Plutón: características, composición, órbita, movimiento, satélites
Plutón es un objeto celeste, actualmente considerado como un planeta enano, aunque durante un largo tiempo fue el planeta más lejano del sistema solar. En 2006 la Unión Astronómica Internacional decidió incluirlo en una nueva categoría: la de los planetas enanos, dado que Plutón carece de algunos de los requisitos necesarios para ser un planeta.
Cabe destacar que la controversia sobre la naturaleza de Plutón no es nueva. Todo comenzó cuando el joven astrónomo Clyde Tombaugh lo descubrió el 18 de febrero de 1930.
Los astrónomos suponían que tal vez existía un planeta más alejado que Neptuno y para hallarlo, siguieron el mismo esquema del descubrimiento de este. Valiéndose de las leyes de la mecánica celeste, determinaron la órbita de Neptuno (y Urano), comparando los cálculos con las observaciones de las órbitas reales.
Las irregularidades, en caso de existir, las causaba un planeta desconocido más allá de la órbita de Neptuno. Precisamente esto fue lo que hizo Percival Lowell, fundador del observatorio Lowell en Arizona y entusiasta defensor de la existencia de vida inteligente en Marte. Lowell halló estas irregularidades y gracias a ellas calculó la órbita del desconocido “planeta X”, cuya masa estimó en 7 veces la masa terrestre.
Unos años después del fallecimiento de Lowell, Clyde Tombaugh encontró el nuevo astro usando un telescopio de fabricación propia, solo que el planeta resultó más pequeño de lo previsto.
Al nuevo planeta se le dio el nombre de Plutón, dios romano del inframundo. Muy apropiado porque las dos primeras letras corresponden a las iniciales de Percival Lowell, el autor intelectual del descubrimiento.
Sin embargo, las presuntas irregularidades encontradas por Lowell no eran otra cosa que el producto de algunos errores aleatorios en sus cálculos.
Índice del artículo
- 1 Características de Plutón
- 2 ¿Por qué Plutón no es un planeta?
- 3 Movimiento de traslación
- 4 Cómo y cuándo observar a Plutón
- 5 Movimiento de rotación
- 6 Composición
- 7 Estructura interna
- 8 Geología
- 9 Satélites de Plutón
- 10 Misiones a Plutón
Plutón es un astro de pequeño tamaño, así que las irregularidades de la órbita del gigante Neptuno no podían deberse a él. Inicialmente se pensó que Plutón tendría el tamaño de la Tierra, pero poco a poco las observaciones condujeron a rebajar cada vez más su masa.
Las estimaciones recientes de la masa de Plutón, a partir de los datos orbitales conjuntos de él y su satélite Caronte, indican que la masa del sistema Plutón-Caronte es 0.002 veces la masa terrestre.
Realmente se trata de un valor muy pequeño como para perturbar a Neptuno. La mayor parte de esta masa corresponde a Plutón, que es a su vez 12 veces más masivo que Caronte. De allí la densidad de Plutón se ha estimado en 2.000 kg/m3, estando compuesto de un 65 % de roca y un 35 % de hielo.
Una característica muy importante del helado y errático Plutón es su órbita alrededor del Sol, sumamente elíptica. Esto lo lleva de vez en cuando a acercarse más al Sol que el mismo Neptuno, como ocurrió durante el período comprendido entre 1979 y 1999.
En este encuentro, los astros nunca colisionaron porque la inclinación de las respectivas órbitas no lo permitió y porque además Plutón y Neptuno se encuentran en resonancia orbital. Esto significa que sus períodos orbitales están relacionados a causa de la influencia gravitatoria mutua.
Plutón se reserva otra sorpresa: emite rayos X, una radiación de alta energía del espectro electromagnético. Esto no sería sorprendente, ya que la sonda New Horizons confirmó la presencia de una tenue atmósfera en Plutón. Y cuando las moléculas de esta delgada capa de gases interactúan con el viento solar, emiten radiación.
Pero el telescopio de rayos X Chandra encontró una emisión bastante mayor de lo esperado, que sorprendió a los expertos.
-Masa: 1.25 x 1022 kg
-Radio: 1.185 km (más pequeño que la Luna)
-Forma: redondeada.
-Distancia media al Sol: 5.900 millones de km.
–Inclinación de la órbita: 17º respecto a la eclíptica.
-Temperatura: -229.1 ºC promedio.
