por dominar majestuosamente los cielos, en un total periplo de este a oeste, se le bautizó con el nombre del dios supremo Júpiter ("Zeus" en griego). Por último, al de movimiento más lento y de brillo menor, se le denominó con el nombre del padre de Júpiter y dios del tiempo, Saturno (“Cronos" en griego). Saturno determinó entonces, desde la remota antigüedad, la frontera del Sistema Solar. Más allá de su órbita, sólo se conocía el fondo fijo de estrellas. Esto se debió a que hasta el siglo XVII, la astronomía se practicó "al puro ojo", sin la ayuda de sistemas ópticos algunos.

La revolución del telescopio astronómico

Después de la invención del telescopio astronómico, en 1609, por parte de Galileo, las cosas cambiaron sustancialmente. La visión del Universo se amplió en gran medida. Se descubrieron los satélites mayores de Júpiter, los anillos de Saturno, las manchas solares, las montañas de la Luna y la existencia de muchas más estrellas de las que se veían a simple vista. El descubrimiento de cualquier cuerpo opaco ubicado más allá de la órbita de Saturno, se hizo entonces inminente.

Otro planeta después de Saturno

A mediados del siglo XVII, hace su incursión en el escenario astronómico, un organista de iglesia aficionado a las ciencias celestes, llamado William Herschel. De formación autodidacta en el campo de la astronomía, Herschel se vio en la necesidad de hacerse su propio telescopio debido a que no tenía dinero para comprarse uno. De esta forma terminó construyendo el mejor de su tiempo. La noche del 13 de marzo de 1781, Herschel estaba concentrado, midiendo cuidadosamente las posiciones estelares. De pronto se percató de que una estrella menos brillante -ubicada en la constelación de Géminis- presentaba forma de disco (y no de punto de luz como las estrellas). Pensando que era un cometa, le agregó más aumento al telescopio y vio que era un disco de bordes bien definidos, sin la neblina periférica que caracteriza los cometas. El extraño cuerpo se movía tan despacio, que indudablemente se encontraba más allá de la órbita de Saturno. Esto porque, de acuerdo con las leyes de la mecánica celeste, los planetas se mueven más lentamente entre más lejos se encuentran del Sol (y viceversa).

El descubrimiento oficial del primer planeta "trans saturniano"  se comunicó en julio de 1781. Siguiendo la tradición y por sugerencia del astrónomo alemán Johann Elert Bode  se le bautizó en honor al dios griego del cielo, Urano (caelus). En realidad Urano había sido  visto muchos años antes por otros astrónomos pero, por su lentísimo movimiento, se le había confundido con una estrella de baja magnitud. En 1690, el astrónomo inglés John Flamsteed lo ubicó como la "Estrella 34 del Toro" por su parte el astrónomo francés Pierre Charles Lemonnier  vio a Urano en trece ocasiones y lo registró en otros tantos lugares distintos como trece estrellas.

Las primeras sospechas de un planeta más allá de Urano

En los años siguientes, los astrónomos comenzaron a seguir, con sumo interés los movimientos en el cielo del nuevo planeta. En 1821 el astrónomo francés Alexis Bouvard se percató que Urano presentaba irregularidades en su desplazamiento. Unas veces se atrasaba y otras se aceleraba. En un principio se pensó que estas anomalías se debían a los “jalonazos" gravitacionales que sobre él ejercían las gigantes Júpiter y Saturno. Sin embargo, basados en los cálculos de Bouvard, los astrónomos se dieron cuenta de que, en cierto momento, Urano se encontraba alejado nada menos que dos minutos de arco (equivalente a 1/15 del diámetro aparente de la Luna), con respecto a la posición calculada. Esto los inquietó en gran manera y llegaron a la conclusión que debía existir la fuerza de atracción de otro gran planeta operando sobre Urano, además de las de Júpiter y Saturno. Dado que iba a ser sumamente difícil ubicar al nuevo planeta, debido a la enorme distancia en que debía encontrarse, de acuerdo con la Ley de Titus-Bode (2), se determinó que el primer paso para lograrlo, era por medio de un riguroso cálculo matemático, basado en las leyes de la mecánica Newtoniana, la nueva herramienta con la que contaban los astrónomos, además del telescopio.

