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El hallazgo de dos asteroides respalda la hipótesis del Planeta Nueve del Sistema Solar

Si hay una característica importante de los objetos transneptunianos extremos es que sus propiedades dinámicas se explican mejor si existen uno o más planetas desconocido en nuestro sistema solar

Los «objetos transneptunianos extremos» (ETNO, por sus siglas en inglés) reciben ese nombre porque se mueven más allá de Neptuno, en órbitas muy alejadas respecto a la de la Tierra. Para hacerse una idea, nosotros orbitamos alrededor del Sol a una distancia media de una unidad astronómica (UA, 150 millones de km) y los objetos transneptunianos extremos lo hacen a más de 150 UA.





Se conocen de forma indirecta un total de 21, y hasta ahora solo uno (Sedna) se había podido observar mediante espectroscopía.


Los movimientos de los objetos transneptunianos extremos (derecha) sugieren que en los confines del sistema solar existe al menos un planeta desconocido (izquierda)

Pero si hay una característica importante de los ETNO es que sus propiedades dinámicas se explican mejor si existen uno o más planetas desconocidos en nuestro sistema solar, lo que supondría una noticia extraordinaria en astronomía. Los astrónomos españoles Carlos y Raúl de la Fuente Marcos fueron unos de los primeros en plantear esa posibilidad en 2015 en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Un año más tarde los investigadores Brown y Batygin usaron las órbitas de siete ETNO para predecir la existencia de una supertierra: el famoso Planeta Nueve, que se supone gira en torno al Sol a unas 700 UA y que es objeto de una carrera entre equipos de astrofísicos de todo el mundo.

Ahora, un equipo de investigación liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en colaboración con los hermanos De la Fuente Marcos, de la Universidad Complutense de Madrid, ha dado un paso más para caracterizar físicamente estos objetos y ayudar a confirmar o no la hipótesis de un nuevo planeta en nuestro sistema solar gracias al estudio de dos ETNO.

Los científicos han llevado a cabo las primeras observaciones espectroscópicas de los llamados 2004 VN112 y 2013 RF98, ambos particularmente interesantes desde el punto de vista dinámico, pues sus órbitas son casi idénticas y sus polos orbitales presentan una separación angular extremadamente pequeña.

Esto sugiere un origen común y sus órbitas actuales podrían ser resultado de una interacción en el pasado con el hipotético Planeta Nueve. El estudio, publicado también en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, propone que este par de objetos transneptunianos extremos fue un asteroide binario que se desligó tras acercarse a un planeta más allá de Plutón.

Primeras observaciones espectroscópicas

Las observaciones espectroscópicas, en el rango visible, se realizaron en colaboración con los astrónomos de soporte Gianluca Lombardi y Ricardo Scarpa, usando el espectrógrafo OSIRIS del Gran Telescopio CANARIAS (GTC), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

«Se trata del primer estudio espectroscópico sobre estos objetos, que no están al alcance de la mayoría de los telescopios», destaca Carlos de la Fuente Marcos, que añade: «El Gran Telescopio CANARIAS ha demostrado que está a la altura de los telescopios de Chile o de Hawái».





La tarea de identificar los asteroides fue muy laboriosa dado que, al estar tan lejos, su desplazamiento aparente en el cielo es muy lento. Después midieron sus magnitudes aparentes (su brillo intrínseco observado desde la Tierra) y, además, recalcularon la órbita de 2013 RF98, la cual estaba pobremente determinada: los investigadores encontraron el objeto a más un minuto de arco de la posición predicha por las efemérides.

Estas observaciones han ayudado a mejorar su órbita y han sido publicadas por el Minor Planet Center, organismo responsable de la identificación de planetas menores (cometas y asteroides), así como de sus medidas y posiciones orbitales.

En cuanto a sus composiciones, el rango visible del espectro puede aportar cierta información. Mediante su pendiente espectral, se sabe si pueden tener hielos puros en su superficie, como es el caso de Plutón, así como carbono altamente procesado. También puede indicar la posible presencia de silicatos amorfos, como en el caso de los asteroides Troyanos de Júpiter.


Las órbitas de los seis objetos transneptunianos (magenta) se alinean misteriosamente hacia una dirección, una configuración que se puede explicar por la presencia de un Planeta Nueve (naranja) en nuestro sistema solar, según los astrónomos de Caltech CALTECH/R. HURT (IPAC)

Los valores obtenidos de 2004 VN112 y 2013 RF98 son prácticamente idénticos y similares a los observados mediante fotometría de otros dos objetos transneptunianos extremos, 2000 CR105 y 2012 VP113. En cambio, Sedna, el único que había sido observado espectroscópicamente hasta la fecha, presenta unos valores muy diferentes a los demás de su clase.