-Gravedad: 0.6 m/s2
-Campo magnético propio: No.
-Atmósfera: Sí, tenue.
-Densidad: 2 g/cm3
-Satélites: 5 conocidos hasta ahora.
-Anillos: No por el momento.
La razón de que Plutón no sea un planeta es que no cumple con los criterios que la Unión Astronómica Internacional para que un cuerpo celeste sea considerado un planeta. Dichos criterios son:
- Orbitar alrededor de una estrella o su remanente.
- Poseer masa suficiente como para que su misma gravedad le permita tener forma más o menos esférica.
- Carecer de luz propia.
- Tener dominio orbital, es decir, una órbita exclusiva, que no interfiera con la de otro planeta y libre de objetos más pequeños.
Y aunque Plutón cumple con los tres primeros requisitos, como hemos visto antes, su órbita interfiere con la de Neptuno. Esto significa que Plutón no ha despejado su órbita, por así decirlo. Y como no tiene dominancia orbital, no puede ser considerado un planeta.
Además de la categoría de planeta enano, la Unión Astronómica Internacional creó otra: los cuerpos menores del sistema solar, en la que se encuentran los cometas, los asteroides y los meteoroides.
La Unión Astronómica Internacional también definió cuidadosamente los requisitos para ser un planeta enano:
- Orbitar alrededor de una estrella.
- Tener masa suficiente como para poseer una forma esférica.
- No emitir luz propia.
- Carecer de una órbita despejada.
Entonces la única diferencia entre los planetas y los planetas enanos está en el último punto: los planetas enanos simplemente no tienen una órbita “limpia” o exclusiva.
La órbita de Plutón es muy elíptica y al estar tan alejado del Sol, tiene un período muy largo: 248 años, de los cuales 20 los pasa más cercano al Sol que el propio Neptuno.
La órbita de Plutón es la más inclinada de todas respecto al plano de la eclíptica: 17 º, así que cuando se cruza con la de Neptuno, los planetas se encuentran bastante alejados entre sí y no hay peligro de colisión entre ellos.
La resonancia orbital que existe entre ambos planetas es de la clase que garantiza la estabilidad de sus trayectorias.
Los siguientes datos describen someramente el movimiento de Plutón:
-Radio medio de la órbita: 39.5 UA* o 5.9 billones de kilómetros.
–Inclinación de la órbita: 17º respecto al plano de la eclíptica.
-Excentricidad: 0.244
–Velocidad orbital media: 4.7 km/s
–Período de traslación: 248 años y 197 días
–Período de rotación: 6.5 días aproximadamente.
*Una unidad astronómica (UA) equivale a 150 millones de kilómetros.
Plutón está demasiado lejos de la Tierra como para ser observable a simple vista, ya que es apenas mayor a 0.1 segundo de arco. Por lo tanto se requiere el uso de un telescopio, incluso los modelos para aficionados sirven. Además los modelos recientes incorporan controles programables para encontrar a Plutón.
Sin embargo, aún con telescopio, Plutón se verá como un punto diminuto entre otros miles, por lo tanto para distinguirlo hay que saber primero dónde buscar y luego seguirlo durante varias noches, como lo hizo Clyde Tombaugh. Plutón será el punto que se mueva sobre el fondo de estrellas.
Como la órbita de Plutón está fuera de la órbita terrestre, el mejor momento para verlo (pero hay que aclarar que no es el único) es cuando se encuentra en oposición, lo que significa que la Tierra se interpone entre el planeta enano y el Sol.
Esto también es válido para Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, los llamados planetas superiores. Las mejores observaciones se hacen cuando se encuentran en oposición, aunque por supuesto pueden ser visibles en otros momentos.
Para conocer la oposición de los planetas es recomendable acudir a los sitios especializados de internet o descargar alguna aplicación de astronomía para teléfonos inteligentes. De esta forma se pueden planificar apropiadamente las observaciones.
En el caso de Plutón, desde 2006 hasta 2023 se mueve desde la constelación de Serpens Cauda hasta la de Sagitario.
Plutón tiene un movimiento de rotación alrededor de su propio eje, al igual que la Tierra y los demás planetas. A Plutón le lleva 6 días y medio dar una vuelta sobre sí mismo, porque su velocidad de rotación es menor que la de la Tierra.
Siendo tan lejano al Sol, si bien este es el objeto más brillante en el cielo de Plutón, el astro rey luce como un punto apenas mayor que el resto de las estrellas.
