Gracias a la predicción teórica de una ocultación estelar se logra estudiar en detalle el planeta enano Eris

Estimar con precisión la trayectoria del planeta enano Eris (descubierto en 2005) ha permitido predecir su paso por delante de una estrella (ocultación) el 6 de noviembre de 2010. Una red de 26 telescopios apuntaron a Eris, pero solo 3 observaron la ocultación (dos en San Pedro y uno en La Silla, los tres en Chile). Se sabía que la masa de Eris es un 27% mayor que la de Plutón, pero ahora sabemos que si tiene forma esférica tiene un radio de 1.163 ± 6 kilómetros y una densidad de 2,52 ± 0,05 gramos por centímetro cúbico. Por cierto, se estima que el radio de Plutón está entre 1.150 y 1.200 kilómetros, por lo que Eris y Plutón tienen un tamaño muy similar. No se han encontrado trazas de nitrógeno, argón ni metano en la atmósfera de Eris, cuya presión superficial se estima en ~1 nanobar, unas 10 000 veces más tenue que la de Plutón. Además, el albedo de Eris (la fracción de luz reflejada con respecto a la que incide) es de 0,96 ± 0,06, lo que lo convierte en uno de los objetos con mayor brillo intrínseco de todo el sistema solar. Todos estos hechos los han descubierto un grupo internacional de astrónomos, en el que participan investigadores españoles del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El artículo técnico es B. Sicardy et al., “A Pluto-like radius and a high albedo for the dwarf planet Eris from an occultation,” Nature 478: 493–496, 27 October 2011. Más información en español en “El planeta enano Eris podría ser más pequeño que Plutón,” La Vanguardia, 26/10/2011; A.R., “El planeta enano Eris tiene el mismo tamaño que Plutón,” El País, 26/10/2011; Teresa Guerrero, “Plutón, un planeta enano (pero no tan pequeño),” El Mundo, 26/10/2011; más en Google News.

Los planetas enanos Plutón y Eris tienen una composición superficial similar

Tanto Plutón como Eris, dos planetas enanos del sistema solar en el cinturón de Kuiper, más allá de Neptuno, tienen una composición muy similar: Plutón tiene un 97% de nitrógeno (N 2 ) y un 3% de metano (CH 4 ), y Eris tiene un 90% de nitrógeno y un 10% de metano. Esta composición es similar a la de Tritón, el satélite de Neptuno que se cree que fue un planeta enano del cinturón de Kuiper capturado por este planeta. El artículo técnico de Tegler y sus colegas representa la primera comparación cuantitativa de la abundancia de compuestos helados volátiles en la superficie de los objetos del sistema solar más allá de Neptuno. S.C. Tegler (Northern Arizona University, Flagstaff, USA) et al., “Methane and Nitrogen Abundances on Pluto and Eris,” The Astrophysical Journal 725: 1296, 2010 [ArXiv preprint]. Nos lo ha contado S. Alan Stern, “Solar system: Pluto is again a harbinger,” Nature 468: 775–776, 09 December 2010.

El descubrimiento de Plutón por Clyde William Tombaugh en 1930 puede ser considerado como el descubrimiento del cinturón de Kuiper, aunque su existencia no fue establecida de forma definitiva hasta la década de 1990. La mayoría de las propiedades que presentan los objetos de gran tamaño en el cinturón de Kuiper son muy similares a las presentadas por Plutón, que tiene un interior rocoso, su superficie helada es de color rojiza, presenta satélites, tienen una órbita muy inclinada respecto al plano de la eclíptica y su órbita está en resonancia con la de Neptuno (el periodo orbital de Plutón es exactamente 3/2 del periodo orbital de Neptuno). El metano en la composición superficial de Plutón se observó por primera vez en 1976 y su contenido de nitrógeno en 1992. Haber encontrado estos elementos también en Eris sugiere que podrían formar parte de otros objetos de gran tamaño del cinturón de Kuiper. Los objetos de mediano y pequeño tamaño en el cinturón de Kuiper son de tipo cometario y los cometas son pobres en nitrógeno. En 2014 la sonda Rosetta de la ESA estudiará de forma detallada la composición de un cometa (cuyo origen es el cinturón de Kuiper), en concreto, el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. En 2015, la misión New Horizon de la NASA alcanzará Plutón y estudiará en detalle sus propiedades y las de sus tres lunas.

Ayer, Kanijo, “El planeta enano Eris puede ser más pequeño que Plutón,” Ciencia Kanija, 9 dic. 2010, nos traducía un artículo de Mike Wall de 9 nov. de 2010, donde se afirmaba que Eris y Plutón son más diferentes de lo esperado.  “El planeta enano Eris (considerado como el mayor cuerpo del Sistema Solar más allá de la órbita de Neptuno) puede ser en realidad más pequeño que Plutón: Eris sería una pizca más pequeño que Plutón, que mide unos 2342 km de ancho, aunque los astrónomos siguen pensando que Eris es un 25 por ciento más masivo que Plutón, luego Eris debe ser mucho más denso. Debe tener diferente composición, lo que es una gran sorpresa para algunos astrónomos.” La ciencia es así, en menos de un mes las ideas de los astrónomos cambian en función de lo que ofrecen los datos.

