Vulcano / ˈ v ʌ l k ən / [2] fue un planeta propuesto que algunos astrónomos anteriores al siglo XX creían que existía en una órbita entre Mercurio y el Sol . Las especulaciones sobre cuerpos o planetas intermercuriales, e incluso las supuestas observaciones de ellos, se remontan a principios del siglo XVII. El caso de su probable existencia fue reforzado por el apoyo del matemático francés Urbain Le Verrier , quien había predicho la existencia de Neptuno utilizando perturbaciones en la órbita de Urano . En 1859, había confirmado peculiaridades inexplicables en la órbita de Mercurio y predijo que tenían que ser el resultado de la influencia gravitatoria de otro planeta cercano desconocido o una serie de asteroides . El informe de un astrónomo aficionado francés de que había observado un objeto pasando frente al Sol ese mismo año llevó a Le Verrier a anunciar que el planeta largamente buscado, al que dio el nombre de Vulcano, había sido descubierto por fin.
Durante las décadas siguientes se realizaron muchas búsquedas de Vulcano, pero a pesar de varias supuestas observaciones, no se pudo confirmar su existencia. La necesidad de este planeta como explicación de las peculiaridades orbitales de Mercurio se volvió innecesaria más tarde cuando la teoría de la relatividad general de Einstein de 1915 demostró que la desviación de Mercurio de una órbita predicha por la física newtoniana se explicaba por efectos que surgían de la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa del Sol. [3] [4]
Durante siglos se había planteado la hipótesis de que los cuerpos celestes que se encontraban en el interior de la órbita de Mercurio habían sido buscados e incluso se había afirmado que habían sido observados. [ cita requerida ]
Entre las afirmaciones de haber visto realmente objetos pasando frente al Sol se incluyen las realizadas por el astrónomo alemán Christoph Scheiner en 1611 (que resultó ser el descubrimiento de las manchas solares ), [5] las observaciones del abogado, escritor y astrónomo aficionado británico Capel Lofft de «un cuerpo opaco que atravesaba el disco solar» el 6 de enero de 1818, [6] y el informe del médico y astrónomo bávaro Franz von Paula Gruithuisen del 26 de junio de 1819 sobre haber visto «dos pequeñas manchas... en el Sol, redondas, negras y de tamaño desigual». [7] El astrónomo alemán JW Pastorff informó de muchas observaciones en las que también afirmaba haber visto dos manchas, con la primera observación el 23 de octubre de 1822 y observaciones posteriores en 1823, 1834, 1836 y 1837; En 1834 se registró que el punto más grande tenía 3 segundos de arco de diámetro y el más pequeño 1,25 segundos de arco. [7]
Las propuestas de que podría haber planetas orbitando dentro de la órbita de Mercurio fueron presentadas por el científico británico Thomas Dick en 1838 [8] : 264 y por el físico, matemático y astrónomo francés Jacques Babinet en 1846, quien sugirió que podría haber "nubes incandescentes de tipo planetario, girando alrededor del Sol" y propuso el nombre "Vulcano" (en honor al dios Vulcano de la mitología romana ) para un planeta cercano al Sol. [8] : 156
Como un planeta cercano al Sol se perdería en su resplandor, varios observadores montaron búsquedas sistemáticas para intentar atraparlo durante el " tránsito ", es decir, cuando pasa por delante del disco solar. El astrónomo aficionado alemán Heinrich Schwabe buscó sin éxito todos los días claros desde 1826 hasta 1843 y el científico de Yale Edward Claudius Herrick realizó observaciones dos veces al día a partir de 1847, con la esperanza de atrapar un planeta en tránsito. [8] : 264 El médico y astrónomo aficionado francés Edmond Modeste Lescarbault comenzó a buscar el disco solar en 1853, y de manera más sistemática después de 1858, con un refractor de 3,75 pulgadas (95 mm) en un observatorio que instaló fuera de su consultorio. [8] : 146
En 1840, François Arago , director del Observatorio de París , sugirió al matemático Urbain Le Verrier que trabajara en el tema de la órbita de Mercurio alrededor del Sol . El objetivo de este estudio era construir un modelo basado en las leyes de movimiento y gravitación de Sir Isaac Newton . En 1843, Le Verrier publicó su teoría provisional sobre el movimiento de Mercurio, con una presentación detallada publicada en 1845, que sería probada durante un tránsito de Mercurio a través de la cara del Sol en 1848. [9] [10] Las predicciones de la teoría de Le Verrier no coincidieron con las observaciones. [9]
A pesar de ello, Le Verrier continuó su trabajo y, en 1859, publicó un estudio más exhaustivo del movimiento de Mercurio. Éste se basaba en una serie de observaciones meridianas del planeta y 14 tránsitos. El rigor de este estudio implicaba que cualquier diferencia entre el movimiento predicho y lo observado apuntaría a la influencia de un factor desconocido. De hecho, persistían algunas discrepancias. [9] Durante la órbita de Mercurio, su perihelio avanza una pequeña cantidad, algo llamado precesión del perihelio . El valor observado supera la predicción de la mecánica clásica en la pequeña cantidad de 43 segundos de arco por siglo. [11]
