La Frontera Helada
Por Mariano Ribas**
Hace medio siglo, un astrónomo de origen holandés se despachó con una extraña teoría: según decía, el Sistema Solar no se terminaba en Plutón, sino que se extendía de allí hacia afuera en un enorme y delgado anillo formado por pequeños objetos helados. Un lugar del que, supuestamente, provenía buena parte de los cometas. Por aquel entonces, la idea de Gerard Kuiper casi parecía una osadía. Y es lógico, porque no había ni la más mínima prueba de que tal cosa existiera. Sólo se trataba de una presunción medianamente razonable. Pero Kuiper tenía razón, aunque nunca lo supo: a principios de los años 90, un grupo de astrónomos detectó un objeto a una distancia similar a la del noveno planeta. Y, desde entonces, le siguió una verdadera catarata de descubrimientos. Son pequeños munditos helados, físicamente similares a Plutón, pero más chicos. Hoy ya nadie duda de la existencia del “Cinturón de Kuiper”, la frontera helada de nuestro barrio planetario. Es una nueva región que pide a gritos ser explorada, y que, también, nos obliga a revisar la verdadera naturaleza del propio Plutón, que hasta ahora parecía ser el único centinela de los arrabales planetarios.
Imagen superior: Posición en la que se encontraría el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort respecto de nuestro Sistema Solar.
El misterio de los cometas
El descubrimiento de la frontera helada tiene mucho que ver con los cometas. De hecho, la teoría de Gerard Kuiper, de 1950, trataba de explicar el lugar de origen de los cometas periódicos, aquellos que visitan las cercanías del Sol con cierta frecuencia (a intervalos menores a 200 años), como el Halley, el Encke o el Borrelly. Y en este esfuerzo, Kuiper no estaba solo: ese mismo año, su compatriota Jan Oort sostuvo que los cometas no periódicos (aquellos con órbitas enormes, de cientos o miles de años) provenían de una gigantesca esfera –desde entonces conocida como la “Nube de Oort”– que envolvía a todo el Sistema Solar, pero cuyo borde interno estaba miles de veces más lejos que el anillo de objetos que proponía su colega. A distinta escala, ambos estaban hablando de dos verdaderos reservorios de cometas. Y aquí es imposible no mencionar a otro personaje: Fred Whipple que, también en 1950, definió impecablemente a estos objetos como “bolas de nieve sucia”. Efectivamente: los cometas son desprolijas amalgamas de gases congelados, roca y polvo que, cuando se acercan al Sol, sufren esa espectacular metamorfosis que los convierte en uno de los espectáculos más grandiosos de la astronomía. Pero ésas son otras historias. Todavía en 1973, cuando murió Kuiper, nadie había encontrado al supuesto anillo de escombros cometarios en la zona de Plutón. Y la idea comenzó a apagarse.
Imagen superior: Representación de la Nube de Oort. (Imagen Calvin J. Hamilton copyright). Para ver la imagen de mayor tamaño, cliquear en la misma.
Primeras evidencias
Todo empezó a cambiar pocos años más tarde: en 1977, el astrónomo Charles Kowall descubrió a Quirón, un extravagante objeto –de apenas 200 kilómetros de diámetro– que se pasea en una igualmente extravagante órbita alrededor del Sol, que lo acerca tanto como Saturno, pero que lo aleja tanto como Urano. No pasó mucho tiempo hasta que se hizo evidente que esta “cosa” originalmente provenía de una zona más lejana, y que con el tiempo había achicado su derrotero orbital. Ya a principios de los 80, distintas simulaciones por computadora demostraron que, millones de años atrás, muchos cometas orbitaban al Sol en zonas más distantes y heladas que las actuales (bien adentro del Sistema Solar tradicional), aunque no tan lejanas como la Nube de Oort. Se apuntaba, como mínimo, a la vecindad de Neptuno y Plutón. El fantasma de Kuiper asomaba.
¡Eureka!
Pero para que el Cinturón de Kuiper realmente se hiciera carne hacía falta “algo mejor”. La tarea no era fácil, porque había que encontrar cosas relativamente chicas a grandes distancias. Pero después de años de rastreo sistemático, aquel “algo mejor” finalmente cayó en las redes de los astrónomos: en 1992, David Jewitt (Universidad de Hawaii) y su colega Jane Luu (MIT Lincoln Laboratory) encontraron un objeto pálido con una órbita casi circular y poca inclinación. Estaba a 5500 millones de kilómetros del Sol, una distancia equiparable a la de Plutón, pero en otro lado. Las estimaciones de brillo revelaron que 1992 QB1 –tal como fue bautizado– medía poco más de 200 kilómetros de diámetro. Y el análisis de su espectro indicaba (tal como se esperaba teniendo en cuenta las bajísimas temperaturas de esos sitios tan alejados del calor solar), que estaba formado principalmente por gases congelados. Era el primer “Objeto del Cinturón de Kuiper” (KBO, su sigla en inglés). Bueno, en realidad, y como ya se verá, no era tan así. Sea como fuera, la cosa iba tomando color.
