Cuando hablamos sobre el espacio y las galaxias, la referencia más cercana que tenemos los seres humanos es nuestro propio Sistema Solar. Gracias a su cercanía con la Tierra, hemos podido observar nuestros planetas vecinos, formar teorías y en algunas ocasiones incluso mandar sondas que cambian por completo nuestro entendimiento de los cuerpos celestes.
Sin embargo, aunque es una de las zonas que más hemos investigado, lo cierto es que todavía quedan muchos interrogantes. Para empezar, el Sistema Solar no tiene ahora 9 planetas, sino solamente 8, después de que Plutón fue declarado un planeta enano, en 2006.
Y dentro de todos los misterios que existen, la hipótesis sobre un noveno planeta –o Planeta X– ha estado en el centro del debate dentro de la comunidad científica.
Urano y Neptuno son especiales
Para entender el debate, necesitamos primero también entender sobre los 2 planetas más lejanos de nuestro Sistema Solar: Urano y Neptuno. Ambos planetas son gigantes gaseosos, es decir que no tienen una superficie sólida como la Tierra, Marte o Venus. Y aunque no son tan grandes como Júpiter o Saturno, Urano y Neptuno tienen aproximadamente 4 veces el diámetro de la Tierra.
Urano es especial también en el sentido de que fue ‘descubierto’. Exceptuando a Urano y Neptuno, todos los otros planetas del Sistema Solar son lo suficientemente brillantes para poder ser vistos sin telescopios, usando simplemente nuestros ojos. Urano fue el primer planeta en ser descubierto con un telescopio, en 1781, por William Herschel. Más de 60 años después –en 1846–, Neptuno fue descubierto usando puramente predicciones matemáticas.
De hecho, la humanidad no sabía el color de la atmósfera de Neptuno sino hasta 1989, cuando la sonda Voyager 2 tomó por primera vez fotografías del gigante azul que habita a 4.500 millones de kilómetros del Sol.
Neptuno visto por Voyager 2. Imagen: NASA
Y si se preguntan cómo es que pudimos encontrar planetas usando predicciones, la respuesta está en las órbitas de los planetas y sus campos gravitacionales.
Entendiendo mejor los modelos matemáticos
Isaac Newton y Albert Einstein le dieron al mundo dos de las teorías más importantes para entender el movimiento de objetos físicos. Newton, con su Ley de Gravitación Universal, mostró que todos los objetos con masa, por más pequeños que sean, tienden a atraerse. Einstein, por su parte, refinó esta teoría gravitacional con su Teoría de la Relatividad.
En física, una órbita se define como la trayectoria que recorre un objeto físico alrededor de otro mientras está bajo la influencia de su fuerza gravitatoria. Y aunque estamos acostumbrados a ver modelos simples con solamente dos objetos –la Tierra y la Luna, por ejemplo– lo cierto es que por lo general estos tienen muchos más componentes.
“Lo que influye en la órbita de un objeto es la atracción gravitacional que ejercen los objetos que están próximos a él. En el Sistema Solar, el movimiento de los planetas, asteroides y cometas está regido por el Sol, pues es el cuerpo que tiene mayor masa,” explica Gregorio Portilla, profesor titular del Observatorio Astronómico de la Universidad Nacional. “Pero también influyen en menor medida las atracciones gravitacionales de los demás objetos. Entre más cercanos y masivos, más afectan el movimiento”.
En otras palabras, la órbita de la Luna no solamente depende de la Tierra, sino que de hecho el Sol tiene más influencia gravitacional en ella, seguido por la Tierra y otros cuerpos lejanos. En teoría, es posible calcular el movimiento y la órbita de cualquier cuerpo celeste usando estas teorías.
El Sistema Solar, más allá de Neptuno
El decubrimiento de Neptuno, al no poder depender solamente de nuestros ojos ni de instrumentos, estuvo puramente basado en el cálculo matemático de órbitas. Y sin embargo, aunque el gigante azul está a una distancia en la que podemos explorarlo, lo mismo no es cierto de los objetos que están más allá de él.
Estos cuerpos más allá de Neptuno, pero que todavía están dentro de nuestro Sistema Solar, son llamados los objetos transneptunianos. De hecho, dado que Plutón es ahora un planeta enano, también es uno de los objetos transneptunianos más cercanos a nosotros, acompañado por sus 5 lunas.
Más allá, sin embargo, encontramos el Cinturón de Kuiper, una región que se extiende desde la órbita de Neptuno hasta 50 unidades astronómicas más allá. Incluso más lejos, la nube de Oort puede que esté ubicada a distancias entre 2.000 y 200.000 UA.
¿Qué es una Unidad Astronómica?
En la exploración espacial, las medidas de kilómetros y millas se quedan cortas para explicar distancias. Nuestra Luna se encuentra a 384.000 km, y más allá de ella estamos hablando de millones, miles de millones, o más kilómetros.
Una Unidad Astronómica es la distancia aproximada entre el Sol y la Tierra, es decir 150 millones de kilómetros. Su abreviación es UA en español y AU en inglés. 50 AU equivalen a 50 veces la distancia entre el Sol y la Tierra –unos 7.500 millones de kilómetros–.
