" Limpiar el vecindario " (o dominancia dinámica ) alrededor de la órbita de un cuerpo celeste describe que el cuerpo se vuelve gravitacionalmente dominante de modo que no hay otros cuerpos de tamaño comparable aparte de sus satélites naturales o aquellos bajo su influencia gravitacional.
"Despejar la vecindad" es uno de los tres criterios necesarios para que un cuerpo celeste sea considerado un planeta del Sistema Solar , según la definición adoptada en 2006 por la Unión Astronómica Internacional (IAU). [1] En 2015, se hizo una propuesta para ampliar la definición a exoplanetas . [2]
En las etapas finales de la formación planetaria , un planeta , tal como se define así, habrá "limpiado el vecindario" de su propia zona orbital, es decir, habrá eliminado otros cuerpos de tamaño comparable. Un cuerpo grande que cumple con los demás criterios para ser planeta pero que no ha despejado su vecindario se clasifica como planeta enano . Esto incluye a Plutón , cuya órbita se cruza con la órbita de Neptuno y comparte su vecindad orbital con muchos objetos del cinturón de Kuiper . La definición de la IAU no asigna números o ecuaciones específicas a este término, pero todos los planetas reconocidos por la IAU han limpiado sus vecindarios en una medida mucho mayor (en órdenes de magnitud ) que cualquier planeta enano o candidato a planeta enano. [ cita necesaria ]
La frase surge de un documento presentado en la asamblea general de la IAU en 2000 por los científicos planetarios Alan Stern y Harold F. Levison . Los autores utilizaron varias frases similares mientras desarrollaban una base teórica para determinar si es probable que un objeto que orbita alrededor de una estrella "limpie su región vecina" de planetesimales en función de la masa del objeto y su período orbital . [3] Steven Soter prefiere utilizar el término " dominancia dinámica ", [4] y Jean-Luc Margot señala que dicho lenguaje "parece menos propenso a malas interpretaciones". [2]
Antes de 2006, la IAU no tenía reglas específicas para nombrar planetas, ya que no se habían descubierto nuevos planetas durante décadas, mientras que había reglas bien establecidas para nombrar una gran cantidad de cuerpos pequeños recién descubiertos, como asteroides o cometas. El proceso de denominación de Eris se estancó tras el anuncio de su descubrimiento en 2005, porque su tamaño era comparable al de Plutón. La IAU intentó resolver el nombramiento de Eris buscando una definición taxonómica para distinguir los planetas de los planetas menores .
La frase se refiere a un cuerpo en órbita (un planeta o protoplaneta ) que "barre" su región orbital con el tiempo, interactuando gravitacionalmente con cuerpos más pequeños cercanos. Durante muchos ciclos orbitales, un cuerpo grande tenderá a hacer que los cuerpos pequeños se acumule con él, o sean trasladados a otra órbita, o sean capturados como satélite o en una órbita resonante . En consecuencia, no comparte su región orbital con otros cuerpos de tamaño significativo, excepto con sus propios satélites u otros cuerpos gobernados por su propia influencia gravitacional. Esta última restricción excluye objetos cuyas órbitas pueden cruzarse pero que nunca chocarán entre sí debido a la resonancia orbital , como Júpiter y sus troyanos , la Tierra y 3753 Cruithne , o Neptuno y los plutinos . [3] En cuanto al alcance de la limpieza orbital requerida, Jean-Luc Margot enfatiza que "un planeta nunca puede limpiar completamente su zona orbital, porque las fuerzas gravitacionales y radiativas perturban continuamente las órbitas de los asteroides y cometas en órbitas que cruzan los planetas" y afirma que la IAU no pretendía alcanzar el estándar imposible de una limpieza orbital impecable. [2]
En su artículo, Stern y Levison buscaron un algoritmo para determinar qué "cuerpos planetarios controlan la región que los rodea". [3] Definieron Λ ( lambda ), una medida de la capacidad de un cuerpo para dispersar masas más pequeñas fuera de su región orbital durante un período de tiempo igual a la edad del Universo ( tiempo de Hubble ). Λ es un número adimensional definido como
donde m es la masa del cuerpo, a es el semieje mayor del cuerpo y k es una función de los elementos orbitales del cuerpo pequeño que se dispersan y el grado en el que deben dispersarse. En el dominio del disco planetario solar, hay poca variación en los valores promedio de k para cuerpos pequeños a una distancia particular del Sol. [4]
Si Λ > 1, entonces el cuerpo probablemente eliminará los cuerpos pequeños en su zona orbital. Stern y Levison utilizaron este discriminante para separar los cuerpos gravitacionalmente redondeados que orbitan el Sol en superplanetas , que son "lo suficientemente importantes dinámicamente como para haber eliminado [sus] planetesimales vecinos", y unterplanetas . Los superplanetas son los ocho orbitadores solares más masivos (es decir, los planetas IAU), y los unterplanetas son el resto (es decir, los planetas enanos IAU).
