La Unión Internacional de Ciencias Geológicas (IUGS) es el organismo reconocido internacionalmente encargado de fomentar acuerdos sobre nomenclatura y clasificación en todas las disciplinas geocientíficas. Sin embargo, todavía tienen que crear una definición formal del término " planeta ". [1] Como resultado, existen varias definiciones geofísicas en uso entre geofísicos profesionales, científicos planetarios y otros profesionales de las geociencias. Muchos profesionales optan por utilizar una de varias de estas definiciones geofísicas en lugar de la definición votada por la Unión Astronómica Internacional , que es el organismo rector que los astrónomos reconocen cuando se trata de nomenclatura.
Algunos geocientíficos se adhieren a la definición formal de planeta propuesta por la Unión Astronómica Internacional (IAU) en agosto de 2006. [2] Según la definición de planeta de la IAU , un planeta es un cuerpo astronómico que orbita alrededor del Sol y que es lo suficientemente masivo como para ser redondeado por su propia gravedad , y ha despejado el vecindario alrededor de su órbita . [3]
Otra definición geofísica ampliamente aceptada de planeta incluye la propuesta por los científicos planetarios Alan Stern y Harold Levison en 2002. La pareja propuso las siguientes reglas para determinar si un objeto en el espacio satisface la definición de cuerpo planetario. [4]
Un cuerpo planetario se define como cualquier cuerpo en el espacio que satisface los siguientes criterios comprobables de límites superior e inferior sobre su masa: Si está aislado de perturbaciones externas (por ejemplo, dinámicas y térmicas), el cuerpo debe:
- Tener una masa lo suficientemente baja como para que en ningún momento (pasado o presente) pueda generar energía en su interior debido a alguna reacción en cadena de fusión nuclear autosostenida (de lo contrario sería una enana marrón o una estrella ). Y también,
- Ser lo suficientemente grande como para que su forma quede determinada principalmente por la gravedad en lugar de la fuerza mecánica u otros factores (por ejemplo, tensión superficial, velocidad de rotación) en menos de un tiempo de Hubble , de modo que el cuerpo en esta escala de tiempo o menos alcance un estado de equilibrio hidrostático en su interior.
Explican su razonamiento señalando que esta definición delinea más claramente las etapas evolutivas y las características primarias de los planetas. Específicamente, afirman que el sello distintivo de la condición de planeta es "el comportamiento colectivo de la masa del cuerpo para superar la fuerza mecánica y fluir hacia un elipsoide de equilibrio cuya forma está dominada por su propia gravedad" y que la definición permite "un período temprano durante el cual "Es posible que la gravedad aún no se haya manifestado plenamente como la fuerza dominante".
Subclasificaron los cuerpos planetarios como,
Además, existen importantes categorías dinámicas:
Una recopilación de 2018 de la definición anterior definió a todos los cuerpos planetarios como planetas. Estaba redactado para una audiencia más general y pretendía ser una alternativa a la definición de planeta de la IAU . Observó que los científicos planetarios consideran que una definición diferente de "planeta" es más útil para su campo, del mismo modo que diferentes campos definen "metal" de manera diferente. Para ellos, un planeta es: [5]
un cuerpo de masa subestelar que nunca ha sufrido una fusión nuclear y que tiene suficiente gravitación para ser redondo debido al equilibrio hidrostático, independientemente de sus parámetros orbitales.
