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Definición de planeta

La definición de planeta del Sistema Solar de la Unión Astronómica Internacional
  1. El objeto está en órbita alrededor del Sol.
  2. El objeto tiene masa suficiente para que su propia gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido de modo que asuma una forma de equilibrio hidrostático (casi redonda)
  3. El objeto ha despejado el vecindario alrededor de su órbita.

Fuente:"Asamblea General de la IAU 2006: Resoluciones 5 y 6" (PDF) . IAU. 24 de agosto de 2006 . Consultado el 23 de junio de 2009 .

La definición del término planeta ha cambiado varias veces desde que la palabra fue acuñada por los antiguos griegos . Los astrónomos griegos emplearon el término ἀστέρες πλανῆται ( asteres planetai ), "estrellas errantes", para objetos parecidos a estrellas que aparentemente se movían sobre el cielo. A lo largo de los milenios, el término ha incluido una variedad de cuerpos celestes diferentes , desde el Sol y la Luna hasta satélites y asteroides .

En la astronomía moderna, existen dos concepciones principales de un "planeta". Haciendo caso omiso de los detalles técnicos, a menudo inconsistentes, son si un cuerpo astronómico domina dinámicamente su región (es decir, si controla el destino de otros cuerpos más pequeños en su vecindad) o si está en equilibrio hidrostático (en la práctica, esto siempre se toma más bien como vagamente significa si se ha vuelto gravitacionalmente redondeado y compactado). Éstas pueden caracterizarse como la definición de dominancia dinámica y la definición geofísica .

La cuestión de una definición clara de planeta llegó a un punto crítico en enero de 2005 con el descubrimiento del objeto transneptuniano Eris , un cuerpo más masivo que el planeta más pequeño entonces aceptado, Plutón . [1] En su respuesta de agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional (IAU), reconocida por los astrónomos como el organismo mundial responsable de resolver las cuestiones de nomenclatura , publicó su decisión al respecto durante una reunión en Praga . Esta definición, que se aplica sólo al Sistema Solar (aunque los exoplanetas se abordaron en 2003), establece que un planeta es un cuerpo que orbita alrededor del Sol, tiene suficiente masa como para que su propia gravedad lo haga redondo y ha " limpiado su vecindad ". " de objetos más pequeños que se acercan a su órbita. Plutón cumple los dos primeros criterios, pero no el tercero y, por lo tanto, no califica como planeta según esta definición formalizada. La decisión de la IAU no ha resuelto todas las controversias y, aunque muchos astrónomos la han aceptado, algunos científicos planetarios la han rechazado de plano, proponiendo en su lugar una definición geofísica o similar.

Historia

Planetas en la antigüedad

El movimiento de las "luces" que se mueven sobre el fondo de las estrellas es la base de la definición clásica de planetas: estrellas errantes.

Si bien el conocimiento de los planetas es anterior a la historia y es común a la mayoría de las civilizaciones, la palabra planeta se remonta a la antigua Grecia . La mayoría de los griegos creían que la Tierra era estacionaria y estaba en el centro del universo de acuerdo con el modelo geocéntrico y que los objetos del cielo, y de hecho el cielo mismo, giraban alrededor de ella (una excepción fue Aristarco de Samos , quien propuso un versión temprana del heliocentrismo ). Los astrónomos griegos emplearon el término ἀστέρες πλανῆται ( asteres planetai ), 'estrellas errantes', [2] [3] para describir esas luces parecidas a estrellas en los cielos que se movían a lo largo del año, en contraste con las ἀστέρες ἀπλανεῖς ( asteres aplaneis ) , las ' estrellas fijas ', que permanecían inmóviles unas respecto a otras. Los cinco cuerpos actualmente llamados "planetas" que conocían los griegos eran los visibles a simple vista: Mercurio , Venus , Marte , Júpiter y Saturno .

La cosmología grecorromana consideraba comúnmente siete planetas, contando entre ellos el Sol y la Luna (como es el caso de la astrología moderna ); sin embargo, existe cierta ambigüedad a este respecto, ya que muchos astrónomos antiguos distinguían los cinco planetas con forma de estrellas del Sol y la Luna. Como señaló el naturalista alemán del siglo XIX Alexander von Humboldt en su obra Cosmos ,

De los siete cuerpos cósmicos que, por sus posiciones relativas y distancias continuamente variables, se distinguen desde la más remota antigüedad de los "orbes errantes" del cielo de las "estrellas fijas", que a toda apariencia sensible conservan sus posiciones relativas y las distancias sin cambios, sólo cinco (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) tienen la apariencia de estrellas (" cinque stellas errantes "), mientras que el Sol y la Luna, por el tamaño de sus discos, su importancia para el hombre y el lugar. asignados a ellos en los sistemas mitológicos, fueron clasificados aparte. [4]

En su Timeo , escrito aproximadamente en el año 360  a. C. , Platón menciona "el Sol, la Luna y otras cinco estrellas, que se llaman planetas". [5] Su alumno Aristóteles hace una distinción similar en su Sobre los cielos : "Los movimientos del sol y de la luna son menores que los de algunos de los planetas". [6] En su Fenómenos , que puso en verso un tratado astronómico escrito por el filósofo Eudoxo aproximadamente en el año 350 a. C., [7] el poeta Arato describe "esos otros cinco orbes, que se entremezclan con [las constelaciones] y giran vagando por todos lados de las doce figuras del Zodíaco." [8]

En su Almagesto escrito en el siglo II, Ptolomeo se refiere al "Sol, la Luna y cinco planetas". [9] Higinio menciona explícitamente "las cinco estrellas que muchos han llamado errantes, y que los griegos llaman Planeta". [10] Marco Manilio , un escritor latino que vivió durante la época de César Augusto y cuyo poema Astronomica se considera uno de los principales textos de la astrología moderna , dice: "Ahora el dodecatemorio se divide en cinco partes, porque tantas son las estrellas". llamados vagabundos que con brillo pasajero brillan en el cielo." [11]