El descubrimiento de Neptuno

En 1841, un estudiante de matemáticas de 22 años, alumno de la Universidad de Cambridge (Inglaterra), llamado John Couch Adams, abordó el problema como un pasatiempo en sus ratos libres. Los cálculos los concluyó en setiembre de 1845, determinando que el planeta en cuestión debería estar en un lugar determinado de la constelación de Aquarius, para la fecha del 1° de octubre de 1845. Adams le hizo llegar el resultado de su trabajo a James Challis, director del Observatorio de Cambridge. Aduciendo que tenía otras cosas más importantes qué hacer, Challis remitió a Adams al Astrónomo Real George Biddeli Airy. A éste no le impresionaron los cálculos del joven matemático, y los archivó, sin pasar a más.

Entre tanto, un joven astrónomo francés Urban Jean Leverrier, estaba trabajando también en el mismo problema, sin saber nada sobre la labor de Adams. Terminó su trabajo medio año después que su colega inglés y ubicó al hipotético planeta más o menos en el mismo lugar que le habían asignado los cálculos de Adams, en Aquarius. Después de enviarle los cálculos también a Airy y a Challis, sin obtener de ellos resultados positivos, Leverrier decidió no darles más largas al asunto 'y le envió su trabajo a Encke (descubridor del cometa del mismo nombre), director del Observatorio de Berlín. Este le pidió a uno de sus astrónomos, de nombre Johann Gottfried Galle, que hiciera la averiguación de los cálculos del francés. Afortunadamente, Galle disponía de una nueva carta de estrellas de esa región del cielo, lo que agilizó la labor de búsqueda.

La noche del 23 de setiembre de 1846, Galle se puso a trabajar con su ayudante Heinrich Ludwing d'Arrest. Llevaban esa labor alrededor de media hora, cuando descubren un objeto de 8° magnitud que no figuraba en la carta ¡era el planeta buscado!  Se encontraba a menos de un grado del sitio calculado. Por su color verdoso, el mismo Leverrier lo bautizó con el nombre de Neptuno, el dios romano del mar verde (equivalente al "Poseidón" griego). El honor del descubrimiento se repartió, con justicia, entre Adams y Leverrier. Al igual que Urano, Neptuno había sido visto con anterioridad por otros astrónomos y por su lentísimo movimiento se le había confundido con una estrella.

Plutón entra en escena 

Cálculos posteriores realizados en 1902 por los astrónomos William Pickering y Percival Lovel, determinaron que la masa de Neptuno, no explicaban satisfactoriamente, las irregularidades que presentaban los movimientos de Urano. Todavía más, el mismo Neptuno comenzó a presentar irregularidades entre las posiciones observadas y calculadas. A partir de entonces, Pickering y Lovel se abocaron, cada uno por su lado, a la búsqueda del  9° planeta; una búsqueda que se presentaba muy difícil, dada su evidente distancia del Sol y su consecuente escaso brillo, con lo que fácilmente podía confundirse con el de muchos asteroides que orbitan al Sol. Pikering participó en tres infructuosas búsquedas en 1905, 1919 y 1928. Por su parte Lovel realizó dos búsquedas: la primera entre 1905 y 1909, y la segunda  entre 1911 y 1916. Este año Lovel  falleció sin haber logrado su objetivo. Sin embargo, dejó cálculos adelantados sobre la posición del ignoto planeta.

El observatorio construido por Lovel en Flagstaff, Arizona, reinició la búsqueda en 1929, utilizando medios fotográficos. El 18 de febrero de 1930, el joven auxiliar de astronomía Clyde William Tombaugh, detectó en las placas un pequeño objeto con una magnitud de 14,9 que durante un mes llegó a presentar un evidente desplazamiento contra el fondo fijo de estrellas. El nuevo planeta fue bautizado con el nombre de Plutón (con el nombre del Dios mitológico del mundo inferior), por hallarse en los confines del Sistema Solar. También como un homenaje a Percival Lovel, ya que sus iniciales Pl son las dos primeras letras de Plutón.

