¿Existe el noveno planeta? Puede que pronto lo sepamos

A partir de 2025, el observatorio Vera C. Rubin multiplicará aproximadamente por 10 el número de objetos conocidos que giran en torno al Sol, detectando nuevos cometas, asteroides exóticos procedentes de otras estrellas.

La cámara del Observatorio Vera C. Rubin, que se puede ver en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC de Palo Alto, contiene 189 sensores individuales y tomará fotos a 3,2 gigapíxeles, la mayor cámara digital jamás construida.

Fotografía de Christie Hemm Klok
Por Robin George Andrews
Publicado 10 ene 2024, 13:07 CET

Nuestro sistema solar alberga mundos maravillosos, lunas misteriosas, asombrosos asteroides y curiosos cometas. Sin embargo, a pesar de los innumerables estudios del cielo nocturno realizados con telescopios, la mayor parte de nuestro vecindario celeste permanece oculta y desconocida.

Esto está a punto de cambiar. Gracias a un nuevo y revolucionario telescopio, por fin se podrán ver enormes franjas del sistema solar aún por descubrir. El Observatorio Vera C. Rubin (VRO), actualmente en construcción en la cima del Cerro Pachón (Chile), a 2650 metros de altura, no sólo va a hacer avanzar la astronomía, sino que la va a revolucionar. Una maravilla de la ingeniería, el software y el ingenio científico, esta máquina tiene un objetivo primordial: documentar todo el cielo nocturno.

El ingeniero jefe, Travis Lange, inspecciona la parte frontal del objetivo de la cámara VRO con una linterna de alta potencia, en busca de polvo. Esta avanzada cámara, corazón del nuevo observatorio, tomará muchas veces imágenes de todo el cielo del hemisferio sur.

Fotografía de Christie Hemm Klok

Esto incluye objetos lejanos, desde estrellas convulsas hasta explosiones cósmicas, pero también los innumerables objetos del Sistema Solar que han eludido a los observadores del cielo. "Va a ser un catálogo bastante completo de todo lo que hay en el Sistema Solar hasta Neptuno y más allá", afirma Mario Jurić, astrónomo de la Universidad de Washington (Estados Unidos) que trabaja con el VRO.

El número de asteroides se disparará casi de inmediato. El primer asteroide se descubrió en 1801. Dos siglos después se conocían un millón. El VRO duplicará esa cifra en un plazo de tres a seis meses.

El observatorio podría incluso encontrar el hipotético Planeta Nueve, un gran mundo que algunos astrónomos creen que se esconde en la periferia del sistema solar. "Probablemente en el primer año veremos si hay algo o no", afirma Pedro Bernardinelli, astrónomo de la Universidad de Washington.

Además, el VRO está preparado para detectar docenas de objetos interestelares, entidades visitantes que han sido expulsadas de otros sistemas estelares. Con estos exóticos fragmentos de roca espacial, "podemos empezar realmente a averiguar cómo son otros sistemas planetarios", afirma Juríc.

A lo largo de sus 10 años de estudio, que comenzará en 2025, VRO proporcionará a los astrónomos una nueva enciclopedia del Sistema Solar. "Y entonces llegaremos a comprender lo que todo ello nos está diciendo sobre los orígenes y la evolución de nuestra cuna galáctica", afirma Juríc.

"Creo que va a reescribir los libros de historia", afirma Meg Schwamb, astrónoma de la Queen's University de Belfast (Reino Unido) que trabaja con el VRO.

El Observatorio Vera C. Rubin, financiado conjuntamente por la Fundación Nacional de la Ciencia y el Departamento de Energía, ambas entidades estadounidenses, lleva el nombre de la famosa astrónoma que reveló la existencia de la materia oscura, una sustancia aún no detectada que une estrellas y galaxias. Diseñado para responder a una multitud de preguntas cósmicas, este observatorio de vanguardia es una bestia de instrumento científico.

"Todo es grande en Rubin", afirma Sandrine Thomas, subdirectora de construcción del VRO; "el telescopio es superrápido. La cámara es enorme y muy precisa. El detector también es extremadamente grande. El número de píxeles es gigantesco".

La mayoría de los observatorios tienen o bien un amplio campo de visión, lo que significa que pueden ver más partes del cielo a la vez, o bien un enorme espejo, que permite recoger más luz, revelando objetos más débiles y distantes. Pero gracias a su ingeniería que cambia paradigmas, el VRO tiene ambas cosas. Recorrerá todo el cielo nocturno visible desde el hemisferio sur innumerables veces durante su estudio de una década de duración, viendo casi todo, casi en todas partes.

"Se trata de un salto generacional", afirma Bernardinelli.

Una gran caja hermética contiene filtros para la cámara VRO. El nitrógeno bombeado continuamente a la cámara es más seco que el aire natural y evita que el cristal se deforme.

Fotografía de Christie Hemm Klok

Más allá del velo

Muchos de los mundos que detectará el VRO estarán en el cinturón de asteroides. "Es la argamasa que queda de la formación de los planetas", explica Schwamb.

No cabe duda de que el observatorio encontrará muchos asteroides de tamaño modesto orbitando cerca de la Tierra, del tipo de los que hasta ahora han eludido los estudios de caza de asteroides. Esto significa que el VRO podría encontrar futuros asteroides que podrían impactar contra la Tierra antes de que nos encuentren a nosotros, de modo que podamos intentar evitar un impacto catastrófico.

Otros asteroides podrían encontrarse a la deriva dentro de la órbita de la Tierra, tal vez como parte de una hipotética reserva de rocas espaciales nadando cerca de Venus. VRO poblará el Sistema Solar interior, pero también revelará por primera vez la arquitectura del Sistema Solar exterior.