La visión única de los siete planetas se encuentra en El sueño de Escipión de Cicerón , escrito alrededor del año 53 a. C., donde el espíritu de Escipión Africano proclama: "Siete de estas esferas contienen los planetas, un planeta en cada esfera, que se mueven en sentido contrario". al movimiento del cielo." [12] En su Historia Natural , escrita en 77 EC, Plinio el Viejo se refiere a "las siete estrellas, que debido a su movimiento llamamos planetas, aunque ninguna estrella vaga menos que ellas". [13] Nonnus , el poeta griego del siglo V, dice en su Dionysiaca : "Tengo oráculos de la historia en siete tablillas, y las tablillas llevan los nombres de los siete planetas". [10]

Planetas en la Edad Media

Bosquejo del modelo heliocéntrico del Sistema Solar de Copérnico

Los escritores medievales y renacentistas generalmente aceptaron la idea de siete planetas. La introducción medieval estándar a la astronomía, De Sphaera de Sacrobosco , incluye el Sol y la Luna entre los planetas, [14] la más avanzada Theorica planetarum presenta la "teoría de los siete planetas", [15] mientras que las instrucciones de las Tablas Alfonsinas mostrar cómo "encontrar mediante tablas los motos medios del sol, la luna y el resto de los planetas". [16] En su Confessio Amantis , el poeta del siglo XIV John Gower , refiriéndose a la conexión de los planetas con el arte de la alquimia , escribe: "De los planetes ben begonne/El oro está inclinado hacia el Sonne/El Mone de Selver tiene su parte...", indicando que el Sol y la Luna eran planetas. [17] Incluso Nicolás Copérnico , que rechazó el modelo geocéntrico, se mostró ambivalente sobre si el Sol y la Luna eran planetas. En su De Revolutionibus , Copérnico separa claramente "el sol, la luna, los planetas y las estrellas"; [18] sin embargo, en su Dedicación de la obra al Papa Pablo III, Copérnico se refiere a "el movimiento del sol y la luna... y de los otros cinco planetas". [19]

Tierra

Finalmente, cuando el modelo heliocéntrico de Copérnico fue aceptado sobre el geocéntrico , la Tierra fue colocada entre los planetas y el Sol y la Luna fueron reclasificados, lo que hizo necesaria una revolución conceptual en la comprensión de los planetas. Como señaló el historiador de la ciencia Thomas Kuhn en su libro La estructura de las revoluciones científicas : [20]

Los copernicanos que negaron su título tradicional de "planeta" al sol... estaban cambiando el significado de "planeta" para que continuara haciendo distinciones útiles en un mundo donde todos los cuerpos celestes... eran vistos de manera diferente a como eran. se había visto antes... Mirando la luna, el converso al copernicanismo... dice: 'Una vez tomé la luna como (o vi la luna como) un planeta, pero estaba equivocado'.

Copérnico se refiere indirectamente a la Tierra como un planeta en De Revolutionibus cuando dice: "Habiendo asumido así los movimientos que atribuyo a la Tierra más adelante en el volumen, mediante un largo e intenso estudio finalmente descubrí que si los movimientos de los otros planetas son correlacionado con la órbita de la Tierra..." [18] Galileo también afirma que la Tierra es un planeta en el Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales : "[L]a Tierra, no menos que la Luna o cualquier otro planeta, es ser contado entre los cuerpos naturales que se mueven circularmente." [21]

Planetas modernos

Movimiento de Urano a través del cielo visto en dos imágenes tomadas con 25 días de diferencia

En 1781, el astrónomo William Herschel estaba buscando en el cielo esquivas paralajes estelares , cuando observó lo que denominó un cometa en la constelación de Tauro . A diferencia de las estrellas, que seguían siendo meros puntos de luz incluso con un gran aumento, el tamaño de este objeto aumentó en proporción a la potencia utilizada. A Herschel simplemente no se le ocurrió que este extraño objeto podría haber sido un planeta; Los cinco planetas más allá de la Tierra habían sido parte de la concepción del universo que tenía la humanidad desde la antigüedad. Como los asteroides aún no habían sido descubiertos, los cometas eran los únicos objetos en movimiento que uno esperaba encontrar con un telescopio. [22] Sin embargo, a diferencia de un cometa, la órbita de este objeto era casi circular y dentro del plano de la eclíptica. Antes de que Herschel anunciara el descubrimiento de su "cometa", su colega, el astrónomo británico Royal Nevil Maskelyne , le escribió diciendo: "No sé cómo llamarlo. Es muy probable que sea un planeta normal que se mueve en una órbita". "Es casi circular con respecto al Sol como un cometa que se mueve en una elipsis muy excéntrica. Todavía no le he visto ninguna coma ni cola". [23] El "cometa" también estaba muy lejos, demasiado lejos para que un simple cometa pudiera resolverse por sí solo. Finalmente fue reconocido como el séptimo planeta y recibió el nombre de Urano en honor al padre de Saturno.

Las irregularidades inducidas por la gravedad en la órbita observada de Urano condujeron finalmente al descubrimiento de Neptuno en 1846, y las supuestas irregularidades en la órbita de Neptuno condujeron posteriormente a una búsqueda que no encontró el objeto perturbador (posteriormente se descubrió que era un artefacto matemático causado por una sobreestimación de Neptuno), pero encontró a Plutón en 1930. Inicialmente se creía que tenía aproximadamente la masa de la Tierra, pero la observación redujo gradualmente la masa estimada de Plutón hasta que se reveló que tenía apenas una quinta centésima parte de su tamaño; demasiado pequeño para haber influido en absoluto en la órbita de Neptuno. [22] En 1989, la Voyager 2 determinó que las irregularidades se debían a una sobreestimación de la masa de Neptuno. [24]

