La sonda New Horizons salió de Cabo Cañaveral en el año 2006. Entre sus objetivos, realizar un sobrevuelo sobre Plutón, el último de los planetas del sistema solar que quedaba por ser estudiado desde cerca. Cuando la New Horizons llegó a su destino, en 2015, Plutón ya había dejado de considerarse un planeta.

Durante estos años, la Unión Astronómica Internacional cambió la definición de planeta, con lo que Plutón perdió esa consideración y pasó a calificarse como planeta enano. Los planetas del sistema solar pasaron de 9 a 8. Pero, ¿cuál es la razón de este cambio?

Descubrimiento de Plutón.

Plutón fue descubierto gracias a los trabajos de varios astrónomos que buscaban resolver inconsistencias en las órbitas planetarias. El primer planeta en ser descubierto de esta manera fue Neptuno, que fue descubierto por Urbain Le Verrier. Le Verrier dedujo que debería existir un planeta más allá de Urano, puesto que la órbita de este planeta no encajaba del todo con la predicha por las leyes de Newton.

Y en efecto, ese planeta existía y se fue llamado Neptuno. El descubrimiento de este nuevo planeta pareció solucionar el problema de la órbita de Urano. Pero fue algo temporal. Observaciones más detalladas indicaban que la existencia de Neptuno no bastaba para explicar el problema con la órbita de Urano. A principios del siglo XX, Percival Lowell (el mismo que descubrió los canales de Marte) inició una búsqueda exhaustiva de la nueva pieza que faltaba en el puzzle. Murió antes de encontrarla, pero dejó numerosas fotos del cielo como resultado de sus trabajos.

Aquí entra en juego Clyde Tombaugh, un joven astrónomo del observatorio Lowell. Continuó el trabajo de su antecesor y usando una máquina de la época que le permitía comparar de forma más sencilla las fotos previas, acabó por descubrir un objeto que describía una órbita por la zona donde debía estar el planeta buscado. Se había descubierto Plutón (Al que se le puso este nombre y no el de otro dios mitológico por las iniciales de Percival Lowell: PL)

El problema del tamaño

Con el descubrimiento del planeta, todo parecía solucionado. Se le supuso una masa y tamaño similar a la de nuestro planeta Tierra, la necesaria para explicar las perturbaciones en las órbitas de Neptuno y Urano. Las piezas encajaban y el misterio estaba resuelto. Pero en astrofísica las cosas rara vez son así de sencillas.

Según se iban mejorando las capacidades de medición y cálculo se fue comprobando que Plutón no podía ser el responsable de las perturbaciones de la órbitas de los planetas exteriores. No solo eso, sino que resultó ser mucho más pequeño de lo pensado. De una masa similar a la Tierra, ahora sabemos que su masa es apenas un 1% de la terrestre.

Recordemos que a Plutón se le consideró un planeta porque se pensó que era el planeta que faltaba para explicar el movimiento orbital del resto de planetas del sistema solar. Pero no era así. De todas formas se le siguió considerando un planeta más por costumbre. Hasta que llegó un nuevo cuerpo en discordia …

Eris, la diosa de la discordia

Durante finales del siglo XX y principios del actual los avances en telescopios permitieron detectar muchos cuerpos más allá de la órbita de Neptuno, a los que se llamó transneptunianos. Plutón sería uno de ellos, y a pesar de su pequeño tamaño para ser un planeta, seguía siendo más grande que el resto de cuerpos de su región.

Pero en 2006 se descubrió un cuerpo de un tamaño casi idéntico al de Plutón. Y aquí empezaron las discusiones entre los astrónomos. ¿Consideramos que este cuerpo también es un planeta? A fin de cuentas, tiene un tamaño similar al de Plutón, por lo que si este lo es, el nuevo cuerpo también debería serlo. ¿O lo dejamos como un objeto no planetario? ¿Qué hacer? ¿Y si se llega a descubrir más cuerpos similares? ¿Acabamos con 20, 30 o 40 planetas?

A este cuerpo se le llamó Eris (o Éride), en honor a la diosa griega de la discordia. Y su descubrimiento llevó a la Unión Astronómica Internacional (UAI) a cambiar la definición de planeta. Esta nueva definición es la que provocó que Plutón pasara a considerarse un planeta enano y no un planeta de primera clase.

La definición actual de planeta

La UAI estableció las siguientes condiciones que un cuerpo estelar debía cumplir para ser considerado planeta:

Es un cuerpo que gira alrededor de una estrella
De momento, esto no deja fuera a Plutón.

Está en equilibrio hidrostático
Esto es una manera técnica de decir que tiene una forma esférica o cuasi-esférica estable. Plutón sigue siendo un planeta con esta definición.