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Renace la polémica del Planeta X

Con el descubrimiento de Plutón se creyó resuelto el problema del planeta X. Sin embargo, estudios posteriores demostraron que la órbita de Plutón presentaba una desviación de 17,2 grados, en relación con el plano de la eclíptica. Fue entonces una afortunada casualidad que, en el momento de su descubrimiento, Plutón se encontraba en una región que rozaba la órbita calculada por Lovel para el buscado 9° planeta. La gran decepción vino cuando se analizó su brillo, pues resultó ser mucho menor que el previsto para el gran planeta masivo que estuvo afectando a los gigantes Urano y Neptuno. El desconcierto aumentó cuando, al analizar la luz de Plutón, se halló que su superficie estaba compuesta de metano congelado, un elemento con una alta reflexión de la luz. El asunto sobre las verdaderas dimensiones de Plutón, siguió sin resolverse hasta que en el año de 1978, el astrónomo James W. Chrisry, del Observatorio Naval de los Estados Unidos, tomó las mejores fotografías de Plutón y, de esta forma, descubrió en él un extraño abultamiento. Dicho abultamiento resultó ser un satélite al que se le llamó Caronte. La presencia de este satélite permitió calcular la masa de Plutón, que resultó ser de sólo 0,0021 veces la masa de la Tierra, demasiado pequeño para explicar las desviaciones de las órbitas de Urano y Neptuno. Posteriores mediciones le darían al planeta un diámetro de 2.300 kilómetros (es decir, menor que nuestra Luna) y a Caronte unos 1.200 kilómetros. Volvía a renacer, de esta forma, la polémica del misterioso Planeta X que durante cien años (de 1810 a 1910) estuvo afectando los movimientos de Urano y Neptuno.

Búsqueda del Planeta X: la saga continúa

Una nueva esperanza surgió cuando en el año 1977, el astrónomo Charles Kowal, descubrió al planetoide Quirón, desplazándose entre las órbitas de Saturno y Urano. Pero resultó ser también demasiado pequeño (mucho más que Plutón), para ser el enigmático Planeta X. Desde entonces, un grupo de investigadores se ha dado a la ardua tarea no sólo de ubicar al intruso cósmico que estuvo afectando a los ya citados planetas gigantes, sino también en determinar su verdadera naturaleza y las características de una órbita que, por lo analizado hasta hoy, debe ser muy elíptica y mucho más peculiar de la que, en su momento, ofreció Plutón tras su descubrimiento, en la que no sólo presentó una inclinación bastante pronunciada sino que, en cierto momento de su trayectoria, se acerca más al Sol que el mismo Neptuno, debido a la alta excentricidad de su órbita, que llegó a ser de 0,250. La peculiaridad de la órbita del Planeta X, se deduce ante el hecho de que las sondas norteamericanas Pioner 10 y 11, lanzadas en 1972 para realizar los primeros estudios "in situ" de Júpiter, cruzaron los confines del Sistema Solar a finales de los años 80. Sus delicados sistemas de detección no captaron ningún efecto extraño de gravitación sobre ellas. Lo mismo pasó con las sondas Voyager I y II, que años más tarde las siguieron en su ruta al exterior del Sistema Solar. Este suceso llevó a John Anderson, científico de la NASA, a teorizar que la órbita del misterioso Planeta X, además de ser muy elíptica, debería tener incluso un ángulo de hasta 90 grados, con respecto a la de los demás planetas del Sistema Solar.

Otras teorías sobre el Planeta X 

Algunos astrónomos opinaron, en su momento (entre ellos el mismo Anderson), que el mencionado Planeta X no debería  ser por fuerza un planeta, sino una estrella enana blanca en extinción (posible compañera distante del Sol). También se ha dicho que el Planeta X podría ser un mundo con una masa 5 veces superior a la de Júpiter. En este caso se trataría de una nueva categoría de cuerpo celeste previsto por la astronomía moderna llamado "enana marrón", intermedio entre un planeta gigante y una estrella pequeña.

Estas teorías, sin embargo, no han resistido la prueba de la evidencia, ya que una enana blanca apagada es lo suficientemente caliente como para haber sido detectada por el telescopio espacial infrarrojo IRAS. Por otra parte, una enana blanca o un planeta similar a Júpiter habrían afectado a las sondas Pioners y Voyagers en cualquier punto de la órbita en que se encontrase (a la distancia prevista para el Planeta X por la Ley de Titus-Bode).

Sobre su período orbital se le han asignado unos 800 años. De esta forma y de acuerdo con lo apreciado en Urano y Neptuno entre 1810 y 1910, en este lapso se encontraba en su punto de mayor aproximación al Sol (perihelio). En consecuencia, otro período de acercamiento (e interferencia) no se volverá a presentar hasta el año 2.500. El científico Thomas Van Flandern le calculó una distancia entre 50 y 100 U.A. del Sol.