Satélites

Movimiento de las lunas galileanas visto desde un telescopio

Cuando Copérnico colocó a la Tierra entre los planetas, también colocó a la Luna en órbita alrededor de la Tierra, convirtiendo a la Luna en el primer satélite natural identificado. Cuando Galileo descubrió sus cuatro satélites de Júpiter en 1610, dieron peso al argumento de Copérnico, porque si otros planetas podían tener satélites, la Tierra también podría tenerlos. Sin embargo, seguía habiendo cierta confusión sobre si estos objetos eran "planetas"; Galileo se refirió a ellos como "cuatro planetas que vuelan alrededor de la estrella de Júpiter a intervalos y períodos desiguales con una velocidad maravillosa". [25] De manera similar, Christiaan Huygens , al descubrir Titán , la luna más grande de Saturno en 1655, empleó muchos términos para describirla, incluidos "planeta" (planeta), "stella" (estrella), "luna" (luna) y "satélite". (asistente), palabra acuñada por Johannes Kepler . [26] [27] Giovanni Cassini , al anunciar su descubrimiento de las lunas de Saturno, Japeto y Rea en 1671 y 1672, las describió como Nouvelles Planetes autour de Saturne ("Nuevos planetas alrededor de Saturno"). [28] Sin embargo, cuando el "Journal de Scavans" informó del descubrimiento de Cassini de dos nuevas lunas de Saturno ( Dione y Tetis ) en 1686, se refirió a ellas estrictamente como "satélites", aunque a veces Saturno como el "planeta primario". [29] Cuando William Herschel anunció su descubrimiento de dos objetos en órbita alrededor de Urano en 1787 ( Titania y Oberon ), se refirió a ellos como "satélites" y "planetas secundarios". [30] Todos los informes posteriores sobre descubrimientos de satélites naturales utilizaron exclusivamente el término "satélite", [31] aunque el libro de 1868 "Smith's Illustrated Astronomy" se refirió a los satélites como "planetas secundarios". [32]

Planetas menores

Órbita de Ceres, que encaja con la descripción de un planeta aparentemente "desaparecido" entre Marte y Júpiter, tal como lo predice la ley de Bode .

Uno de los resultados inesperados del descubrimiento de Urano por parte de William Herschel fue que pareció validar la ley de Bode , una función matemática que genera el tamaño del semieje mayor de las órbitas planetarias . Los astrónomos habían considerado la "ley" como una coincidencia sin sentido, pero Urano cayó casi a la distancia exacta que predijo. Dado que la ley de Bode también predijo un cuerpo entre Marte y Júpiter que en ese momento no había sido observado, los astrónomos dirigieron su atención a esa región con la esperanza de que pudiera ser reivindicado nuevamente. Finalmente, en 1801, el astrónomo Giuseppe Piazzi encontró un nuevo mundo en miniatura, Ceres , situado justo en el punto correcto del espacio. El objeto fue aclamado como un nuevo planeta. [33]

Luego, en 1802, Heinrich Olbers descubrió Palas , un segundo "planeta" aproximadamente a la misma distancia del Sol que Ceres. El hecho de que dos planetas pudieran ocupar la misma órbita fue una afrenta a siglos de pensamiento. [34] En 1804, otro mundo, Juno , fue descubierto en una órbita similar. [33] En 1807, Olbers descubrió un cuarto objeto, Vesta , a una distancia orbital similar.

Herschel sugirió que a estos cuatro mundos se les diera su propia clasificación separada, asteroides (que significa "parecidos a estrellas", ya que eran demasiado pequeños para que sus discos se resolvieran y, por lo tanto, se parecían a estrellas ), aunque la mayoría de los astrónomos prefirieron referirse a ellos como planetas. [33] Esta concepción estaba arraigada por el hecho de que, debido a la dificultad de distinguir los asteroides de las estrellas aún inexploradas, esos cuatro siguieron siendo los únicos asteroides conocidos hasta 1845. [35] [36] Los libros de texto de ciencia en 1828, después de la muerte de Herschel, Todavía contaba los asteroides entre los planetas. [33] Con la llegada de mapas estelares más refinados, se reanudó la búsqueda de asteroides, y Karl Ludwig Hencke descubrió un quinto y un sexto en 1845 y 1847. [36] En 1851, el número de asteroides había aumentado a 15, y un Se adoptó un nuevo método para clasificarlos, colocando un número antes de sus nombres en orden de descubrimiento, colocándolos inadvertidamente en su propia categoría distintiva. Ceres se convirtió en "(1) Ceres", Palas se convirtió en "(2) Palas", y así sucesivamente. En la década de 1860, el número de asteroides conocidos había aumentado a más de cien, y los observatorios de Europa y Estados Unidos comenzaron a referirse a ellos colectivamente como " planetas menores ", o "planetas pequeños", aunque los primeros cuatro asteroides tardaron más en descubrirse. agruparse como tal. [33] Hasta el día de hoy, "planeta menor" sigue siendo la designación oficial para todos los cuerpos pequeños en órbita alrededor del Sol, y cada nuevo descubrimiento está numerado en consecuencia en el Catálogo de Planetas Menores de la IAU . [37]

Plutón

Comparación a escala de los objetos más grandes más allá de la órbita de Neptuno, con la Tierra y la Luna. Durante mucho tiempo sólo se descubrió Plutón, por lo que se lo consideró un planeta.

El largo camino desde la condición de planeta hasta la reconsideración que atravesó Ceres se refleja en la historia de Plutón , que fue nombrado planeta poco después de su descubrimiento por Clyde Tombaugh en 1930. Urano y Neptuno habían sido declarados planetas basándose en sus órbitas circulares, grandes masas y proximidad. al plano de la eclíptica. Ninguno de estos se aplicaba a Plutón, un mundo diminuto y helado en una región de gigantes gaseosos con una órbita que lo llevaba muy por encima de la eclíptica e incluso dentro de la de Neptuno. En 1978, los astrónomos descubrieron la luna más grande de Plutón, Caronte , lo que les permitió determinar su masa. Se descubrió que Plutón era mucho más pequeño de lo que nadie esperaba: sólo una sexta parte de la masa de la Luna de la Tierra. Sin embargo, por lo que cualquiera podía decir, era único. Luego, a partir de 1992, los astrónomos comenzaron a detectar una gran cantidad de cuerpos helados más allá de la órbita de Neptuno que eran similares a Plutón en composición, tamaño y características orbitales. Llegaron a la conclusión de que habían descubierto el cinturón de Kuiper (a veces llamado cinturón Edgeworth-Kuiper), una banda de desechos helados que es la fuente de cometas de "período corto", aquellos con períodos orbitales de hasta 200 años. [38]