Le Verrier postuló que el exceso de precesión podría explicarse por la presencia de algún objeto o de algún objeto no identificado dentro de la órbita de Mercurio. Calculó que se trataba de otro planeta del tamaño de Mercurio o, dado que era poco probable que los astrónomos no estuvieran viendo un objeto tan grande, de un cinturón de asteroides desconocido cerca del Sol. [12]
El hecho de que Le Verrier hubiera predicho la existencia del planeta Neptuno en 1846 [13] utilizando las mismas técnicas le dio veracidad a su afirmación. [ fuente no primaria necesaria ] [ cita necesaria ]
El 22 de diciembre de 1859, Le Verrier recibió una carta de Lescarbault, en la que le decía que había visto un tránsito del hipotético planeta el 26 de marzo de ese año. Le Verrier tomó el tren hasta el pueblo de Orgères-en-Beauce , a unos 70 kilómetros (43 millas) al suroeste de París , donde se encontraba el observatorio casero de Lescarbault. Le Verrier llegó sin previo aviso y procedió a interrogar al hombre. [14]
Lescarbault describió en detalle cómo, el 26 de marzo de 1859, observó un pequeño punto negro en la cara del Sol . [15] Después de que transcurriera algún tiempo, se dio cuenta de que se estaba moviendo. Pensó que se parecía al tránsito de Mercurio que había observado en 1845. Calculó la distancia que ya había recorrido, realizó algunas mediciones de su posición y dirección de movimiento y, utilizando un reloj antiguo y un péndulo con el que tomaba el pulso de sus pacientes, estimó la duración total del tránsito (obteniendo 1 hora, 17 minutos y 9 segundos). [14]
Le Verrier no estaba contento con el rudimentario equipo de Lescarbault, pero estaba satisfecho de que el médico hubiera visto el tránsito de un planeta hasta entonces desconocido. El 2 de enero de 1860 anunció el descubrimiento del nuevo planeta con el nombre propuesto a partir de la mitología, "Vulcano", [16] en la reunión de la Academia de Ciencias de París. Lescarbault, por su parte, fue galardonado con la Legión de Honor y fue invitado a comparecer ante numerosas sociedades científicas. [17]
Sin embargo, no todos aceptaron la veracidad del «descubrimiento» de Lescarbault. Un eminente astrónomo francés, Emmanuel Liais , que trabajaba para el gobierno brasileño en Río de Janeiro en 1859, afirmó haber estado estudiando la superficie del Sol con un telescopio dos veces más potente que el de Lescarbault en el mismo momento en que éste afirmó haber observado su misterioso tránsito. Por lo tanto, Liais estaba «en condiciones de negar, de la manera más positiva, el paso de un planeta sobre el Sol en el momento indicado». [18]
Basándose en el «tránsito» de Lescarbault, Le Verrier calculó la órbita de Vulcano: supuestamente giraba alrededor del Sol en una órbita casi circular a una distancia de 21 millones de kilómetros (0,14 UA; 13.000.000 de mi). El período de revolución era de 19 días y 17 horas, y la órbita estaba inclinada respecto de la eclíptica en 12 grados y 10 minutos (un grado increíble de precisión). Visto desde la Tierra, la mayor elongación de Vulcano respecto del Sol era de 8 grados. [14]
Le Verrier recibió numerosos informes de otros aficionados que afirmaban haber visto tránsitos inexplicables. Algunos de estos informes se referían a observaciones realizadas muchos años antes y muchos no estaban fechados, y mucho menos cronometrados con precisión. Sin embargo, Le Verrier continuó trasteando con los parámetros orbitales de Vulcano a medida que le llegaban nuevos informes de avistamientos. Con frecuencia anunciaba fechas de futuros tránsitos de Vulcano. Cuando estos no se materializaban, trasteaba un poco más con los parámetros. [19]
Poco después de las 08:00 del 29 de enero de 1860, FAR Russell y otras tres personas en Londres vieron un supuesto tránsito de un planeta intramercurial. [20] Un observador estadounidense, Richard Covington, muchos años después afirmó haber visto una mancha negra bien definida progresar a través del disco solar alrededor de 1860 cuando estaba destinado en el territorio de Washington . [21]
En 1861 no se hizo ninguna observación de Vulcano. Entonces, en la mañana del 20 de marzo de 1862, entre las 08:00 y las 09:00 hora de Greenwich , otro astrónomo aficionado, un tal Sr. Lummis de Manchester, Inglaterra, vio un tránsito. Su colega, a quien alertó, también vio el evento. [22] Basándose en los informes de estos dos hombres, dos astrónomos franceses, Benjamin Valz y Rodolphe Radau , calcularon de forma independiente el supuesto período orbital del objeto, con Valz derivando una cifra de 17 días y 13 horas y Radau una cifra de 19 días y 22 horas. [8] : 168
El 8 de mayo de 1865, otro astrónomo francés, Aristide Coumbary, observó un tránsito inesperado desde Estambul , Turquía . [23]