Las tesis más recientes sobre el Planeta X las aportaron, a finales de 1999, los científicos John Murray, de la Open University de Gran Bretaña, y John Mattesse, de la South Western University de Lousiana en La Fayette (EE.UU.). En un caso parecido al de Adams y Leverrier, ambos científicos, trabajando en forma independiente, han llegado a la misma conclusión, luego de estudiar minuciosamente las perturbaciones gravitacionales en las órbitas de cerca de 300 cometas de períodos largos. A analizarlos, llegaron a la conclusión de que, además de las perturbaciones que sobre la Nube de Oort (3) ejerce la combinación de los efectos gravitacionales de todas las estrellas de la Vía Láctea, eventualmente algo grande y masivo que, en ciertos momentos, debe encontrase dentro de la misma Nube de Oort, periódicamente lanza a muchos cometas de esta nube al interior del Sistema Solar, modulando en gran parte este  "oleaje gravitacional" proveniente de la galaxia.

Los dos científicos estiman que el tal Planeta X tendría el tamaño de Júpiter aunque con una masa mayor, y su órbita iría en una dirección contraria a la de los otros 9 planetas  que se mueven en tomo al Sol. Dicha órbita sería tan inestable, que es poco probable que haya durado durante los 4.500 millones de años que lleva de existir nuestro Sistema Solar. De lo que se deduce que era un cuerpo que vagaba libre por el espacio y en un pasado reciente (en términos astronómicos), fue atrapado por la gravedad del Sol, a una distancia que Murray y Mattesse ubican entre las 25.000 y las 32.000 unidades astronómicas.

Así las cosas, su descubrimiento a través de los telescopios convencionales (incluido el poderoso Hubble) puede resultar sumamente difícil por la escasa luminosidad y el lentísimo movimiento que presentaría a esas escalofriantes distancias. Encima de ello, su poca luminosidad resultaría deslumbrada por el brillo de fondo de la Vía Láctea.

Como un cuerpo de tales características necesariamente debe emitir ondas de radio y radiación infrarroja (como lo hace el mismo Júpiter), su descubrimiento está reservado a la nueva generación de observatorios infrarrojos que planean construir en un futuro próximo las potencias espaciales del planeta. "

La gran lejanía de Plutón no permitió por muchos años obtener imágenes de buena resolución, ni aún con los mejores telescopios. Una de las mejores imágenes la obtuvo el Observatorio Naval de los Estados Unidos en 1978, en el cual se pudo descubrir a Caronte como una protuberancia integrada a Neptuno. En años recientes, la gran resolución del Telescopio Espacial Hubble logró la primera imagen "discriminada" del sistema Plutón-Caronte.

La órbita de Plutón resultó ser la más desviada del Sistema Solar con una inclinación de 17,2°, con respecto al plano de la órbita de los otros planetas. Su alta excentricidad lo lleva también a meterse dentro de la órbita de Neptuno en determinados períodos. 

(1) Eclíptica: Línea imaginaria por donde discurre el Sol  en su tránsito diario a través de la bóveda celeste.

(2) La Ley de Titus-Bode (propuesta por los astrónomos Johann Daniel Titus. y Johann Daniel Bode, en el siglo XVIII), consiste en una constante matemática que es correspondiente con la distancia que separa a cada planeta del Sol, tomando como patrón de medida la distancia Tierra-Sol (llamada U.A. o Unidad Astronómica). Dicha relación se enuncia de la siguiente forma: A la serie numérica O, 3, 6, 12, 24, etc., se le su-ma cuatro a cada una de estas cifras y se divide por 10. La sucesión que se obtiene, 0.4, 0,7; 1.0; 1,6; 2,8; etc., coincide con los valores de los pla-netas al Sol, en Unidades Astronómicas.

Plutón y Caronte constituyen un típico sistema de planeta doble, con una poca diferencia de tamaño entre uno y otro. El tamaño combinado de los dos es tan pequeño, que no alcanza a cubrir toda la superficie de un país como Estados Unidos. 

(3) Nube de Oort: Gigantesca esfera conformada por miles de millones de cometas que se supone, rodea al Sistema Solar a un año luz de distancia la cual se integró con los residuos de la formación del Sol y sus planetas.