Estrellas y Borrascas

WEB DE VICENTE AUPÍ / OBSERVATORIO DEL POLO DEL FRÍO DE TORREMOCHA DEL JILOCA

ASTRONOMÍA

Sin rastro del planeta X

Percival Lowell en la mítica foto que le inmortalizó sentado ante el gran refractor de 24 pulgadas del observatorio que fundó en Flagstaff (Arizona). Con este instrumento observó y dibujó lo que el creyó que eran los canales de Marte. (Foto: Observatorio Lowell)

Ilustración virtual de la sonda espacial Pioneer 10 con los planetas del Sistema Solar como fondo. (Imagen: NASA)

Las dos placas fotográficas con las que Clyde Tombaugh descubrió Plutón en 1930. La flecha señala el punto movido que corresponde a Plutón y que cambia de posición sobre el fondo de estrellas entre la imagen del 23 de enero de 1930 (arriba) y la del 29 de enero (abajo). (Fotos: Observatorio Lowell)

Con el Telescopio Espacial Hubble se descubrieron en 2005 Nix e Hydra, dos diminutas lunas cercanas a Plutón, cuya luna principal, Caronte, fue descubierta en 1978. (Foto: NASA, ESA, H. Weaver (JHUAPL), A. Stern (SwRI), and the HST Pluto Companion Search Team)

Varias décadas después del descubrimiento de Urano, obra de William Herschel en 1781, la Academia de Ciencias de París decidió revisar las posiciones exactas de los planetas. Alexis Bouvard, el científico encargado de hacer los cálculos, no tuvo problemas con Júpiter y Saturno, pero halló en Urano extrañas anomalías que daban a entender que el planeta no se movía en las posiciones que le correspondían de acuerdo con las leyes gravitatorias. Fue en ese momento, recién entrado el siglo XIX, cuando se forjaron los grandes enigmas que envuelven los confines del Sistema Solar, y cuya resolución sigue pendiente en la actualidad. El hallazgo de Urano por parte de Herschel supuso la frontera cronológica que abrió una era científica de más de dos siglos en busca de los extraños y supuestos objetos que presumiblemente habitan las regiones remotas del dominio del Sol, cuya luz y calor no llegan hasta allí más que en una ínfima proporción.

El primer episodio del extraordinario abanico de exploraciones iniciadas desde entonces lo protagonizaron el francés Urbain Jean Joseph Le Verrier y el inglés John Couch Adams. Los dos calcularon acertadamente, aunque de forma independiente, la posición de Neptuno, el octavo planeta en orden de distancia al Sol, que gracias a ambos fue localizado en 1846 desde el Observatorio de Berlín por Johan Galle. Las propias anomalías observadas en Urano permitieron deducir cómo era el nuevo planeta y en qué parte del cielo debía ser buscado, por lo que Le Verrier y Adams sólo tuvieron que recurrir a su inteligencia para predecir la posición de Neptuno.

Como era de esperar, la anotación de Neptuno en el listado de planetas conocidos no hizo sino despertar los ánimos de los astrónomos en busca de nuevos mundos. De la misma forma que Urano mostró anomalías en su movimiento, pronto se comprobó que el fenómeno también afectaba a Neptuno, de forma que se dio por hecho que tenía que haber algún planeta más allá de él que influía gravitatoriamente en su órbita. Y así comenzó, en la segunda mitad del siglo XIX, la búsqueda de un mundo transneptuniano que explicara las alteraciones sobre Urano y Neptuno, una búsqueda que se creyó terminada en 1930 con el descubrimiento de Plutón, pero que en realidad, como se verá a continuación, no ha terminado en la actualidad, puesto que Plutón sólo tiene un diámetro de 2.320 km y, por tanto, su masa no es suficiente para causar las supuestas alteraciones gravitatorias sobre planetas que le superan extraordinariamente en tamaño.