La órbita de Plutón se encontraba dentro de esta banda y, por tanto, se puso en duda su estatus planetario. Muchos científicos llegaron a la conclusión de que el pequeño Plutón debería reclasificarse como planeta menor, tal como lo había sido Ceres un siglo antes. Mike Brown, del Instituto de Tecnología de California, sugirió que un "planeta" debería redefinirse como "cualquier cuerpo del Sistema Solar que sea más masivo que la masa total de todos los demás cuerpos en una órbita similar". [39] Aquellos objetos por debajo de ese límite de masa se convertirían en planetas menores. En 1999, Brian G. Marsden, del Centro de Planetas Menores de la Universidad de Harvard, sugirió que a Plutón se le asignara el número de planeta menor 10.000 manteniendo al mismo tiempo su posición oficial como planeta. [40] [41] La perspectiva de la "degradación" de Plutón creó una protesta pública y, en respuesta, la Unión Astronómica Internacional aclaró que en ese momento no proponía eliminar a Plutón de la lista de planetas. [42] [43]

El descubrimiento de varios otros objetos transneptunianos , como Quaoar y Sedna , continuó erosionando los argumentos de que Plutón era excepcional respecto del resto de la población transneptuniana. El 29 de julio de 2005, Mike Brown y su equipo anunciaron el descubrimiento de un objeto transneptuniano que se confirmó era más masivo que Plutón, [44] llamado Eris . [45]

Inmediatamente después del descubrimiento del objeto, hubo mucho debate sobre si se le podría denominar " décimo planeta ". La NASA incluso publicó un comunicado de prensa describiéndolo así. [46] Sin embargo, la aceptación de Eris como el décimo planeta exigía implícitamente una definición de planeta que estableciera a Plutón como un tamaño mínimo arbitrario. Muchos astrónomos, alegando que la definición de planeta tenía poca importancia científica, prefirieron reconocer la identidad histórica de Plutón como planeta " exigiéndolo " en la lista de planetas. [47]

Definición de IAU

El descubrimiento de Eris obligó a la IAU a actuar según una definición. En octubre de 2005, un grupo de 19 miembros de la IAU, que ya habían estado trabajando en una definición desde el descubrimiento de Sedna en 2003, redujeron sus opciones a una lista corta de tres, mediante votación de aprobación . Las definiciones fueron:

Como no se pudo llegar a un consenso, el comité decidió someter estas tres definiciones a una votación más amplia en la reunión de la Asamblea General de la IAU en Praga en agosto de 2006, [50] y el 24 de agosto, la IAU sometió a votación un borrador final, que elementos combinados de dos de las tres propuestas. Básicamente, creó una clasificación intermedia entre planeta y roca (o, en el nuevo lenguaje, cuerpo pequeño del Sistema Solar ), llamada planeta enano y colocó a Plutón en él, junto con Ceres y Eris. [51] [52]

Por tanto, la UAI resuelve que los planetas y otros cuerpos de nuestro Sistema Solar, excepto los satélites, se definan en tres categorías distintas de la siguiente manera:

  1. Un "planeta" [a] es un cuerpo celeste que:
    1. está en órbita alrededor del Sol,
    2. tiene masa suficiente para que su propia gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido de modo que asuma una forma de equilibrio hidrostático (casi redonda), y
    3. ha despejado el vecindario alrededor de su órbita.
  2. Un "planeta enano" es un cuerpo celeste que:
    1. está en órbita alrededor del Sol,
    2. tiene masa suficiente para que su propia gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido de modo que asuma una forma de equilibrio hidrostático (casi redonda), [b]
    3. no ha despejado el vecindario alrededor de su órbita, y
    4. No es un satélite.
  3. Todos los demás objetos, [c] excepto los satélites, que orbitan alrededor del Sol se denominarán colectivamente "Pequeños Cuerpos del Sistema Solar".
  1. ^ Los planetas son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno.
  2. ^ Se establecerá un proceso de la IAU para asignar objetos límite a "planeta enano" y otras categorías.
  3. ^ Estos incluyen actualmente la mayoría de los asteroides del Sistema Solar, la mayoría de los objetos transneptunianos (TNO), los cometas y otros cuerpos pequeños.

La IAU resuelve además:

La votación fue aprobada y participaron 424 astrónomos. [53] [54] [55] La IAU también resolvió que " los planetas y los planetas enanos son dos clases distintas de objetos", lo que significa que los planetas enanos, a pesar de su nombre, no serían considerados planetas. [55]

El 13 de septiembre de 2006, la IAU colocó a Eris, su luna Dysnomia y Plutón en su Catálogo de planetas menores , dándoles las designaciones oficiales de planetas menores (134340) Plutón , (136199) Eris y (136199) Eris I Dysnomia . [56] Otros posibles planetas enanos , como 2003 EL 61 , 2005 FY 9 , Sedna y Quaoar , quedaron en un limbo temporal hasta que se pudiera llegar a una decisión formal sobre su estado.

El 11 de junio de 2008, el comité ejecutivo de la IAU anunció el establecimiento de una subclase de planetas enanos que comprende la "nueva categoría de objetos transneptunianos" antes mencionada, de la que Plutón es un prototipo. Esta nueva clase de objetos, denominada plutoides , incluiría a Plutón, Eris y cualquier otro planeta enano transneptuniano, pero excluiría a Ceres. La IAU decidió que aquellos TNO con una magnitud absoluta superior a +1 serían nombrados por comisiones conjuntas de los comités de denominación de planetas y planetas menores, bajo el supuesto de que probablemente fueran planetas enanos. Hasta la fecha, sólo otros dos TNO, 2003 EL 61 y 2005 FY 9 , han cumplido el requisito de magnitud absoluta, mientras que otros posibles planetas enanos, como Sedna, Orcus y Quaoar, fueron nombrados únicamente por el comité de planetas menores. [57] El 11 de julio de 2008, el Grupo de Trabajo sobre Nomenclatura Planetaria denominó 2005 FY 9 Makemake , [58] y el 17 de septiembre de 2008, nombraron 2003 EL 61 Haumea . [59]

Aceptación de la definición de IAU

Gráfico de las posiciones de todos los objetos conocidos del cinturón de Kuiper , comparados con los planetas exteriores, a partir de 2000.

Entre los defensores más acérrimos de la decidida definición de la IAU se encuentran Mike Brown , el descubridor de Eris; Steven Soter , profesor de astrofísica del Museo Americano de Historia Natural ; y Neil deGrasse Tyson , director del Planetario Hayden .