Se pueden encontrar algunas variaciones en la forma en que los científicos planetarios clasifican los objetos límite, como los asteroides Palas y Vesta . Estos dos son probablemente protoplanetas supervivientes y son más grandes que algunos objetos claramente elipsoidales, pero actualmente no son muy redondos (aunque Vesta probablemente lo fue en el pasado). Algunas definiciones los incluyen, [6] mientras que otras no. [7]
En 2009, Jean-Luc Margot (que propuso un criterio matemático para limpiar el vecindario) y Levison sugirieron que la "redondez" debería referirse a los cuerpos cuyas fuerzas gravitacionales exceden su fuerza material, y que los cuerpos redondos podrían denominarse "mundos". Observaron que tal clasificación geofísica era sólida y no estaba necesariamente en conflicto con la concepción dinámica de un planeta: para ellos, "planeta" se define dinámicamente y es un subconjunto de "mundo" (que también incluye planetas enanos, lunas redondas y flotadores libres). Sin embargo, señalaron que una taxonomía basada en la redondez es muy problemática porque la redondez rara vez es directamente observable, es un continuo, y su representación en función del tamaño o la masa conduce a inconsistencias porque la resistencia del material planetario depende de la temperatura, la composición y las proporciones de mezcla. . Por ejemplo, la helada Mimas es redonda con un diámetro de 396 kilómetros (246 millas), pero la rocosa Vesta no tiene un diámetro de 525 kilómetros (326 millas). [8] (Y a temperaturas mucho más bajas, la helada Salacia en el cinturón de Kuiper podría no haberse colapsado gravitacionalmente por completo incluso con un diámetro de 850 kilómetros (530 millas). [9] Por lo tanto, afirmaron que se podría tolerar cierta incertidumbre al clasificar un objeto. como mundo, mientras que su clasificación dinámica podría determinarse simplemente a partir de la masa y el período orbital. [8]
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El número de planetas geofísicos del Sistema Solar no se puede enumerar objetivamente, ya que depende de la definición precisa y del conocimiento detallado de una serie de cuerpos mal observados, y hay algunos casos límite. En el momento de la definición de la IAU en 2006, se pensaba que el límite en el que era probable que los cuerpos astronómicos helados estuvieran en equilibrio hidrostático era de alrededor de 400 kilómetros (250 millas) de diámetro, lo que sugería que había una gran cantidad de planetas enanos en el cinturón de Kuiper y el disco disperso . [10] Sin embargo, en 2010 se sabía que las lunas heladas de hasta 1.500 kilómetros (930 millas) de diámetro (por ejemplo, Jápeto ) no están en equilibrio. Jápeto es redondo, pero demasiado achatado para su giro actual: tiene una forma de equilibrio para un período de rotación de 16 horas, no su giro real de 79 días. [11] Esto podría deberse a que la forma de Jápeto quedó congelada por la formación de una corteza gruesa poco después de su formación, mientras que su rotación continuó ralentizándose después debido a la disipación de las mareas , hasta que quedó bloqueada por las mareas . [12] La mayoría de las definiciones geofísicas enumeran tales cuerpos de todos modos. [4] [5] [6] (De hecho, este ya es el caso con la definición de la IAU; ahora se sabe que Mercurio no está en equilibrio hidrostático, pero de todos modos se lo considera universalmente un planeta.) [13]
En 2019, Grundy et al. argumentó que los objetos transneptunianos de hasta 900 a 1000 kilómetros (560 a 620 millas) de diámetro (por ejemplo, (55637) 2002 UX 25 y Gǃkúnǁʼhòmdímà ) nunca han comprimido su porosidad interna, [9] [14] y, por lo tanto, no son planetarios. cuerpos. En 2023, Emery et al. defendió un umbral similar para la evolución química en la región transneptuniana. [15] Un umbral tan alto sugiere que como máximo ocho objetos transneptunianos conocidos podrían ser planetas geofísicos: Plutón, Eris , Haumea , Makemake , Gonggong , Caronte , Quaoar y Sedna superan el umbral de 900 kilómetros (560 millas). [15]
Los cuerpos generalmente aceptados como planetas geofísicos incluyen los ocho planetas principales:
ocho planetas enanos que los geofísicos generalmente coinciden en que son planetas:
y diecinueve lunas de masa planetaria :
la lunaA veces se incluyen algunos otros objetos en los límites, como los asteroides Palas, Vesta e Higía (más grandes que Mimas, pero se nota que Palas y Vesta no son redondos); Proteo, la segunda luna más grande de Neptuno (más grande que Mimas, pero aún no redonda); o algunos otros objetos transneptunianos como Orcus y Salacia que podrían o no ser planetas enanos. [6]
Un examen de las imágenes de naves espaciales sugiere que el umbral en el que un objeto es lo suficientemente grande como para ser rodeado por la autogravedad (ya sea debido a fuerzas puramente gravitacionales, como en el caso de Plutón y Titán , o aumentada por el calentamiento de las mareas, como en Io y Europa ) es aproximadamente el umbral de actividad geológica. [16] Sin embargo, hay excepciones como Calisto y Mimas , que tienen formas de equilibrio (histórico en el caso de Mimas) pero no muestran signos de actividad geológica endógena pasada o presente, [17] [18] y Encelado , que es geológicamente activo debido al calentamiento de las mareas, pero aparentemente no se encuentra actualmente en equilibrio. [11]
Algunas definiciones geofísicas son las mismas que la definición de la IAU, mientras que otras definiciones geofísicas tienden a ser más o menos equivalentes a la segunda cláusula de la definición de planeta de la IAU.