Percival Lowell inicia la búsqueda

La leyenda del Planeta X nació, antes del descubrimiento de Plutón, con Percival Lowell, fundador del observatorio que lleva su propio nombre en Flagstaff (Arizona). Nacido en Boston en 1855, dedicó la primera parte de su vida a los negocios y la segunda, hechizado por la astronomía, al estudio de Marte y a la búsqueda del planeta que, según sus convicciones, existía más allá de Neptuno. El Observatorio Lowell se fundó en 1894, y en su etapa inicial operó con telescopios modestos, pero más tarde su fundador encargó a Alvan Clark el famoso refractor de 24 pulgadas (60 cm.) con el que dedicó una buena parte de sus observaciones a Marte, fruto de las cuales nacieron sus teorías sobre los canales marcianos y una supuesta civilización en aquel planeta. Pero para Lowell el planeta X era tanto o más importante que Marte, y las investigaciones que promovió en su busca reportaron importantísimos hallazgos científicos, entre ellos el de Plutón, el día 18 de febrero de 1930, a cargo de Clyde Tombaugh.

Las primeras estimaciones concretas de la posición del planeta X fueron hechas por Percival Lowell en 1905, y desde ese año hasta su muerte en 1916 nunca interrumpió su búsqueda, aunque al final era evidente su desánimo. Realmente, el astrónomo norteamericano se vio recompensado con sus observaciones de Marte, sobre el que siempre creyó que estaba habitado, pero no superó el otro reto que se había marcado en su vida y murió decepcionado por ello. Asimismo, Lowell fue blanco de numerosas críticas, tanto en vida como después de su muerte, en especial en relación con su hipótesis de los canales de Marte. La realidad demuestra, sin embargo, que a pesar de que estuviera equivocado en este capítulo de sus observaciones, se ha sido muy injusto con él desde determinados ámbitos de la ciencia. El conjunto de la labor de Percival Lowell ha aportado un valioso patrimonio científico, y no puede olvidarse que el observatorio que él fundó en 1894 ha hecho extraordinarias contribuciones durante más de un siglo y en la actualidad continúa siendo uno de los centros internacionales de primera fila en el estudio del cosmos.

La hipótesis de un planeta transneptuniano fue compartida por numerosos astrónomos contemporáneos de Lowell, entre ellos Camille Flammarion, Thomas Jefferson y los hermanos Edward Charles y William Henry Pickering. En el observatorio que creó en Flagstaff, Lowell tuvo como principal colaborador a William Henry Pickering, que le ayudó en numerosos proyectos y amplió notablemente las investigaciones. Durante las primeras décadas del siglo XX, barrieron el cielo de sur a norte con los telescopios, analizando miles de placas fotográficas, pero no apareció en ninguna de ellas. Aun así, Pickering publicó en Harvard sus investigaciones y Lowell hizo lo propio con las suyas desde Flagstaff. Paralelamente a las pesquisas en busca del misterioso mundo perdido, los retratos del cielo captados desde diferentes observatorios permitieron descubrir al mismo tiempo centenares de asteroides, estrellas viariables y numerosos cometas, pero lo más sorprendente es que, tal como se comprobó años más tarde, en ellas aparecieron dos imágenes de Plutón, que no fue detectado por Lowell ni sus colaboradores directos en Flagstaff.

Edward Charles Pickering, hermano de William Henry y director del Observatorio de Harvard, fue uno de los competidores de Percival Lowell. Elaboró en 1903 el primer mapa fotográfico completo del cielo y se erigió en uno de los principales especialistas en espectros estelares, pero también cedió a la tentación de buscar el misterioso planeta, aunque no lo hizo directamente. Se lo encargó a Milton Humason, un brillante astrónomo que trabajó junto a Edwin Powell Hubble en los estudios sobre galaxias que llevaron a demostrar que el Universo está en expansión. Humason inició su vínculo con la astronomía como arriero durante la construcción del Observatorio de Monte Wilson, en el que después fue conserje y, más tarde, el científico que compartió con Hubble las asombrosas observaciones del espectacular desplazamiento al rojo que sufre el espectro de las galaxias al alejarse. En 1919, Edwad Charles Pickering le pidió que rastreara el cielo en busca del planeta X, pero tampoco lo encontró.