Por eso los días en el planeta enano transcurren en la penumbra, aún los más claros, a causa de que la delgada atmósfera es capaz de dispersar algo de luz.
Por otro lado, su eje de rotación está inclinado 120º respecto a la vertical, lo cual significa que el polo norte queda por debajo de la horizontal. En otras palabras, Plutón gira de costado, al igual que Urano.
Esta inclinación es mucho mayor que la del eje terrestre de solo 23.5º, por lo tanto las estaciones en Plutón son extremas y muy prolongadas, dado que tarda poco más de 248 años en orbitar al Sol.
Muchos científicos creen que las rotaciones retrógradas como en los casos de Venus y Urano, o los ejes de rotación tan inclinados, nuevamente como Urano y Plutón, se deben a los impactos fortuitos, causados por otros cuerpos celestes de gran tamaño.
De ser así, una cuestión importante aún por resolver, es por qué el eje de Plutón se detuvo precisamente en 120 º y no en otro valor.
Sabemos que Urano lo hizo en 98º y Venus en 177º, mientras que Mercurio, el planeta más cercano al Sol, tiene su eje completamente vertical.
En la figura se observa la inclinación del eje de rotación de los planetas, al ser vertical el eje, en Mercurio no hay estaciones:
Plutón está compuesto de rocas y de hielo, aunque lucirían bien distintos que los de la Tierra, dado que Plutón es frío más allá de lo imaginable. Los científicos estiman que las temperaturas del planeta enano oscilan entre -228 ºC y -238 ºC, siendo que la menor temperatura observada en la Antártida es -128 ºC.
Eso sí, los elementos químicos son comunes. En la superficie de Plutón se distinguen:
- Metano.
- Nitrógeno.
- Monóxido de carbono.
Cuando la órbita de Plutón lo acerca al Sol, el calor evapora los hielos de estas sustancias, las cuales pasan a formar parte de la atmósfera. Y cuando se aleja, vuelven a congelarse sobre la superficie.
Estos cambios periódicos ocasionan la aparición de zonas claras y oscuras en la superficie de Plutón, que se van alternando con el tiempo.
En Plutón es frecuente encontrar unas curiosas partículas llamadas “tholins” (nombre que les dio el notable astrónomo y divulgador Carl Sagan), que se crean cuando la radiación ultravioleta del Sol descompone las moléculas de metano y separa las de nitrógeno. La reacción entre las moléculas resultantes forman moléculas más complejas, aunque más desordenadas.
En la Tierra no se forman los tholins, pero sí se encuentran en los objetos del sistema solar exterior, brindándoles una coloración rosada, como por ejemplo en Titán, el satélite de Saturno y desde luego en Plutón.
Hasta el momento todo indica que Plutón tiene un núcleo rocoso formado por silicatos y probablemente cubierto por una capa de agua helada.
La teoría de la formación de planetas señala que las partículas más densas se acumulan en el centro, mientras que las más livianas, como las de hielo, se quedan por encima, configurando el manto, la capa intermedia entre el núcleo y la superficie.
Puede que por debajo de la superficie y por encima del manto congelado, exista una capa de agua líquida.
El interior del planeta es muy caliente debido a la presencia de elementos radiactivos, cuyo decaimiento produce radiación, parte de la cual se propaga en forma de calor.
Los elementos radiactivos son de naturaleza inestable, por ello tienden a transformarse en otros más estables, emitiendo partículas y radiación gamma continuamente, hasta lograr estabilidad. Dependiendo del isótopo, una cierta cantidad de material radiactivo decae en fracciones de segundo o demora millones de años.
La fría superficie de Plutón es casi toda nitrógeno congelado con trazas de metano y de monóxido de carbono. Estos dos últimos compuestos no se distribuyen homogéneamente sobre la superficie del planeta enano.
Las imágenes muestran zonas claras y oscuras, así como variaciones de color, lo que hace suponer la existencia de diversas formaciones y el predominio de algunos compuestos químicos en ciertos lugares.
Pese a que llega muy poca luz del Sol, la radiación ultravioleta es suficiente como para causar reacciones químicas en la delgada atmósfera. Los compuestos que se producen de esta manera se mezclan con la lluvia y la nieve que cae sobre la superficie, otorgándole los colores entre amarillo y rosa con que Plutón se ve desde los telescopios.