Además de aumentar el número de lunas pertenecientes a Júpiter y Saturno (el famoso planeta anillado cuenta actualmente con 146 lunas confirmadas), VRO podrá espiar cometas que empiezan a efervescer más lejos que nunca. Aparte de unos pocos cometas elefantinos muy volátiles, la mayoría de estas bolas de hielo de largo alcance no se detectan hasta que se acercan a los confines iluminados por el Sol del sistema solar interior, donde se calientan y desprenden una estela de restos helados.

El VRO podría permitir a los astrónomos hacer realidad un sueño largamente acariciado: encontrar un cometa mucho antes de que se precipite hacia el Sol por primera vez en su existencia. Esto representaría un registro prístino e inalterado de los albores del Sistema Solar. Con suficiente antelación, los astrónomos podrían incluso perseguirlo antes de que empiece a cocerse. "Podremos enviar una nave espacial para acercarnos a él", afirma Schwamb.

Los cometas proceden de dos lugares. La Nube de Oort, una hipotética cáscara de mundos helados a una distancia insondable del Sol, nunca se ha visto directamente, y VRO no cambiará eso. Pero, su otro origen, el Cinturón de Kuiper, un anillo en forma de toro de objetos gélidos, incluido el planeta enano Plutón, será retratado por el VRO con considerable detalle.

En la actualidad, sólo se han identificado unos pocos miles de objetos del Cinturón de Kuiper, o KBO. Se espera que el VRO encuentre al menos un número igual de elementos nuevos. Las observaciones revelarán la verdadera estructura y contenido del cinturón helado, y también, según Schwamb, podrían resolver un gran misterio sobre el sistema solar: "¿Cuántos planetas tenemos?".

Durante la última década, algunos astrónomos han sugerido que las peculiares órbitas de los objetos situados en los confines del sistema solar significan que un planeta del tamaño de Neptuno está al acecho en algún lugar, mucho más allá de Plutón. Es muy poco probable que los telescopios actuales detecten un mundo tan lejano, pero el VRO debería encontrar el Planeta Nueve, si es que existe.

"Imagínate que dentro de dos años pudiéramos decir que hay un nuevo planeta en el Sistema Solar", dice Bernardinelli; "sería emocionante".

(Relacionado: ¿Cuál es la diferencia entre un asteroide y un cometa?)

Visitantes de más allá del sistema solar

En 2017, los astrónomos detectaron algo asombroso: el primer objeto interestelar, 1I/ʻOumuamua, un delgado asteroide o cometa que había escapado de las garras gravitatorias de otra estrella. Entró y salió del sistema solar a velocidades extraordinarias, dando a los científicos sólo unos días para estudiarlo. Después, en 2019 se encontró un segundo turboplanetario, el cometa 2I/Borisov.

Con solo dos conocidos, los científicos tienen muy poca información sobre la naturaleza de estos objetos interestelares. Recuerdan a Schwamb los rincones de los mapas antiguos que ningún marino había reseñado aún: "Hay dragones".

Afortunadamente, se prevé que el VRO encuentre un puñado de nuevos objetos interestelares cada año. Estos enviados de diferentes sistemas estelares contienen materia que se forjó en entornos estelares y planetarios distintos de nuestro sistema solar.

"Son una muestra del proceso de formación de planetas en estrellas de toda la galaxia", afirma Michele Bannister, astrónoma de la Universidad de Canterbury, en Nueva Zelanda.

El sofisticado ojo del VRO le permite ver objetos en una gama de colores, lo que significa que los científicos no sólo pueden detectar objetos interestelares a distancias considerables, sino también hacerse una idea sobre de qué están hechos. Y mientras el observatorio Vera C. Rubin desempeña el papel de explorador de reconocimiento, los científicos pueden utilizar otros telescopios con campos de visión más reducidos pero mejores capacidades de zoom para observar más de cerca estas cápsulas del tiempo alienígenas.

"Si encontráramos una de estas cosas cuando aún se está acercando y tuviéramos un año para observarla, sería fantástico", dice Juríc.

El Observatorio Vera C. Rubin se encuentra en Chile, bajo un cielo crepuscular. Rubin se está construyendo para llevar a cabo el Legacy Survey of Space and Time (LSST). Este sondeo observará todo el cielo austral visible cada pocas noches a lo largo de una década, capturando unas 1000 imágenes cada noche.

Fotografía de RubinObs, NSF, AURA

Cambio eterno

Como todos los observatorios terrestres, el VRO se verá obstaculizado por la proliferación de satélites de vuelo bajo y alta reflexión, en particular los pertenecientes a la megaconstelación Starlink de SpaceX, que proporciona Internet. Los cerca de 4500 Starlinks actualmente en órbita ya están añadiendo rayas blancas y brillantes a muchas imágenes astronómicas. SpaceX planea lanzar decenas de miles de satélites más en el futuro, lo que podría significar que el 30 por ciento de todas las imágenes de VRO estarían grafiteadas.

De momento, no hay una solución clara para este problema. "Tendremos que afrontarlo porque no tenemos elección", afirma Bernardinelli. Pero aunque la contaminación lumínica de la megaconstelación estropeará algunas de las vistas del VRO, no impedirá que el observatorio sea el motor de descubrimientos con el que los astrónomos llevan soñando mucho tiempo.

"El detalle que se revelará, esta hermosa complejidad que va a aparecer, afinará nuestra capacidad de pasar de historias generales del sistema solar" a algo más medido y preciso, dice Bannister. Actualmente, cuando los científicos estudian la estructura del sistema solar exterior, es como "ver caras en las nubes". El VRO significará que "tenemos el David de Miguel Ángel".

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.

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