Tombaugh y el hallazgo de Plutón

Fallecido Lowell, en Flagstaff asumi ó la dirección del observatorio Vesto Slipher, uno de los astrónomos pioneros en el estudio de las galaxias y su velocidad de expansión. Aunque ésta era una de sus líneas de investigación preferidas, Slipher decidió continuar la labor de búsqueda del planeta X emprendida por su antecesor. En 1929, a los trece años de la muerte de Percival Lowell, se presentó en Flagstaff un joven llamado Clyde Tombaugh dispuesto a trabajar como ayudante en el observatorio. Slipher decidió asignarle la engorrosa tarea de escrutar el cielo tras el rastro del planeta y de analizar numerosas fotografías para comprobar si estaba en ellas, pero Tombaugh no se amilanó y demostró, como hizo hasta su muerte en 1997, que era una persona sumamente minuciosa y perseverante en su trabajo.

La técnica de Tombaugh era brillante, pero farragosa. Utilizando un astrógrafo de 18 pulgadas (45 cm), un telescopio cuya óptica está diseñada para la fotografía en lugar de la observación visual, el novato del observatorio Lowell seleccionaba las diversas zonas de la bóveda celeste donde se creía que podía estar el planeta X, y tomaba placas por pares con intervalos de dos a seis días. Es decir, que tras una primera toma volvía a fotografiar la misma región celeste al cabo de varios días. De esta forma, si en el campo de la imagen había un planeta, éste aparecería movido respecto al fondo de estrellas, que permanece imperturbable.

Los días 23 y 29 de enero de 1930, Clyde Tombaugh dirigió el telescopio tomando como referencia la estrella Delta Geminorum, en la constelación de los Gemelos (Gemini), y obtuvo sus rutinario par de fotografías con seis días de intervalo. Varias semanas después, el 18 de febrero, analizó las dos imágenes y comprobó, gracias al comparador fotográfico, que había un puntito de luz perdido entre el fondo estelar que cambiaba de posición entre una placa y otra. El astrónomo comunicó su hallazgo a la dirección del observatorio, y el 13 de marzo de 1930 se anunció públicamente el descubrimiento del noveno planeta del Sistema Solar.

Como ya había ocurrido anteriormente con Urano y Neptuno, se suscitó el debate popular sobre el nombre que debía otorgarse al nuevo planeta, pero en medio de la discusión de los astrónomos llegó de Oxford (Inglaterra) la propuesta de Venetia Burney, una niña fascinada por las leyendas de la mitología clásica, que sugirió que se llamara Plutón. La propuesta fue muy bien recibida en el Observatorio Lowell porque las dos primeras letras de Plutón coincidían con las iniciales de Percival Lowell, con lo que, de alguna forma, quedaba patente el homenaje al astrónomo que había impulsado la búsqueda del planeta.

No era lo que Lowell buscaba

La búsqueda parecía haber terminado con el logro de Clyde Tombaugh, pero él mismo tardó poco tiempo en darse cuenta de que ése no era el planeta que buscaba Lowell. Plutón no era el planeta X. Por eso siguió rastreando los cielos durante otros 13 años en busca de él, aunque no lo encontró. Fue tan meticuloso que llegó a fotografiar áreas del firmamento muy alejadas de la eclíptica, el plano en el que se mueve aparentemente el Sol, y cerca del cual se halla el resto de los planetas. Pero Plutón ya se desviaba 17 grados respecto a la eclíptica, por lo que Tombaugh pensó que el planeta X podía estar todavía más alejado y que ésa era una de las razones por las que no había podido descubrirse, puesto que la mayoría de los astrónomos, incluido Lowell, lo había buscado en la zona por la que se movían los demás planetas. La búsqueda fue en vano, pero no los resultados científicos, puesto que en esos 13 años Clyde Tombaugh le aportó a la ciencia, mientras desmenuzaba la bóveda celeste, el descubrimiento de dos cometas, cientos de asteroides, varios cúmulos estelares y decenas de galaxias y cúmulos de galaxias.