Estos cinco objetos forman parte del grupo de los siete utilizados para plantear la hipótesis del Planeta Nueve, lo que sugiere que todos deben tener una región de origen común, salvo Sedna, que se cree que proviene de la zona interna de la nube de Oort. «Dado que las pendientes espectrales similares observadas del par 2004 VN112 – 2013 RF98 sugieren un origen físico común —explica Julia de León, primera autora de la investigación y astrofísica del IAC—, nos planteamos la posibilidad de que hubieran sido en su día un asteroide binario que quedó desligado por un encuentro con un objeto más masivo».

Para validar esta hipótesis, el equipo hizo miles de simulaciones numéricas, para ver cómo se separan los polos orbitales con el tiempo. Los resultados sugieren que un posible Planeta Nueve, con una masa de entre 10 y 20 masas terrestres orbitando el Sol a una distancia media de entre 300 y 600 UA, podría haber desviado el par 2004 VN1122013 RF98 hace unos 5 a 10 millones de años. De esta forma, se explicaría cómo estos dos asteroides, en un principio girando uno alrededor del otro, fueron separando sus órbitas poco a poco al haberse acercado a un objeto mucho más masivo en un determinado momento.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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El infernal Venus pudo haber sido habitable durante miles de millones de años

Un equipo de astrónomos piensa que el tórrido y tóxico mundo alguna vez fue un hogar acogedor para una potencial existencia de vida.

Venus es, sin lugar a dudas, un hermano tóxico de la Tierra. A pesar de que ambos mundos son similares en tamaño y densidad, nuestro vecino planetario tiene temperaturas tan altas que pueden derretir el plomo, los vientos que lo azotan son unas 60 veces más veloces que el giro del planeta, y tiene una aplastante atmófera con más de 90 veces la presión encontrada en la de la Tierra. Pero hay algunas pistas alentadoras de que miles de millones de años atrás Venus podría haber sido más afín a su gemelo, la Tierra.

Además de sus tamaños comparables, los mundos también se formaron juntos, lo que sugiere que están formados de los mismos materiales. La gran diferencia es su proximidad al Sol. Debido a que Venus está a aproximadamente 41 millones de kilómetros más cerca, recibe el doble de luz solar que la Tierra. Pero hace unos pocos millones de años, un sol ligeramente más débil podría haber permitido que Venus fuera relativamente fría, un lugar donde el agua líquida podría haberse agrupado en vastos océanos, amigables para la vida.


En esta vista en perspectiva tridimensional de la superficie de Venus se observa el Monte Maat. Crédito: NASA / JPL

Un nuevo estudio aceptado recientemente en Geophysical Research Letters sugiere que Venus no sólo era habitable en el pasado distante, sino que podría haber permanecido habitable durante miles de millones de años. Michael Way del Instituto Goddard de Estudios Espaciales y sus colegas aplicaron el primer modelo climático en tres dimensiones —las mismas simulaciones por computadora que se utilizan para predecir el cambio climático causado por el hombre en la Tierra— a la época primitiva de Venus. Como la investigación anterior en Venus se limitaba a modelos climáticos unidimensionales (que tienen en cuenta la radiación entrante y saliente, pero no visualizan las complejidades dentro de una atmósfera, como las nubes), los resultados son un gran paso adelante en comparación con estos estudios anteriores, según los científicos. «Hay una diferencia real entre un cálculo aproximado y la conexión de un modelo más sofisticado», dice Jason Barnes, astrónomo de la Universidad de Idaho, que no participó en el estudio.







El equipo simuló primero cómo podría haberse visto el clima venusiano hace 2.900 millones de años. Una fecha tan antigua requiere que los investigadores hagan algunas conjeturas acerca del planeta primitivo, tal como asumir que tenía un océano poco profundo de sólo el 10 por ciento del volumen que tiene la Tierra hoy en día. Pero los resultados fueron claros: hace 2.900 millones de años, el segundo mundo rocoso desde el Sol podría haber tenido una suave temperatura, similar a la Tierra, que se mantenía alrededor de los 11 grados centígrados. Posteriormente, el equipo hizo una corrida del modelo para un Venus más tardío, hace unos 715 millones de años, y encontró que incluso bajo el calor del Sol el planeta se habría calentado sólo 4 grados centígrados con respecto al clima anterior. Un ligero aumento de la temperatura de ese nivel habría permitido que un océano líquido persistiera en el planeta durante miles de millones de años.

¿Qué permitió que Venus permaneciera húmedo durante tanto tiempo? De acuerdo a los modelos, las nubes jugaron un papel clave. Lo más probable es que se juntaran en el lado diurno del planeta, actuando como un escudo brillante que reflejaba la luz solar entrante, y nunca se formaban en el lado nocturno, dejando que el calor se irradiara hacia el espacio. «Para mí la verdadera noticia es que Venus podría haber sido habitable durante un período significativo de tiempo, y el tiempo es uno de los ingredientes clave para la capacidad de originar vida en un planeta», dice Lori Glaze, astrónoma del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA, quien no participó en el estudio. Esta propuesta le agrega un nuevo elemento a la cuestión de la habitabilidad: el tiempo. «La habitabilidad no es algo estático», dice David Grinspoon, un astrónomo del Instituto de Ciencia Planetaria y co-autor del trabajo. «No es sólo una cuestión de un punto del espacio, es un punto en el espacio y en el tiempo, y durante cuánto tiempo, potencialmente, podría retener los océanos un planeta, y si es suficiente extenso como para ser considerado un buen candidato para haber tenido un origen y una evolución de la vida.»