La anomalía de la sonda Pioneer y la incertidumbre en la órbita de Plutón

dibujo20090504_pluto_charon_ground_hst_orbit_ellipticityYa hemos hablado en varias ocasiones en este blog de la anomalía de la sondas Pioneer (no se mueven a la velocidad que “deberían,” no están donde deberían estar). La explicación puede ser sencilla, el calor de los motores influye, o muy exótica, la gravedad en los límites del Sistema Solar es diferente a la Tierra. ¿Afecta la anomalía de las Pioneer a la órbita de los planetas exteriores? ¿Podemos confirmarla con la órbita de Plutón? La respuesta es que no, incluso si afecta. Nuestra incertidumbre en la órbita de Plutón es mucho mayor de la necesaria para verificar o refutar la anomalía. De hecho la órbita de Plutón actual es compatible con dicha anomalía (tanto si ésta se da como si no). El análisis técnico lo podéis leer en Gary L. Page, John F. Wallin, David S. Dixon, “How Well Do We Know The Orbits Of The Outer Planets?,” ArXiv, Submitted on 1 May 2009 .

Las medidas astrométricas de los planetas exteriores del Sistema Solar no son lo suficientemente precisas como para detectar perturbaciones similares a la anomalía de las sondas Pioneer (pequeñas desviaciones “aparentes” de la Ley de Gravitación Universal). ¿Por qué podemos medir con más precisión la posición de una pequeña sonda y no la de un planeta tan “grande” como Plutón? La razón es sencilla: la sonda emitía señales periódicas hacia nosotros (no emite desde 2003), del planeta sólo recibimos lo que vemos mediante telescopios (incluso los mejores telescopios son malos cuando un objeto se encuentra tan lejos del Sol como Plutón).

No sé para tí, pero para mí es curioso lo poco que conocemos del Sistema Solar, lo lejos que están las cosas que conocemos. Como decía Rubén “La vida te da sorpresas, sorpresas te da la vida, ay Dios… Como decía mi abuelita, el que último ríe, se ríe mejor…” (al leerlo hay que entonar, ¡¡eh!!).

Entradas relacionadas con la anomalía de la sonda Pioneer en este blog:

El sistema solar como un gran laboratorio para la gravedad (o ideas sobre la anomalía de las sondas Pioneer) Publicado por emulenews en Enero 28, 2008 .

Descubrimientos recientes sobre la anomalía de las sondas Pioneer (Earth flyby anomaly en 5 sondas espaciales) Publicado por emulenews en Marzo 5, 2008 .

¿Es el sistema solar esférico? (o Voyager y Pioneer en los límites del Sistema Solar) Publicado por emulenews en Marzo 7, 2008 .

Plutón es rojizo, sus lunas son grises, ¿por qué?

¿Por qué Plutón, tan lejos, tiene una superficie rojiza, como Marte, y sus tres lunas conocidas la tienen gris? Buena pregunta para un Research Highlights, “Space science: Colour test,” Nature, 456: 424, 27 November 2008 .

Los tres satélites de Plutón (Caronte, Nix, e Hydra) tienen un color gris neutro similar, muy diferente del color rojizo de Plutón. ¿Por qué? Una teoría afirma que el color de Nix e Hydra similar al de Caronte indica que los tres cuerpos son el resultado de un impacto de un cuerpo del cinturón de Kuiper con Plutón que dió lugar a los tres satélites. El atículo de S. Alan Stern, “Ejecta Exchange and Satellite Color Evolution in the Pluto System, with Implications for KBOs and Asteroids with Satellites,” Icarus, Article in Press, 11 Nov 2008 , propone una explicación diferente.

La materia del cinturón de Kuiper que “bombardea” a Plutón y sus satélites está caracterizada por una velocidad entre 0.01 km/s y 0.2 km/s. Estas velocidades están por debajo de la velocidad de escape de Plutón, unos 1.3 km/s, y de Caronte, unos 0.58 km/s. La materia que impacta quedará retenida en el superficie de estos cuerpos. Aunque no se conoce el tamaño de Nix e Hydra es bastante posible que su radio sea inferior a 40km y su velocidad de escape sea de unos 0.03 km/s. De esta forma, los impactos de materia contra estos satélites provocarán su eyección (retorno) al espacio. Esta materia se puede transferir de Nix a Hydra, y viceversa, así como alcanzar Caronte y Plutón. Caronte está muy cerca de Plutón y actúa como una barrera de protección de su planeta contra esta materia eyectada que se acumula en Caronte. El artículo presenta resultados de simulación numérica que sugieren que la mayor parte del material eyectado por Nix e Hydra se acumula en la superficie de Caronte. Si se confirma que este proceso es correcto, se puede “deducir” el rádio más probable para los dos pequeños satélites de plutón, Nix e Hydra tendrán 44 y 53 km de diámetro, respectivamente.

¿Qué implica este proceso de transferencia de materia entre los satélites de Plutón? El color superficial, los albedos, las composiciones y otras propiedades de los tres satélites son muy parecidas entre sí. Que es lo que se observa experimentalmente. Posiblemente hasta que la sonda de la NASA llamada New Horizons no llegue hasta Plutón, alrededor de 2015, no se podrá confirmar o refutar esta nueva teoría del Dr. Stern.