En 1946, Tombaugh se traslado a Nuevo Méjico. Falleció el 19 de enero de 1997, sesenta y siete años después de haber descubierto Plutón, pero en todo ese tiempo se mantuvo como un brillante científico y profesor de astronomía en la universidad del Estado de Nuevo Méjico, colaborando con la NASA y numerosos grupos internacionales de investigación y promoviendo la creación de nuevos observatorios. A lo largo de su vida fue asistiendo a la sucesión de nuevos datos sobre Plutón, que vinieron a confirmarle lo que el ya sabía desde poco después de su hallazgo. Efectivamente, el tamaño del planeta acabó reduciéndose hasta los 2.320 km tras haberse creído, hace algunas décadas, que era mucho mayor. El astrónomo Gerard Peter Kuiper estimó en 1950 que el diámetro debía ser de 5.900 km, más del doble del que se ha podido precisar ahora. Aun así, el cálculo de Kuiper ya dejaba claro que Plutón era bastante pequeño, lo que chocaba con las históricas predicciones de que el planeta X debía ser un mundo gigante, al menos comparable a Urano o Neptuno, cuyos diámetros respectivos alcanzan los 51.200 y 49.500 km. Resultaba evidente, pues, que a pesar de tratarse del noveno planeta del Sistema Solar, Plutón no era el artífice de las alteraciones gravitatorias sobre Urano y Neptuno que dieron origen a la búsqueda del planeta X, que teóricamente debía ser mucho más masivo.

Lo extraño es que desde 1930 nadie se hubiera dado cuenta de que Plutón presentaba un extraño aspecto. Si bien ni siquiera los mayores telescopios terrestres permiten apreciar detalles de su superficie a causa de su pequeño tamaño y su lejanía (su distancia media al Sol es de 5 900 millones de kilómetros), en las fotografías no aparecía circular y así, en 1978, el astrónomo norteamericano James Christy se fijó en una imagen en la que Plutón presentaba una ligera protuberancia, algo imposible en un planeta. El estudio de la anomalía reveló que tenía una luna, a la que se bautizó con el nombre de Caronte. Gracias al Telescopio Espacial Hubble sabemos hoy que Caronte tiene 1 300 kilómetros de diámetro.
En el año 2006, la Unión Astronómica Internacional (IAU) acordó catalogar a Plutón como planeta enano, o lo que es lo mismo, dejar de considerarlo como el noveno planeta del Sistema Solar. En este web puedes leer también un artículo sobre la exclusión de Plutón como planeta, acerca de la cual hay una división de opiniones en el ámbito de la astronomía internacional.

Incertidumbre más allá de Plutón

Desde 1930 no se ha interrumpido la búsqueda del planeta X, pero lo cierto es que en la actualidad muy pocos astrónomos creen en él, otro sector más amplio se limita a no descartar que ande por ahí, perdido en el cielo, y la inmensa mayoría da por hecho que jamás ha existido. Incluso hay científicos que, cuando se les pregunta, responden bromeando que si el planeta X hubiese estado ahí, Clyde Tombaugh lo hubiera encontrado después de haber analizado miles de placas fotográficas en las que tuvo que identificar decenas de millones de estrellas.

Uno de los principales problemas para confirmar la certeza de las supuestas alteraciones gravitatorias es que Neptuno tarda 165 años en completar su revolución alrededor del Sol, ya que su distancia media a éste es de 4.500 millones de kilómetros. Por ello, hasta el año 2011 no completará la primera órbita desde el momento en que fue descubierto en 1846 y todavía tardará más en aportar datos directos sobre su comportamiento. Esta circunstancia llevó a algunos investigadores a recurrir a otras referencias para estudiar las anomalías gravitatorias, y esto fue lo que en 1971 reabrió el debate sobre el planeta X. El norteamericano J. L Brady dedujo que si había un planeta de gran tamaño más allá de Plutón, sus influencias gravitatorias también debían afectar al cometa Halley, que en el afelio —el punto en el que está más alejado del Sol— alcanza la órbita de Neptuno, por lo que decidió analizar los pasos históricos del cometa desde tiempos remotos y cotejar las fechas reales de su observación con las que le correspondían con los cálculos matemáticos sobre su trayectoria. De esa manera, pensó Brady, si había algún elemento perturbador tendría que estar reflejado en desviaciones sobre las fechas correctas. Sus resultados causaron un gran revuelo en 1971 y algunos diarios se apresuraron a anunciar el descubrimiento del planeta X: un mundo gigante, con una masa de 300 veces la de la Tierra —similar, por tanto, a Júpiter—, un periodo de revolución alrededor del Sol de casi 500 años, y con una distancia media a éste de 9.000 millones de kilómetros, casi el doble que la de Plutón. Brady también señaló la posición del cielo en la que debía estar, pero aquí fue donde se produjo el problema, porque el planeta X no apareció.