La definición de Stern de 2018, pero no su definición de 2002, excluye la primera cláusula de la definición de la IAU (que un planeta esté en órbita alrededor de una estrella) y la tercera cláusula (que un planeta haya despejado el vecindario alrededor de su órbita). Por tanto, cuenta como planetas los planetas enanos y las lunas de masa planetaria .
Actualmente, la IAU reconoce o nombra cinco cuerpos como planetas enanos: Ceres , Plutón (el planeta enano con el mayor radio conocido), [19] Eris (el planeta enano con la mayor masa conocida), [20] Haumea y Makemake , aunque no se ha demostrado que los tres últimos sean planetas enanos. [21] Los astrónomos normalmente incluyen estos cinco, así como cuatro más: Quaoar , Sedna , Orcus y Gonggong .
Muchos críticos de la decisión de la IAU se centraron específicamente en mantener a Plutón como planeta y no estaban interesados en debatir o discutir cómo debería definirse el término "planeta" en geociencia. [22] [23] Una petición inicial que rechazaba la definición de IAU atrajo más de 300 firmas, aunque no todos estos críticos apoyaron una definición alternativa. [24] [25] [26]
Otros críticos discreparon con la definición misma y desearon crear definiciones alternativas que pudieran usarse en diferentes disciplinas.
La definición geofísica de planeta propuesta por Stern y Levinson es una alternativa a la definición de la IAU de lo que es y no es un planeta y pretende ser la definición geofísica, mientras que la definición de la IAU, argumentan, está destinada más a los astrónomos. . No obstante, algunos geólogos favorecen la definición de la IAU. [2] [27] [28] [5] Los defensores de la definición geofísica de Stern y Levinson han demostrado que tales concepciones de lo que es un planeta han sido utilizadas por los científicos planetarios durante décadas y continuaron después de que se estableció la definición de la IAU, y que los asteroides Se han considerado habitualmente planetas "menores", aunque su uso varía considerablemente. [29] [30]
Se han utilizado definiciones geofísicas para definir exoplanetas. La definición de la IAU de 2006 no aborda deliberadamente la complicación de los exoplanetas, aunque en 2003 la IAU declaró que "la masa mínima requerida para que un objeto extrasolar sea considerado un planeta debe ser la misma que la utilizada en el Sistema Solar". [31] Si bien algunas definiciones geofísicas que difieren de la definición de la IAU se aplican, en teoría, a exoplanetas y planetas rebeldes , [28] no se han utilizado en la práctica debido a la ignorancia de las propiedades geofísicas de la mayoría de los exoplanetas. Las definiciones geofísicas normalmente excluyen los objetos que alguna vez han sufrido una fusión nuclear y, por lo tanto, pueden excluir los objetos de mayor masa incluidos en los catálogos de exoplanetas, así como los objetos de menor masa. La Extrasolar Planets Encyclopaedia , Exoplanet Data Explorer y NASA Exoplanet Archive incluyen objetos significativamente más masivos que el umbral de masa teórico de 13 Júpiter en el que se cree que se sustenta la fusión de deuterio, [32] por razones que incluyen: incertidumbres sobre cómo se aplicaría este límite a un cuerpo con un núcleo rocoso, incertidumbres en las masas de los exoplanetas y debate sobre si la fusión de deuterio o el mecanismo de formación es el criterio más apropiado para distinguir un planeta de una estrella. Estas incertidumbres se aplican igualmente a la concepción de planeta de la IAU. [33] [34] [35]
Tanto la definición de la IAU como las definiciones geofísicas que difieren de ella consideran la forma del objeto, teniendo en cuenta el equilibrio hidrostático . Determinar la redondez de un cuerpo requiere mediciones a través de múltiples cuerdas (e incluso eso no es suficiente para determinar si realmente está en equilibrio), pero las técnicas de detección de exoplanetas sólo proporcionan la masa del planeta, la relación entre su área de sección transversal y la del cuerpo. estrella anfitriona, o su brillo relativo. Un pequeño exoplaneta, Kepler-1520b , tiene una masa de menos de 0,02 veces la de la Tierra, y la analogía con los objetos dentro del Sistema Solar sugiere que esto puede no ser suficiente para que un cuerpo rocoso sea un planeta. Otro, WD 1145+017 b , tiene solo 0,0007 masas terrestres, mientras que SDSS J1228+1040 b puede tener un tamaño de solo 0,01 radios terrestres, muy por debajo del límite superior de equilibrio para cuerpos helados en el Sistema Solar. (Ver Lista de exoplanetas más pequeños ).
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