A principios de la década de 2000, cuando el Planetario Hayden estaba siendo renovado por 100 millones de dólares, Tyson se negó a referirse a Plutón como el noveno planeta del planetario. [60] Explicó que preferiría agrupar los planetas según sus puntos en común en lugar de contarlos. Esta decisión resultó en que Tyson recibiera grandes cantidades de correo de odio, principalmente de niños. [61] En 2009, Tyson escribió un libro que detalla la degradación de Plutón.

En un artículo de la edición de enero de 2007 de Scientific American , Soter citó la incorporación en la definición de las teorías actuales sobre la formación y evolución del Sistema Solar ; que a medida que los primeros protoplanetas emergieron del polvo arremolinado del disco protoplanetario , algunos cuerpos "ganaron" la competencia inicial por material limitado y, a medida que crecieron, su mayor gravedad significó que acumularon más material y, por lo tanto, crecieron, superando eventualmente a los otros cuerpos del Sistema Solar por un margen muy amplio. El cinturón de asteroides, perturbado por el tirón gravitacional del cercano Júpiter, y el cinturón de Kuiper, demasiado espaciados para que sus objetos constituyentes se reúnan antes del final del período de formación inicial, no lograron ganar la competencia de acreción.

Cuando se comparan los números de los objetos ganadores con los de los perdedores, el contraste es sorprendente; Si se acepta el concepto de Soter de que cada planeta ocupa una "zona orbital" [b] , entonces el planeta menos dominante orbitalmente, Marte, es más grande que todo el resto del material recolectado en su zona orbital por un factor de 5100. Ceres, el objeto más grande en el cinturón de asteroides, sólo representa un tercio del material en su órbita; La proporción de Plutón es aún menor, alrededor del 7 por ciento. [62] Mike Brown afirma que esta enorme diferencia en la dominancia orbital no deja "absolutamente ningún lugar a dudas sobre qué objetos pertenecen y cuáles no". [63]

Controversias en curso

A pesar de la declaración de la IAU, varios críticos siguen sin estar convencidos. Algunos consideran que la definición es arbitraria y confusa. Varios defensores de Plutón como planeta, en particular Alan Stern , jefe de la misión New Horizons de la NASA a Plutón , han hecho circular una petición entre los astrónomos para modificar la definición. La afirmación de Stern es que, dado que menos del 5 por ciento de los astrónomos votaron a favor, la decisión no era representativa de toda la comunidad astronómica. [53] [64] Sin embargo, incluso con esta controversia excluida, quedan varias ambigüedades en la definición.

Limpiando el vecindario

Uno de los principales puntos en discusión es el significado preciso de "limpió el vecindario alrededor de su órbita ". Alan Stern objeta que "es imposible e ideado establecer una línea divisoria entre los planetas enanos y los planetas", [65] y que dado que ni la Tierra, Marte, Júpiter ni Neptuno han limpiado completamente sus regiones de escombros, ninguno podría considerarse adecuadamente planetas según la definición de la IAU . [C]

Los asteroides del Sistema Solar interior; observe los asteroides troyanos (verde), atrapados en la órbita de Júpiter por su gravedad

Mike Brown responde a estas afirmaciones diciendo que, lejos de no haber despejado sus órbitas, los planetas mayores controlan completamente las órbitas de los demás cuerpos dentro de su zona orbital. Júpiter puede coexistir con un gran número de pequeños cuerpos en su órbita (los asteroides troyanos ), pero estos cuerpos sólo existen en la órbita de Júpiter porque están bajo el dominio de la enorme gravedad del planeta. De manera similar, Plutón puede cruzar la órbita de Neptuno, pero Neptuno hace mucho tiempo encerró a Plutón y los objetos que lo acompañan en el cinturón de Kuiper, llamados plutinos , en una resonancia 3:2, es decir, orbitan alrededor del Sol dos veces por cada tres órbitas de Neptuno. Las órbitas de estos objetos están completamente dictadas por la gravedad de Neptuno y, por lo tanto, Neptuno es gravitacionalmente dominante. [63]

En octubre de 2015, el astrónomo Jean-Luc Margot de la Universidad de California en Los Ángeles propuso una métrica para la limpieza de la zona orbital derivada de si un objeto puede limpiar una zona orbital de extensión 2 √ 3 de su radio de Hill en una escala de tiempo específica. Esta métrica sitúa una clara línea divisoria entre los planetas enanos y los planetas del sistema solar. [66] El cálculo se basa en la masa de la estrella anfitriona, la masa del cuerpo y el período orbital del cuerpo. Un cuerpo de masa terrestre que orbita una estrella de masa solar despeja su órbita a distancias de hasta 400 unidades astronómicas de la estrella. Un cuerpo con masa de Marte en la órbita de Plutón despeja su órbita. Esta métrica, que deja a Plutón como un planeta enano, se aplica tanto al Sistema Solar como a los sistemas extrasolares. [66]

Algunos opositores a la definición han afirmado que "limpiar el vecindario" es un concepto ambiguo. Mark Sykes, director del Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, y organizador de la petición, expresó esta opinión a National Public Radio . Cree que la definición no categoriza un planeta por composición o formación, sino, efectivamente, por su ubicación. Él cree que un objeto del tamaño de Marte o más grande más allá de la órbita de Plutón no sería considerado un planeta, porque cree que no tendría tiempo de despejar su órbita. [67]

Brown señala, sin embargo, que si se abandonara el criterio de "limpiar la vecindad", el número de planetas en el Sistema Solar podría aumentar de ocho a más de 50 , con cientos más potencialmente por descubrir. [68]

Equilibrio hidrostático

Proteo , una luna de Neptuno , es irregular, a pesar de ser más grande que las esferoidales Mimas .