Steven Soter propuso una medida observacional µ ( mu ), a la que llamó " discriminante planetario ", para separar los cuerpos que orbitan alrededor de estrellas en planetas y no planetas. [4] Él define mu como
La similitud en el orden de magnitud en el requisito del período excluye a los cometas del cálculo, pero la masa combinada de los cometas resulta ser insignificante en comparación con otros cuerpos pequeños del Sistema Solar, por lo que su inclusión tendría poco impacto en los resultados. Luego, µ se calcula dividiendo la masa del cuerpo candidato por la masa total de los demás objetos que comparten su zona orbital. Es una medida del grado real de limpieza de la zona orbital. Soter propuso que si µ > 100, entonces el cuerpo candidato debería considerarse un planeta. [4]
El astrónomo Jean-Luc Margot ha propuesto un discriminante, Π ( pi ), que puede clasificar un cuerpo basándose únicamente en su propia masa, su semieje mayor y la masa de su estrella. [2] Al igual que Λ de Stern-Levison, Π es una medida de la capacidad del cuerpo para despejar su órbita, pero a diferencia de Λ, se basa únicamente en la teoría y no utiliza datos empíricos del Sistema Solar. Π se basa en propiedades que son factibles de determinar incluso para cuerpos exoplanetarios, a diferencia de µ de Soter, que requiere un censo preciso de la zona orbital.
donde m es la masa del cuerpo candidato en masas terrestres , a es su semieje mayor en AU , M es la masa de la estrella madre en masas solares y k es una constante elegida de modo que Π > 1 para un cuerpo que puede limpiar su zona orbital. k depende del grado de limpieza deseado y del tiempo necesario para hacerlo. Margot seleccionó una extensión de veces el radio de Hill y un límite de tiempo de la vida de la estrella madre en la secuencia principal (que es función de la masa de la estrella). Entonces, en las unidades mencionadas y una vida útil de la secuencia principal de 10 mil millones de años, k = 807. [a] El cuerpo es un planeta si Π > 1. La masa mínima necesaria para despejar la órbita dada está dada cuando Π = 1.
Π se basa en un cálculo del número de órbitas necesarias para que el cuerpo candidato imparta suficiente energía a un cuerpo pequeño en una órbita cercana de modo que el cuerpo más pequeño quede fuera de la extensión orbital deseada. Esto es diferente a Λ, que utiliza un promedio de los tiempos de limpieza necesarios para una muestra de asteroides en el cinturón de asteroides y, por lo tanto, está sesgado hacia esa región del Sistema Solar. El uso que hace Π de la vida útil de la secuencia principal significa que el cuerpo eventualmente despejará una órbita alrededor de la estrella; El uso por parte de Λ de un tiempo de Hubble significa que la estrella podría alterar su sistema planetario (por ejemplo, convirtiéndose en nova) antes de que el objeto sea realmente capaz de despejar su órbita.
La fórmula de Π supone una órbita circular. Su adaptación a órbitas elípticas se deja para trabajos futuros, pero Margot espera que sea igual a la de una órbita circular dentro de un orden de magnitud.
A continuación se muestra una lista de planetas y planetas enanos clasificados según el discriminante planetario Π de Margot, en orden decreciente. [2] Para los ocho planetas definidos por la IAU, Π es órdenes de magnitud mayores que 1, mientras que para todos los planetas enanos, Π es órdenes de magnitud menores que 1. También se enumeran Λ de Stern-Levison y µ de Soter; nuevamente, los planetas tienen órdenes de magnitud mayores que 1 para Λ y 100 para µ, y los planetas enanos tienen órdenes de magnitud menores que 1 para Λ y 100 para µ. También se muestran las distancias donde Π = 1 y Λ = 1 (donde el cuerpo pasaría de ser un planeta a ser un planeta enano).
Se desconoce la masa de Sedna; aquí se estima de manera muy aproximada como1 × 10 21 kg , suponiendo una densidad de aproximadamente 2 g/cm 3 .
Stern, el investigador principal de la misión New Horizons a Plutón, no estuvo de acuerdo con la reclasificación de Plutón debido a su incapacidad para despejar un vecindario. Sostuvo que la redacción de la IAU es vaga y que, al igual que Plutón, la Tierra , Marte , Júpiter y Neptuno tampoco han despejado sus vecindarios orbitales. La Tierra coorbita con 10.000 asteroides cercanos a la Tierra (NEA) y Júpiter tiene 100.000 troyanos en su trayectoria orbital. "Si Neptuno hubiera despejado su zona, Plutón no estaría allí", afirmó. [7]
La categoría de 'planetas' de la IAU es casi idéntica a la categoría de 'superplanetas' propuesta por el propio Stern. En el artículo que propone el discriminante Λ de Stern y Levison, afirmaron: "definimos un superplaneta como un cuerpo planetario en órbita alrededor de una estrella que es lo suficientemente importante dinámicamente como para haber eliminado sus planetesimales vecinos ..." y unos párrafos más tarde, "De Desde un punto de vista dinámico, nuestro sistema solar contiene claramente 8 "superplanetas", incluidos la Tierra, Marte, Júpiter y Neptuno. [3] Aunque Stern propuso esto para definir subcategorías dinámicas de planetas, lo rechazó para definir qué es un planeta, defendiendo el uso de atributos intrínsecos sobre las relaciones dinámicas. [8]
![{\displaystyle m\geq {\left[{\frac {2\pi }{100{\sqrt {G}}}}{\frac {C^{2}}{3^{2/3}t_{* }}}a^{3/2}M^{5/6}\right]}^{3/4}={{\left({\frac {2\pi }{100{\sqrt {G}} }}\right)}^{3/4}{\frac {C^{3/2}}{{\sqrt {3}}{t_{*}}^{3/4}}}a^{9 /8}M^{5/8}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b17a6d73789e8b02b5882a816956d8841fc4536b)