Entre 1866 y 1878 no se hicieron observaciones fiables del hipotético planeta. Luego, durante el eclipse solar total del 29 de julio de 1878 , dos astrónomos experimentados, el profesor James Craig Watson , director del Observatorio de Ann Arbor en Michigan , y Lewis Swift , de Rochester, Nueva York , afirmaron haber visto un planeta de tipo vulcaniano cerca del Sol. Watson, observando desde Separation Point, Wyoming, situó el planeta a unos 2,5 grados al suroeste del Sol y estimó su magnitud en 4,5. Swift, observando el eclipse desde un lugar cercano a Denver, Colorado , vio lo que tomó por un planeta intramercurial a unos 3 grados al suroeste del Sol. Estimó que su brillo era el mismo que el de Theta Cancri , una estrella de quinta magnitud que también era visible durante la totalidad, a unos seis o siete minutos del "planeta". Theta Cancri y el planeta estaban casi en línea con el centro del Sol. [ cita requerida ]
Watson y Swift tenían fama de ser excelentes observadores. Watson ya había descubierto más de veinte asteroides , mientras que Swift había bautizado con su nombre a varios cometas . Ambos describieron el color de su hipotético planeta intramercurial como "rojo". Watson informó que tenía un disco definido (a diferencia de las estrellas, que aparecen en los telescopios como meros puntos de luz) y que su fase indicaba que se encontraba en el lado lejano del Sol, acercándose a una conjunción superior . [24]
Tanto Watson como Swift habían observado dos objetos que creían que no eran estrellas conocidas, pero después de que Swift corrigiera un error en sus coordenadas, ninguna de las coordenadas coincidía entre sí, ni con las estrellas conocidas. La idea de que se observaron cuatro objetos durante el eclipse generó controversia en revistas científicas y burlas por parte del rival de Watson, CHF Peters . Peters notó que el margen de error en el dispositivo de registro de lápiz y cartón que Watson había usado era lo suficientemente grande como para incluir plausiblemente una estrella brillante conocida. Escéptico de la hipótesis de Vulcano, Peters descartó todas las observaciones por confundir estrellas conocidas con planetas. [25] : 215–217
Los astrónomos continuaron la búsqueda de Vulcano durante los eclipses solares totales de 1883, 1887, 1889, 1900, 1901, 1905 y 1908. [25] : 219 Finalmente, en 1908, William Wallace Campbell , director, y Charles Dillon Perrine , astrónomo, del Observatorio Lick , después de exhaustivas observaciones fotográficas en tres expediciones de eclipses solares en 1901, 1905 y 1908, declararon: "En nuestra opinión, el trabajo de las tres expediciones Crocker,... pone fin definitivamente al aspecto observacional del problema de los planetas intermercuriales, famoso durante medio siglo". [26]
En 1915, la teoría de la relatividad de Einstein , un enfoque para comprender la gravedad completamente diferente de la mecánica clásica , eliminó la necesidad del hipotético planeta de Le Verrier. [3] Mostró que las peculiaridades en la órbita de Mercurio eran el resultado de la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa del Sol. [27] Esto agregó un avance previsto de 0,1 segundos de arco del perihelio de Mercurio en cada revolución orbital, o 43 segundos de arco por siglo, exactamente la cantidad observada (sin ningún recurso a la existencia de un Vulcano hipotético). [28] La nueva teoría modificó las órbitas predichas de todos los planetas, pero la magnitud de las diferencias con la teoría newtoniana disminuye rápidamente a medida que uno se aleja del Sol. Además, la órbita bastante excéntrica de Mercurio hace que sea mucho más fácil detectar el desplazamiento del perihelio que en el caso de las órbitas casi circulares de Venus y la Tierra . La teoría de Einstein fue verificada empíricamente en el experimento de Eddington durante el eclipse solar del 29 de mayo de 1919, cuando las fotografías mostraron que la curvatura del espacio-tiempo estaba doblando la luz de las estrellas alrededor del Sol. Los astrónomos generalmente aceptaron rápidamente que un gran planeta dentro de la órbita de Mercurio no podía existir, dada la ecuación de gravedad corregida. [25] : 220
En la actualidad, la Unión Astronómica Internacional ha reservado el nombre de "Vulcano" para el hipotético planeta, aunque ha sido descartado, y también para los vulcanoides , una población hipotética de asteroides que podrían existir dentro de la órbita del planeta Mercurio. Sin embargo, hasta ahora, los telescopios terrestres y espaciales y la sonda solar Parker de la NASA no han detectado ningún asteroide de ese tipo. Si bien tres asteroides de Atira tienen puntos de perihelio dentro de la órbita de Mercurio, sus aphelias están fuera de la órbita de Mercurio. Por lo tanto, no pueden definirse como vulcanoides, lo que requeriría trayectorias orbitales circulares completamente intramercurianas, que ninguno de ellos posee. [ cita requerida ]