La definición de la IAU exige que los planetas sean lo suficientemente grandes como para que su propia gravedad los lleve a un estado de equilibrio hidrostático ; esto significa que alcanzarán una forma redonda y elipsoidal . Hasta cierta masa, un objeto puede tener una forma irregular, pero más allá de ese punto, la gravedad comienza a tirar de un objeto hacia su propio centro de masa hasta que el objeto colapsa formando un elipsoide. (Ninguno de los objetos grandes del Sistema Solar es verdaderamente esférico. Muchos son esferoides , y varios, como las lunas más grandes de Saturno y el planeta enano Haumea , han sido distorsionados aún más hasta convertirse en elipsoides por la rápida rotación o fuerzas de marea , pero aún en equilibrio hidrostático [69] )

Sin embargo, no existe un punto preciso en el que se pueda decir que un objeto ha alcanzado el equilibrio hidrostático. Como señaló Soter en su artículo, "¿cómo podemos cuantificar el grado de redondez que distingue a un planeta? ¿Domina la gravedad en dicho cuerpo si su forma se desvía de la de un esferoide en un 10 por ciento o en un 1 por ciento? La naturaleza no proporciona espacios desocupados entre los planetas redondos". y formas no redondas, por lo que cualquier límite sería una elección arbitraria". [62] Además, el punto en el que la masa de un objeto lo comprime en un elipsoide varía dependiendo de la composición química del objeto. Los objetos hechos de hielo, [d] como Encelado y Miranda, asumen ese estado más fácilmente que los hechos de roca, como Vesta y Palas. [68] La energía térmica, procedente del colapso gravitacional , los impactos , las fuerzas de marea como las resonancias orbitales o la desintegración radiactiva , también influyen en si un objeto será elipsoidal o no; La luna helada de Saturno, Mimas, es elipsoidal (aunque ya no está en equilibrio hidrostático), pero la luna más grande de Neptuno, Proteo , que tiene una composición similar pero más fría debido a su mayor distancia del Sol, es irregular. Además, Jápeto, mucho más grande, es elipsoidal pero no tiene las dimensiones esperadas para su velocidad de rotación actual, lo que indica que alguna vez estuvo en equilibrio hidrostático pero ya no lo está, [70] y lo mismo ocurre con la luna de la Tierra. [71] [72] Incluso Mercurio, universalmente considerado como un planeta, no está en equilibrio hidrostático. [73] Por lo tanto, la definición de la IAU no es tomada literalmente ni siquiera por la IAU, ya que incluye a Mercurio como planeta; en la práctica, su requisito de equilibrio hidrostático se ignora en favor de un requisito de redondez. [74]

Planetas y lunas dobles.

Una imagen telescópica de Plutón y Caronte.

La definición excluye específicamente a los satélites de la categoría de planeta enano, aunque no define directamente el término "satélite". [55] En el borrador de propuesta original, se hizo una excepción para Plutón y su satélite más grande, Caronte , que poseen un baricentro fuera del volumen de ambos cuerpos. La propuesta inicial clasificaba a Plutón-Caronte como un planeta doble, con los dos objetos orbitando alrededor del Sol en tándem. Sin embargo, el borrador final dejó claro que, aunque son similares en tamaño relativo, sólo Plutón sería clasificado actualmente como planeta enano. [55]

Un diagrama que ilustra la coórbita de la Luna con la Tierra.

Sin embargo, algunos han sugerido que la Luna merece ser llamada planeta. En 1975, Isaac Asimov observó que la sincronización de la órbita de la Luna va en conjunto con la propia órbita de la Tierra alrededor del Sol: mirando hacia la eclíptica , la Luna en realidad nunca regresa sobre sí misma y, en esencia, orbita alrededor del Sol en su propia órbita. bien. [75]

Además, muchas lunas, incluso aquellas que no orbitan directamente alrededor del Sol, a menudo presentan características en común con los verdaderos planetas. Hay 20 lunas en el Sistema Solar que son lo suficientemente masivas como para haber alcanzado el equilibrio hidrostático (las llamadas lunas de masa planetaria ); Se considerarían planetas si solo se consideraran los parámetros físicos. Tanto Ganímedes , la luna de Júpiter, como Titán , la luna de Saturno , son más grandes que Mercurio, y Titán incluso tiene una atmósfera sustancial, más espesa que la de la Tierra. Lunas como Io y Tritón demuestran una actividad geológica obvia y continua, y Ganímedes tiene un campo magnético . Así como las estrellas en órbita alrededor de otras estrellas todavía se denominan estrellas, algunos astrónomos sostienen que los objetos en órbita alrededor de planetas que comparten todas sus características también podrían llamarse planetas. [76] [77] [78] De hecho, Mike Brown hace precisamente esa afirmación en su disección del tema, diciendo: [63]

Es difícil argumentar de manera coherente que una bola de hielo de 400 kilómetros debería contarse como un planeta porque podría tener una geología interesante, mientras que un satélite de 5.000 kilómetros con una atmósfera masiva, lagos de metano y tormentas dramáticas [Titán] no debería ser puesto en órbita. la misma categoría, como quiera que la llames.

Sin embargo, continúa diciendo que "para la mayoría de la gente, considerar 'planetas' a los satélites redondos (incluida nuestra Luna) viola la idea de lo que es un planeta". [63]

Alan Stern ha argumentado que la ubicación no debería importar y que sólo se deberían tener en cuenta los atributos geofísicos en la definición de un planeta, y propone el término planeta satélite para las lunas de masa planetaria . [79]

Planetas extrasolares y enanas marrones

El descubrimiento desde 1992 de planetas extrasolares u objetos del tamaño de planetas alrededor de otras estrellas (5.606 de estos planetas en 4.136 sistemas planetarios, incluidos 889 sistemas planetarios múltiples al 1 de febrero de 2024), [80] ha ampliado el debate sobre la naturaleza del planeta en formas inesperadas. maneras. Muchos de estos planetas son de tamaño considerable, acercándose a la masa de estrellas pequeñas, mientras que muchas enanas marrones recientemente descubiertas son, por el contrario, lo suficientemente pequeñas como para ser consideradas planetas. [81] La diferencia material entre una estrella de baja masa y un gran gigante gaseoso no está clara; Aparte del tamaño y la temperatura relativa, hay poco que separe a un gigante gaseoso como Júpiter de su estrella anfitriona. Ambos tienen composiciones generales similares: hidrógeno y helio , con trazas de elementos más pesados ​​en sus atmósferas . La diferencia generalmente aceptada es de formación; Se dice que las estrellas se formaron "de arriba hacia abajo", a partir de los gases de una nebulosa cuando sufrieron un colapso gravitacional y, por lo tanto, estarían compuestas casi en su totalidad de hidrógeno y helio, mientras que se dice que los planetas se formaron "de abajo hacia arriba". ", debido a la acumulación de polvo y gas en órbita alrededor de la joven estrella, por lo que debería tener núcleos de silicatos o hielo. [82] Hasta el momento no está claro si los gigantes gaseosos poseen tales núcleos, aunque la misión Juno a Júpiter podría resolver el problema. Si es realmente posible que un gigante gaseoso pueda formarse como lo hace una estrella, entonces surge la pregunta de si tal objeto debería considerarse una estrella de baja masa en órbita en lugar de un planeta.