El episodio de Brady marcó una ruptura casi definitiva en la comunidad astronómica. Lo que se había considerado factible desde los tiempos de Lowell empezó a tornarse una quimera permanentemente desmentida por las observaciones; cada vez que alguien anunciaba la posición del planeta, los telescopios se encargaban de demostrar que allí no estaba. Pero eso no fue suficiente para zanjar el asunto, y en 1987 surgieron nuevas propuestas.

La primera de ellas se produjo tras un importante acontecimiento para la historia de la aeronáutica. La nave Pioneer 11 se convirtió en el primer ingenio espacial que cruzaba la frontera del Sistema Solar interior, al rebasar la órbita de Plutón, y su hermana, la Pioneer 10, lo hizo poco después. Ambas fueron las primeras sondas de la NASA que llegaron a Júpiter en 1973, y actualmente atraviesan el Sistema Solar exterior, en lo que ya se considera el medio interestelar. La trayectoria de las dos Pioneer fue estudiada por John Anderson, del Jet Propulsion Laboratory (JPL), para comprobar si había fluctuaciones en su movimiento, y los cálculos le llevaron a sugerir la posibilidad de que realmente existiera un décimo planeta. Para él, se trataba de un cuerpo con masa cinco veces superior a la de la Tierra, pero con un larguísimo periodo orbital, de duración comprendida entre 700 y 1.000 años, así como una gran excentricidad e inclinación respecto a la eclíptica. Tales conclusiones determianaban que al menos hasta el año 2.600 no podría observarse directamente el nuevo planeta.

Sin embargo, las estimaciones de Anderson quedaron supeditadas y abiertas a cálculos posteriores sobre las trayectorias de las Voyager 1 y 2. La primera de ambas sólo visito Júpiter y Saturno, pero la segunda, además de ambos tomó impulso después hasta llegar a Urano y Neptuno, logrando de ambos y de sus lunas las primeras fotografías. Por eso, el éxito de la misión Voyager 2 y la exactitud de su trayectoria fueron usadas posteriormente por otros científicos del Jet Propulsion Laboratory para asegurar que no existían anomalías. Además de este argumento, desde este laboratorio de la NASA, encargado de las misiones espaciales, se aportaron nuevos datos en 1993 acerca de los movimientos y la masa de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, según los cuales, en realidad no se habían producido anomalías gravitatorias pese a la creencia mantenida históricamente, al menos no para justificar la presencia de ningún otro planeta masivo además de los ya conocidos.

Con ello, el misterio pareció disolverse, pero en la actualidad sigue habiendo grupos de astrónomos convencidos de que en el Sistema Solar hay importantes anomalías más allá de Plutón. En 1987, el mismo año en que Anderson dio a conocer desde el JPL sus estimaciones acerca del décimo planeta, Daniel P. Whitmire y John Matese anunciaron las suyas propias: distancia al Sol de unos 12.000 millones de kilómetros y un periodo de unos 700 años, con una inclinación orbital de 45 grados. Whitmire sugirió esta hipótesis como alternativa a la existencia de Némesis, una supuesta estrella compañera del Sol que tampoco ha sido encontrada. Asimismo, el descubrimiento de las enanas marrones, un cuerpo celeste situado a mitad de camino entre lo que es un planeta y una estrella, podría estar abriendo una nueva perspectiva en el estudio de los extraños fenómenos observados a lo largo de la historia en los confines del SIstema Solar. Aunque hace un siglo Percival Lowell bautizó a su misterioso objeto como planeta X, el curso de la historia de la astronomía ha ampliado los horizontes de la búsqueda.

(Artículo basado en el capítulo sobre el mismo tema del libro Los enigmas del Cosmos, de Vicente Aupí)

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