Estudiar objetos en el Cinturón de Kuiper es de por sí un desafío gigantesco, aunque poco a poco la humanidad está desarrollando la tecnología para poder ver más allá de Neptuno. ”Debido a su lejanía y pequeño tamaño, los objetos transneptunianos son difíciles de encontrar, al ser débilmente iluminados por la luz solar”, dice Santiago Vargas, coordinador de investigación del Observatorio Astronómico Nacional, “Sin embargo, con los más modernos instrumentos de observación, como telescopios que hacen una exploración continua del cielo, somos capaces de obtener imágenes en las cuales se pueden identificar estos cuerpos. Este es el caso del Observatorio de la Energía Oscura (DES, por sus siglas en inglés)”.
Allá, en el Cinturón de Kuiper, investigadores del Instituto de California de Tecnología encontraron anomalías en las órbitas de los objetos en el año 2015. Algunos cuerpos pequeños, tales como asteroides y planetas enanos, parecen agruparse de forma peculiar, como si fueran arrastrados por un cuerpo más grande. Este agrupamiento podría ser explicado por la existencia de un planeta del tamaño de Neptuno que modifica las órbitas de estos objetos, pero que existe hasta ahora solamente en nuestros modelos matemáticos y simulaciones.
Las teorías abundan, pero no las explicaciones
La primera teoría es que ese planeta existe porque es el elemento faltante en la explicación de las órbitas exóticas de los objetos transneptunianos. De ser así, este planeta teórico sería el Planeta Nueve –conocido también como Planeta X–.
Usando como referencia las órbitas de los cuerpos del Cinturón de Kuiper, su tamaño debería ser comparable con los de Urano y Neptuno, pero con una órbita alrededor del Sol que le tomaría entre 10.000 y 20.000 años completar. Gregorio Portilla nos explica que «algunos objetos del cinturón de Kuiper tienen unas orientaciones espaciales que hacen sospechar de la existencia de un objeto de masa planetaria ubicado a por lo menos el doble de distancia de lo que está ubicado Neptuno del Sol».
Sin embargo, «falta tener más datos, pues puede ser resultado de un simple efecto de selección. Hasta ahora no se ha descubierto nada», añade el especialista. Aunque los modelos matemáticos muestran que las piezas encajan, hoy por hoy la comunidad científica no puede confirmar visual o espectralmente la existencia de este planeta.
Y dentro del plano de las irregularidades existen varias teorías poco probables, pero que pueden perfectamente explicar las órbitas que de por sí son extrañas. Algunos dicen que puede que sea un planeta interestelar atrapado en la órbita del Sol, pero otros sugieren la teoría de un agujero negro primordial.
Representación de la distancia entre los distintos cuerpos del Sistema Solar. Voyager 1 se encuentra hoy a 151 AU de la Tierra. Imagen: Nasa
Un agujero negro en el vecindario
Aunque nuestra imagen mental nos lleva siempre a pensar en agujeros negros masivos, que consumen todo alrededor de ellos y que de hecho algunos están en centro de las galaxias, el agujero negro dentro de nuestro Sistema Solar está lejos de ser así.
Una teoría explica que es posible que un agujero negro primordial, del tamaño de una pelota de ping-pong, esté en órbita del Sol. Es bien sabido que los agujeros negros hacen parte de los objetos más densos de todo el universo, y este del tamaño de una pelota de ping-pong tiene un campo gravitacional tan grande como el de Neptuno.
Aunque no se ha probado la existencia de los agujeros negros primordiales –principalmente por lo difícil que es–, la teoría explica que son agujeros formados durante o momentos después del Big Bang y con masas mucho más pequeñas que los agujeros formados por el colapso de estrellas. Según los investigadores, la probabilidad de que haya un agujero negro primordial es la misma de que el Sol haya atrapado un planeta interestelar.
Y sin embargo, aún queda la larga tarea de probarlo. “Los agujeros negros se pueden detectar por el efecto que tienen sobre una o varias estrellas a su alrededor debido a la influencia de la atracción gravitacional del agujero negro,” explica Santiago Vargas. “Recientemente se han detectado por primera vez agujeros negros a partir de las ondas gravitacionales de generan, es decir las perturbaciones en el espacio y el tiempo que son generadas por su movimiento”.
La materia oscura producida por los agujeros negros primordiales sigue siendo un interrogante para los astrónomos, aunque el reciente Proyecto Event Horizon logró mostrarnos por primera vez la imagen de una agujero negro supermasivo.
Fotografía de un agujero negro obtenida gracias al Telescopio Event Horizon. Imagen: NASA
Las teorías abundan, pero el estudio de estos fenómenos demanda habilidades muy por encima de nuestras capacidades. Incluso el Hubble, con su visión 4.000 millones más aguda que el ojo humano, se queda corto cuando queremos enfocar nuestros ojos a las afueras de nuestro propio Sistema Solar.
Sea cual sea la explicación del Planeta 9, su descubrimiento seguramente significará un avance inmenso en la exploración espacial. Todavía estamos muy lejos de saber con certeza los cuerpos que se encuentran más allá de Neptuno, pero seguramente será un esfuerzo conjunto de toda la comunidad científica.
No queda nada más que poner los ojos en las estrellas y, como dice la Nasa, “ahora vamos a explorar”.