La enana marrón Gliese 229B en órbita alrededor de su estrella

Tradicionalmente, la característica definitoria de la condición de estrella ha sido la capacidad de un objeto para fusionar hidrógeno en su núcleo. Sin embargo, estrellas como las enanas marrones siempre han desafiado esa distinción. Demasiado pequeños para comenzar una fusión sostenida de hidrógeno-1, se les ha otorgado el estatus de estrella por su capacidad para fusionar deuterio . Sin embargo, debido a la relativa rareza de ese isótopo , este proceso dura sólo una pequeña fracción de la vida de la estrella y, por lo tanto, la mayoría de las enanas marrones habrían dejado de fusionarse mucho antes de su descubrimiento. [83] Las estrellas binarias y otras formaciones de estrellas múltiples son comunes, y muchas enanas marrones orbitan otras estrellas. Por tanto, al no producir energía mediante fusión, podrían describirse como planetas. De hecho, el astrónomo Adam Burrows de la Universidad de Arizona afirma que "desde la perspectiva teórica, por diferentes que sean sus modos de formación, los planetas gigantes extrasolares y las enanas marrones son esencialmente iguales". [84] Burrows también afirma que restos estelares como las enanas blancas no deberían considerarse estrellas, [85] una postura que significaría que una enana blanca en órbita , como Sirio B , podría considerarse un planeta. Sin embargo, la convención actual entre los astrónomos es que cualquier objeto lo suficientemente masivo como para haber poseído la capacidad de sostener la fusión atómica durante su vida y que no sea un agujero negro debe considerarse una estrella. [86]

La confusión no termina con las enanas marrones. María Rosa Zapatero Osorio et al. Han descubierto muchos objetos en cúmulos de estrellas jóvenes con masas inferiores a las necesarias para sostener cualquier tipo de fusión (actualmente calculada en aproximadamente 13 masas de Júpiter). [87] Estos han sido descritos como " planetas flotantes libres " porque las teorías actuales sobre la formación del Sistema Solar sugieren que los planetas pueden ser expulsados ​​de sus sistemas estelares por completo si sus órbitas se vuelven inestables. [88] Sin embargo, también es posible que estos "planetas flotantes libres" se hayan formado de la misma manera que las estrellas. [89]

La solitaria Cha 110913-773444 (centro), una posible enana submarrón , a escala contra el Sol (izquierda) y el planeta Júpiter (derecha).

En 2003, un grupo de trabajo de la IAU publicó una declaración de posición [90] para establecer una definición práctica de lo que constituye un planeta extrasolar y lo que constituye una enana marrón. Hasta la fecha, sigue siendo la única orientación ofrecida por la IAU sobre este tema. El comité de definición de planetas de 2006 no intentó cuestionarlo ni incorporarlo a su definición, alegando que la cuestión de definir un planeta ya era difícil de resolver sin considerar también los planetas extrasolares. [91] Esta definición de trabajo fue modificada por la Comisión F2 de la IAU: Exoplanetas y el Sistema Solar en agosto de 2018. [92] La definición de trabajo oficial de un exoplaneta ahora es la siguiente:

La IAU señaló que se podría esperar que esta definición evolucione a medida que mejore el conocimiento.

CHXR 73 b, un objeto que se encuentra en el límite entre el planeta y la enana marrón

Esta definición hace que la ubicación, más que la formación o la composición, sea la característica determinante de la existencia de un planeta. Un objeto que flota libremente con una masa inferior a 13 masas de Júpiter es una "enana submarrón", mientras que un objeto de este tipo en órbita alrededor de una estrella en fusión es un planeta, incluso si, en todos los demás aspectos, los dos objetos pueden ser idénticos. Además, en 2010, un artículo publicado por Burrows, David S. Spiegel y John A. Milsom cuestionó el criterio de masa de 13 Júpiter, mostrando que una enana marrón de tres veces la metalicidad solar podría fusionar deuterio en tan solo 11 Júpiter. masas. [93]

Además, el límite de masa de 13 Júpiter no tiene un significado físico preciso. La fusión de deuterio puede ocurrir en algunos objetos con masa por debajo de ese límite. La cantidad de deuterio fusionado depende hasta cierto punto de la composición del objeto. [93] A partir de 2011, la Enciclopedia de Planetas Extrasolares incluía objetos de hasta 25 masas de Júpiter y decía: "El hecho de que no haya ninguna característica especial alrededor de 13  M Jup en el espectro de masas observado refuerza la elección de olvidar este límite de masa". [94] A partir de 2016, este límite se incrementó a 60 masas de Júpiter [95] según un estudio de las relaciones masa-densidad. [96] El Exoplanet Data Explorer incluye objetos de hasta 24 masas de Júpiter con el aviso: "La distinción de 13 masas de Júpiter realizada por el Grupo de Trabajo de la IAU no tiene motivación física para los planetas con núcleos rocosos y es problemática desde el punto de vista observacional debido al pecado y la ambigüedad ". [97] El Archivo de Exoplanetas de la NASA incluye objetos con una masa (o masa mínima) igual o inferior a 30 masas de Júpiter. [98]

Otro criterio para separar planetas y enanas marrones, en lugar de la quema de deuterio, el proceso de formación o la ubicación, es si la presión del núcleo está dominada por la presión de Coulomb o la presión de degeneración de electrones . [99] [100]

Un estudio sugiere que los objetos por encima de 10  M Jup se formaron debido a la inestabilidad gravitacional y no a la acreción del núcleo y, por lo tanto, no deberían considerarse planetas. [101]

Un estudio de 2016 no muestra ninguna diferencia notable entre los gigantes gaseosos y las enanas marrones en las tendencias de masa-radio: desde aproximadamente una masa de Saturno hasta aproximadamente 0,080 ± 0,008  M ☉ (el inicio de la quema de hidrógeno), el radio se mantiene aproximadamente constante a medida que aumenta la masa, y no es obvio. La diferencia se produce al pasar 13  MJ . Según esta medida, las enanas marrones se parecen más a planetas que a estrellas. [102]