No es capaz de causar reacciones de fusión termonuclear
Con esto quitamos la consideración de planeta a pequeñas estrellas que girasen alrededor de otras estrellas

Posee dominancia orbital
Y aquí viene la definición clave. Por dominancia orbital se entiende que el resto de cuerpos celestes que se encuentran en su órbita están bajo su influencia gravitoria. Este criterio es el que deja fuera a Plutón, ya que comparte órbita con otros cuerpos transneptunianos. Esta existencia de otros cuerpos en la misma órbita que no son satélites de Plutón es lo que le dejó sin su calificación de planeta.

A cuerpos como Plutón se les conoce como “planetas enanos”. Otro planeta enano bastante conocido es Ceres, el cuerpo de mayor tamaño del cinturón de asteroides. Al no tener dominancia orbital se le considera también planeta enano. (Como anécdota comentar que la serie del canal SyFy “The Expanse” transcurre en una colonia minera en Ceres)

A día de hoy se conocen otros planetas enanos, aparte de Plutón, Eris y Ceres. Como los astrónomos ya van algo cortos de nombres de la mitología grecolatina, se les llamó Makemake (un dios de los Rapanui) y Haumea (un dios hawaiano). Con estos serían 13 los cuerpos celestes que han sido clasificados bien como planeta bien como planeta enano.

¿Y que pasó con la órbita de Urano?

Es posible que te estés preguntando ¿y al final que pasó con la desviación en la órbita de Urano? La que llevó a Percival Lowell a buscar un nuevo planeta. Pues que resulta que tal desviación no existía. Cuando las sondas Voyager exploraron el sistema solar exterior pudieron medir en más detalle la masa de los gigantes gaseosos. Y con estos nuevos datos de masa, las órbitas cuadraron. No existe ningún planeta más, todo fue un error de cálculo. ¿O sí existe un último planeta?

Y es que resulta que muchos de cuerpos transneptunianos también tiene una órbita muy excéntrica, que no puede ser explicada de ninguna manera. Debido al tamaño que se le presupone a este planeta, se trataría de un planeta del tamaño adecuado. De momento se le conoce como Planeta Nueve, aunque su existencia sigue siendo una mera especulación. Especulación como las que llevaron al descubrimiento de Urano y Plutón.

La conclusión de toda esta historia es que los astrónomos no le quitaron la categoría de planeta a Plutón, sino que más bien pensaron que habían descubierto algo que en realidad no existía (la causa de la perturbación en Urano). Y al final, como siempre pasa en la exploración del sistema solar, la realidad es mucho más compleja de lo que vemos con nuestros primitivos instrumentos.

Todas las fotos han sido obtenidas de la Wikipedia y son de libre uso.

Los exoplanetas o planetas extrasolares son planetas situados fuera de nuestro sistema solar. Hasta no hace mucho la localización de un planeta así era una tarea casi imposible. Ahora es algo bastante más sencillo y desde el lanzamiento de misiones como el telescopio espacial Kepler, puesto en órbita en 2009, son más de 3600 los exoplanetas conocidos.

Pero, ¿cómo se detectan los exoplanetas?

Lo primero es saber que casi ningún exoplaneta detectado ha sido observado de forma directa. Por desgracia nuestros telescopios actuales no tienen la potencia suficiente. Son muy pocos los planetas detectados de esta forma (En la imagen, 51 Eridiani b, a 100 años luz de nosotros y detectado de forma directa) A nuestra limitada capacidad tecnológica se suma que los planetas no emiten luz propia,  con lo que resulta bastante complicado verlos “a simple vista”

Así que la mayoría de veces tenemos que usar métodos indirectos. Lo que se suele hacer es analizar la luz que nos llega desde una estrella. Buscando anomalías podemos encontrar evidencias que nos indiquen que dicha estrella posee algún planeta. Son métodos indirectos porque no podemos tener una certeza absoluta de que la anomalía esté causada por un planeta.

De hecho, si leemos los artículos científicos que hablan del descubrimiento de un exoplaneta veremos que no se les suele calificar así, sino que se suele hablar de “candidato a exoplaneta”. Es decir, se ha detectado un objeto que parece ser un planeta extrasolar, pero podría no serlo. Podría ser una nube de gas, una estrella diminuta o incluso una brutal estación de combate alienígena de tamaño planetario. Pero lo más probable es que sea un planeta.

Hay varios métodos para detectar a un candidato a exoplaneta, pero los principales son dos. Por tránsito y por velocidad radial. Estos dos métodos representan más del 90% de las detecciones de candidatos a exoplanetas.

Método del tránsito.