El Cinturón toma forma
Un año más tarde, ya se habían encontrado cuatro KBOs más. Y en 1994, la lista ya sumaba 17. Cada año superó holgadamente al anterior en cantidad de descubrimientos, y actualmente ya se ha catalogado casi un millar. Y la cifra incluye varios de tamaño más que respetable, como Varuna e Ixión, de casi 1000 kilómetros de diámetro, y al más grande de todos: Quaoar, detectado en 2002, y que mide 1300 kilómetros (el caso de Sedna, descubierto en 2003, es confuso, porque su enorme orbita de 10 mil años lo aleja completamente del cinturón). En la otra punta, hay KBOs bastante insignificantes, de apenas 50 o 100 kilómetros. Teniendo en cuenta distintas variables, entre ellas las actuales tasas de descubrimiento y tamaños, se estima que el “Cinturón de Kuiper” estaría formado por no menos de 100.000 integrantes mayores a los 100 kilómetros. Y todos desparramados en forma de anillo a distancias de entre 30 y 50 unidades astronómicas del Sol. E incluso, más allá (una unidad astronómica equivale a la distancia Tierra-Sol, unos 150 millones de km. Plutón, por ejemplo, está, en promedio, a 40 UAs del Sol). Ante semejantes cifras, queda bien claro que se trata de una estructura mucho más importante que el “Cinturón de asteroides” ubicado entre Marte y Júpiter. Y claro, formado por objetos de una naturaleza muy diferente: masacotes de hielo y roca. Como los cometas, pero “dormidos”. Tal como suponía Kuiper, ese es el lugar de donde provienen muchos de ellos.
Imagen superior: Órbita del asteroide Varuna (2000 WR106). (Orbit Diagrams Near Earth Object Program NASA).
El caso de Plutón
El descubrimiento de esta frontera helada va mucho más allá de la revisión de la maqueta clásica del Sistema Solar. La abrumadora presencia de todos esos cuerpos helados también pone en tela de juicio la verdadera identidad de Plutón. Es que el misterioso mundo descubierto por el gran Clyde Tombaugh está literalmente mezclado con todos ellos. Y eso no es un detalle menor. Y si bien es cierto que es un poco más grande, y presenta un brillo superficial bastante mayor (probablemente porque su atmósfera cada tanto deposita gases que se congelan en la superficie), el hasta ahora noveno planeta no parece ser muy distinto en su anatomía a sus hasta hace poco desconocidos vecinos. Sí, hasta ahora, a la luz de estos hallazgos, muchos astrónomos se han convencido aún más de lo poco adecuada que sería la palabra “planeta” para este mundo de sólo 2300 kilómetros de diámetro (más chico, incluso, que nuestra Luna). Más bien, prefieren hablar de Plutón como el principal integrante del Cinturón de Kuiper.
Heladas especulaciones
El conocimiento de esta región del Sistema Solar aún está en pañales. Y se entiende: apenas han pasado once años del primer hallazgo. Pero hay buenas razones para pensar que la estructura de los KBOs es prácticamente idéntica a la de sus primos que se descuelgan hacia el Sol, los cometas: hielo, roca, polvo y moléculas orgánicas ricas en carbono. También se sabe que son escoria sobrante de la formación del Sol y los planetas, materiales livianos que fueron lanzados hacia afuera por la presión de la radiación y el viento solar. No se sabe bien si forman familias, como los asteroides, ni por qué no llegaron a formar algo más grande, aunque es razonable pensar que los tirones gravitacionales del cercano Neptuno hayan tenido algo que ver, impidiendo la unión de estos materiales helados y dispersos en un cuerpo mayor (algo similar a lo que les habría pasado a los asteroides por culpa de Júpiter). Tampoco está del todo claro cuáles son los límites exteriores de esta formación, pero se supone que debería perderse paulatinamente a lo largo de miles de millones de kilómetros más allá de Plutón. Y por último, y esto es esencial, aún no se ha encontrado a los “verdaderos” cometas: en general, estas “bolas de nieve sucia” miden apenas unos kilómetros, y en el cinturón sólo se han encontrado cosas mucho mayores. Pero eso se explicaría porque aún es casi imposible detectar objetos tan diminutos a semejantes distancias (el propio Plutón es apenas un punto aún para los mejores telescopios). Sin dudas, son muchos interrogantes. Y una excelente manera de empezar a despejarlos es enviar un explorador.
Imagen superior: Los cometas, visitantes de los confines del Sistema Solar, de arriba hacia abajo comenzando de izquierda: cometa Halley inmerso en la Vía Láctea. en su paso 1986. Cometa West su paso 1976. Cometa Ikeya-Seki su paso 1965. Cometa Linear 2000 y cometa Hale Bopp en 1997.
Nuevos horizontes
Tras muchas idas y vueltas, la NASA ya eligió a ese explorador: se llama “New Horizons” (Nuevos Horizontes). Después de declarar a la misión de “altísima prioridad”, la agencia espacial estadounidense ya ordenó la construcción de la sonda. Según parece, partiría a comienzos de 2006, y luego de hacerla pasar cerca de Júpiter, para acelerarla y redirigirla, New Horizons sobrevolaría de cerca a Plutón y su luna Caronte hacia 2015, realizando un completo estudio de su superficie, clima, y geología. Por primera vez en la historia tendremos vistas cercanas de estos mundos lejanos, una vieja deuda de la exploración interplanetaria. Luego, la nave seguiría camino, y al cabo de algunos años más visitaría a algunos otros integrantes del cinturón. Aquella frontera helada tan bien soñada por Gerard Kuiper.
** Lic. Mariano Ribas es Coordinador del Area de Astronomía del Planetario de la Ciudad de Buenos Aires Galileo Galilei. Licenciado en Ciencias de la Comunicación (Universidad de Buenos Aires). Periodista científico, especializado en astronomía. Astrónomo amateur desde 1985. Desde 1997, ha publicado 213 artículos en el diario Página/12 de Buenos Aires. Y también, decenas de notas en revistas locales (Descubrir, Noticias, AZ Diez, El Arca, Redacción, Conozca Más, etc). Ha dado charlas de divulgación en diversas instituciones, y desde 2001, dicta dos veces al año el "Curso de Astronomia General" en el Planetario Galileo Galilei, con una asistencia promedio de 120 personas. Dueño de 3 telescopios y observador "fanático" de cometas.
comentarios o consultas dirigirse a: manoribas@yahoo.com