Objetos estelares de masa planetaria

La ambigüedad inherente a la definición de la IAU se puso de relieve en diciembre de 2005, cuando el Telescopio Espacial Spitzer observó Cha 110913-773444 (arriba), sólo ocho veces la masa de Júpiter y lo que parecen ser los inicios de su propio sistema planetario . Si este objeto se hubiera encontrado en órbita alrededor de otra estrella, se le habría denominado planeta. [103]

En septiembre de 2006, el Telescopio Espacial Hubble tomó imágenes de CHXR 73 b (izquierda), un objeto que orbita alrededor de una joven estrella compañera a una distancia de aproximadamente 200 AU. Con 12 masas jovianas, CHXR 73 b está justo por debajo del umbral de fusión de deuterio y, por lo tanto, técnicamente es un planeta; sin embargo, su gran distancia de su estrella madre sugiere que no podría haberse formado dentro del disco protoplanetario de la pequeña estrella y, por lo tanto, debe haberse formado, como lo hacen las estrellas, a partir de un colapso gravitacional. [104]

En 2012, Philippe Delorme, del Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble en Francia anunció el descubrimiento de CFBDSIR 2149-0403 ; un objeto de 4 a 7 masas de Júpiter que se mueve de forma independiente y que probablemente forma parte del grupo en movimiento AB Doradus , a menos de 100 años luz de la Tierra. Aunque comparte su espectro con una enana marrón de clase espectral T , Delorme especula que puede tratarse de un planeta. [105]

En octubre de 2013, los astrónomos dirigidos por el Dr. Michael Liu de la Universidad de Hawaii descubrieron PSO J318.5-22 , una enana L solitaria que flota libremente y se estima que posee sólo 6,5 veces la masa de Júpiter, lo que la convierte en la submarrón menos masiva. enano aún descubierto. [106]

En 2019, los astrónomos del Observatorio de Calar Alto en España identificaron GJ3512b, un gigante gaseoso de aproximadamente la mitad de la masa de Júpiter que orbita alrededor de la estrella enana roja GJ3512 en 204 días. Es muy poco probable que un gigante gaseoso tan grande alrededor de una estrella tan pequeña en una órbita tan amplia se haya formado por acreción, y es más probable que se haya formado por fragmentación del disco, similar a una estrella. [107]

Semántica

Finalmente, desde un punto de vista puramente lingüístico, existe la dicotomía que creó la IAU entre 'planeta' y 'planeta enano'. Podría decirse que el término "planeta enano" contiene dos palabras, un sustantivo (planeta) y un adjetivo (enano). Por lo tanto, el término podría sugerir que un planeta enano es un tipo de planeta, aunque la IAU define explícitamente un planeta enano como si no lo fuera. Por lo tanto, según esta formulación, es mejor considerar "planeta enano" y " planeta menor " como sustantivos compuestos . Benjamin Zimmer de Language Log resumió la confusión: "El hecho de que a la IAU le gustaría que pensáramos en los planetas enanos como distintos de los planetas 'reales' agrupa el elemento léxico 'planeta enano' con rarezas como ' conejo galés ' (en realidad no un conejo) y ' ostras de las Montañas Rocosas ' (no realmente ostras)". [108] Como señaló Dava Sobel , el historiador y escritor de divulgación científica que participó en la decisión inicial de la IAU en octubre de 2006, en una entrevista con la Radio Pública Nacional , "Un planeta enano no es un planeta, y en astronomía, hay estrellas enanas". , que son estrellas, y galaxias enanas, que son galaxias, por lo que es un término que nadie puede amar, planeta enano". [109] Mike Brown señaló en una entrevista con el Smithsonian que "la mayoría de las personas en el campo dinámico realmente no querían la palabra 'planeta enano', pero eso fue forzado por el campo pro-Plutón. Así que te quedas con este ridículo bagaje de que los planetas enanos no son planetas". [110]

Por el contrario, el astrónomo Robert Cumming, del Observatorio de Estocolmo, señala que "el nombre 'planeta menor' [ha] sido más o menos sinónimo de 'asteroide' durante mucho tiempo. Así que me parece bastante descabellado quejarse de cualquier ambigüedad o riesgo de confusión con la introducción de 'planeta enano'." [108]

Ver también

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Notas

  1. ^ Definida como la región ocupada por dos cuerpos cuyas órbitas cruzan una distancia común del Sol, si sus períodos orbitales difieren menos de un orden de magnitud. En otras palabras, si dos cuerpos ocupan la misma distancia del Sol en un punto de sus órbitas, y esas órbitas son de tamaño similar, en lugar de, como sería el caso de un cometa , extenderse varias veces la distancia del otro, entonces están en la misma zona orbital. [111]
  2. ^ En 2002, en colaboración con el dinamista Harold Levison, Stern escribió: "definimos un superplaneta como un cuerpo planetario en órbita alrededor de una estrella que es lo suficientemente importante dinámicamente como para haber limpiado sus planetesimales vecinos... Y definimos un unterplaneta como uno que no ha podido hacerlo", y luego, unos párrafos más adelante, "nuestro Sistema Solar contiene claramente 8 superplanetas y un número mucho mayor de unterplanetas, los mayores de los cuales son Plutón y Ceres ". [112] Si bien esto puede parecer contradecir las objeciones de Stern, Stern señaló en una entrevista con Smithsonian Air and Space que, a diferencia de la definición de la IAU, su definición todavía permite que los unterplanetas sean planetas: "Creo que desde un punto de vista dinámico, hay planetas que realmente importan en la arquitectura del sistema solar, y los que no. Ambos son planetas. Así como puedes tener planetas húmedos y secos, o planetas con o sin vida, puedes tener dinámicamente planetas importantes y planetas dinámicamente sin importancia". [110]
  3. ^ La densidad de un objeto es una guía aproximada de su composición: cuanto menor es la densidad, mayor es la fracción de hielo y menor es la fracción de roca. Los objetos más densos, Vesta y Juno, están compuestos casi en su totalidad de roca con muy poco hielo y tienen una densidad cercana a la de la Luna , mientras que los menos densos, como Proteo y Encelado, están compuestos principalmente de hielo. [113] [114]

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Bibliografía y enlaces externos