Este es el método de detección que más resultados ha ofrecido. Es muy sencillo de entender. Desde la Tierra somos capaces de medir la intensidad de la luz que nos proviene de una estrella. Si observamos una estrella con uno o más planetas durante el tiempo suficiente llegará un momento en el que el planeta pasará por delante. En ese momento, se detectará una caída de la intensidad de la luz. Y aquí tenemos a un nuevo candidato detectado.

En la imagen de arriba [Fuente] podemos ver el efecto del transito de varios exoplanetas sobre una estrella, tal y como fueron detectado por el telescopio espacial Kepler.

En función de cuanto se reduce la intensidad luminosa podemos intuir el tamaño del planeta. Un planeta grande tapará más cantidad de luz. También podemos ver el periodo de los tránsitos. Es decir, cada cuanto tiempo da una vuelta alrededor de la estrella correspondiente. Esto nos da una pista de lo alejado que está el planeta de dicha estrella.

Método de la velocidad radial.

Supongo que todos sabemos que los planetas giran alrededor de las estrellas como causa de la fuerza de la gravedad. Esta fuerza de la gravedad es mutua. Es decir, la estrella ejerce una fuerza sobre sus planetas, pero los planetas también ejercen una fuerza sobre la misma. Pero como las estrellas son muchísimos más grandes que los planetas, son estos los que giran alrededor de los astros, y no al revés.

Pero imaginemos ahora un sistema solar en el que la estrella central es más pequeña que nuestro Sol y en el que existen planetas más grandes que Jupiter. La relación de masas ya no es tan dispar. Con lo que los planetas seguirán girando alrededor de la estrella, pero la estrella a su vez tendrá un leve movimiento. Lo que hace la gravedad del planeta es desplazar el centro de masas del conjunto. En la siguiente imagen se observa mejor [Fuente]

Este movimiento produce un efecto conocido como “desviación al rojo” que podemos detectar al analizar la luz que llega a nuestros telescopios. Con esta información podemos calcular el efecto de la gravedad planetaria sobre la estrella y gracias a este efecto calcular la masa de nuestro candidato a exoplaneta.

Uniendo ambos métodos

También podemos intentar usar ambos métodos a la vez. De hecho, cuando se descubre algún planeta extrasolar interesante con alguno de estos dos métodos se suele intentar aplicar el segundo método. ¿Por que? Muy sencillo, con el tránsito obtenemos el tamaño y con la velocidad radial obtenemos la masa. Sabiendo ambos datos, masa y tamaño, podemos obtener la densidad.

Y teniendo la densidad podemos deducir más detalles. Uno de los más importantes sería si el exoplaneta es un gigante gaseoso o un planeta sólido. Asumimos que en un planeta sólido hay más posibilidades de que se desarrolle la vida con lo que conocer este dato es vital de cara la búsqueda de un posible candidato a estar habitado.

Buscando señales de vida

Uno de los principales objetivos de la búsqueda de exoplanetas es intentar encontrar algún planeta en el que pudiera haberse desarrollado. Durante décadas tuvimos al proyecto SETI como principal medio para tratar de encontrar a alguien más en el universo, pero no conseguimos resultado alguno.

El siguiente paso en la búsqueda de planetas extrasolares debería ser tratar de encontrar planetas propicios para la vida. Lo primero es lo ya comentado, que el planeta sea sólido y no un gigante gaseoso. Los segundo es que el planeta se encuentre en la llamada zona de habitabilidad de la estrella, que es aquella región que se encuentra a la distancia adecuada para que exista agua líquida.

Lo tercero, y en lo que ya se estaría trabajando, sería intentar analizar la atmósfera de un exoplaneta para ver si en ella encontramos evidencias de existencia de vida. De existir plantas en un planeta la atmósfera debería presentar los efectos de actividad fotosintética en la superficie. Este análisis se puede realizar por espectógrafía. Es decir, analizando la luz estelar que pasa a través de la atmósfera se puede intentar averiguar la composición de la misma. Esto es algo bastante complejo, pero posible en teoría.

Buscándonos a nosotros

Sobre esta búsqueda de la vida, algunos suelen objetar que nos centramos en buscar vida similar a nosotros, cuando es posible que la vida en otros planetas no tiene porque estar basada en el carbono, necesitar agua y unos rangos de temperatura parecidos a los que disfrutamos en la Tierra. Que puede haber vida basada en el silicio que no necesitara agua y que pudiera sobrevivir a 100 grados bajo cero. Que en realidad lo que buscamos son réplicas de nosotros mismos.

Es posible, pero en nuestro sistema solar tenemos muchos cuerpos y solo en nuestra tierra se ha formado vida. Así que parece lógico buscar vida similar a la terrestre. Porque es la única que conocemos. Tal vez algún día descubramos formas de vida en los mares de hidrocarburos de Titán. O bajo la superficie helada de Encélado

Mientras tanto, seguiremos buscando.