Casi todo lo que se conoce acerca de la geología de Plutón se debe a los datos recogidos por la sonda New Horizons. Gracias a ellos, los científicos ahora saben que la geología de Plutón es sorprendentemente variada:
- Planicies de hielo.
- Glaciares.
- Montañas de agua congelada.
- Algunos cráteres.
- Evidencia de criovulcanismo, volcanes que arrojan agua, amoniaco y metano, a diferencia de los volcanes terrestres que arrojan lava.
Plutón posee varios satélites naturales, de los cuales Caronte es el más grande.
Durante un tiempo, los astrónomos creyeron que Plutón era mucho más grande de lo que realmente es, debido a que Caronte orbita muy cerca y casi circularmente. Por ello al principio los astrónomos no los podían distinguir.
En 1978 el astrónomo James Christy descubrió a Caronte mediante fotografías. Tiene la mitad de tamaño que Plutón y su nombre también proviene de la mitología griega: Caronte era el barquero que trasladaba las almas hacia el inframundo, el reino de Plutón o Hades.
Posteriormente, en 2005, gracias al telescopio espacial Hubble se encontraron las dos pequeñas lunas Hydra y Nix. Y después, en 2011 y 2012 respectivamente, aparecieron Cerbero y Estigia, todos con nombres mitológicos.
Estos satélites también poseen órbitas circulares alrededor de Plutón y puede que sean objetos capturados del cinturón de Kuiper.
Plutón y Caronte forman un sistema muy interesante, en el cual el baricentro o centro de masa, yace fuera del objeto mayor. Otro ejemplo extraordinario es el sistema Sol-Júpiter.
Ambos también están en rotación síncrona el uno con el otro, lo que significa que siempre se muestran la misma cara. Entonces el período orbital de Caronte es de 6.5 días aproximadamente, que es el mismo de Plutón. Y este también es el tiempo que tarda Caronte en dar una vuelta alrededor de su eje.
Muchos astrónomos creen que estas son buenas razones para considerar a la pareja como un planeta doble. Tales sistemas dobles no son raros en los objetos del universo, entre las estrellas es frecuente encontrar sistemas binarios.
Incluso se ha llegado a proponer que la Tierra y la Luna también sean considerados como planeta binario.
Otro punto de interés de Caronte es que tal vez contiene agua líquida en su interior, que llega a la superficie a través de fisuras y forma géiseres que se congelan de inmediato.
Es una buena pregunta, ya que después de todo Plutón está en los confines del sistema solar y alguna vez se lo consideró un planeta. Y todos los planetas exteriores tienen anillos.
En principio, dado que Plutón posee 2 lunas suficientemente pequeñas con poca gravedad, los impactos contra ellas podrían levantar y dispersar material suficiente como para que se acumule en la órbita del planeta enano, formando anillos.
Sin embargo, los datos aportados por la misión New Horizons de la NASA, muestran que Plutón no tiene anillos en este momento.
Pero los sistemas de anillos son estructuras temporales, al menos en el tiempo astronómico. La información que se tiene actualmente sobre los sistemas de anillos de los planetas gigantes, revela que su formación es relativamente reciente y que tan rápido como se forman, pueden desaparecer y viceversa.
New Horizons es la misión destinada por la NASA para explorar Plutón, sus satélites y los demás objetos del cinturón de Kuiper, la región que circunda al Sol en un radio de entre 30 y 55 Unidades Astronómicas.
Plutón y Caronte se encuentran entre los objetos más grandes en esta región, que también contiene otros, como cometas y asteroides, los llamados cuerpos menores del sistema solar.
La veloz sonda New Horizons despegó de Cabo Cañaveral en 2006 y llegó a Plutón en 2015. Obtuvo numerosas imágenes que muestran características nunca vistas del planeta enano y sus satélites, así como mediciones de campo magnético, espectrometría y más.
New Horizons sigue enviando información actualmente, y ahora se encuentra a unas 46 UA de distancia de la Tierra, en pleno cinturón de Kuiper.
En 2019 estudió el objeto llamado Arrokoth (Ultima Thule) y ahora se prevé que próximamente lleve a cabo mediciones de paralaje y envíe imágenes de las estrellas desde un punto de vista totalmente diferente al terrestre, que sirvan como guía de navegación.
También se espera que New Horizons siga enviando información hasta el 2030 por lo menos.