Cómo veía al planeta Venus la CF hace 50 años. Quizás no estaban tan errados.

Esas condiciones de ambiente fresco, sin embargo, dependen de si Venus tenía el mismo aspecto en su juventud que hoy en día —aunque los investigadores añadieron un océano, mantuvieron la topografía actual de Venus intacta— y si siempre ha girado tan lentamente como ahora, que le lleva 243 días terrestres para completar su rotación. Debido a que las respuestas a ambas preguntas son bastante inciertas, el equipo de investigación también modeló cómo habría sido el clima de Venus hace 2.900 millones de años si tenía una topografía similar a la Tierra primitica, o si giraba a un ritmo ligeramente más rápido. Las diferencias se hicieron enormes. Con cadenas montañosas y cuencas oceánicas similares a la de la Tierra, la temperatura era de 12 grados más caliente que con la topografía actual de Venus. Y si la velocidad de rotación era de 16 días terrestres, la temperatura se disparaba a 45 grados más alta que con el nivel de velocidad de rotación actual. El patrón de nubes que mantenía el clima fresco sólo se formaba con el planeta rotando lentamente.

Este resultado tiene enormes implicaciones para el ambiente de estudio de los exoplanetas. «La comunidad debe tener cuidado con ignorar mundos que están demasiado cerca de sus estrellas, como los mundos de tipo Venus», dice Way. Si algunas de las características clave, tales como la topografía de un exoplaneta y la velocidad de rotación, son justamente las correctas, entonces el borde interior de la zona habitable en un sistema solar —donde las condiciones propicias para la vida pueden surgir— estará más cerca de la estrella madre que lo que por lo general se piensa. El hallazgo es especialmente importante dado que se trata de mundos cercanos que son mucho más fáciles de observar, y definir sus características, que otros tipos de planetas. El muy esperado Telescopio Espacial James Webb —a menudo referido como el sucesor del Hubble—, por ejemplo, es probable que sólo estudiar mundos cercanos a sus estrellas, dejando las observaciones de los planetas con órbitas más amplias —como Marte o incluso la Tierra— fuera de la cuestión. O como Ravi Kopparapu, un astrónomo de la Universidad Estatal de Pensilvania, define: «Lo más cercano a la Tierra que podemos conseguir con el telescopio espacial James Webb es un Venus alrededor de estrellas frías.»

Pero Glaze no puede contener su entusiasmo sobre el último estudio debido a la información que aporta sobre un planeta rocoso cerca de casa. «Venus es el planeta de al lado, el hermano de al lado, y es muy sorprendente lo poco que sabemos», dice ella. «Conocemos Marte mucho más que Venus. Éstos [contando la Tierra] son los tres planetas terrestres de nuestro propio patio trasero. Si no entendemos estos tres planetas, y lo que los hace similares, y lo que los hace diferentes, vamos a estar en apuros para interpretar los nuevos planetas que estamos descubriendo fuera de nuestro Sistema Solar».

Afortunadamente, hay dos misiones a Venus actualmente en competencia para un potencial vuelo: una se trata de una misión geofísica para cartografiar el planeta en una resolución más alta que antes. La otra es una liderada por la propia Glaze, que mediría la composición de la atmósfera de Venus. Ambas podrían darnos mejor información sobre cómo se veía Venus en el pasado. «Todavía hay datos más importantes que tenemos que recoger con el fin de ajustar estos modelos, y tenemos la capacidad de recopilar esos datos ahora. Sólo necesitamos las misiones», dice Glaze.

Fuente: Scientific American. Aportado por Eduardo J. Carletti

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El planeta 9 va tomando forma: modelan cómo sería

Los astrofísicos han modelado la evolución del planeta que se supone que existe en el Sistema Solar exterior. Estiman que el objeto tiene un radio en la actualidad igual a 3,7 radios terrestres y una temperatura de menos 226 grados centígrados

¿De qué tamaño y cuál es el brillo del planeta 9 si realmente existe? ¿Cuál es su temperatura y qué telescopio podría encontrarlo? Estas fueron las preguntas que querían responder el profesor Christoph Mordasini, de la Universidad de Berna, y su estudiante de doctorado Esther Linder, cuando se enteraron del posible planeta adicional en el Sistema Solar, sugerido por Konstantin Batygin y Mike Brown, del Instituto de Tecnología de California.







Los científicos suizos son expertos en el modelado de la evolución de los planetas. Por lo general estudian la formación de exoplanetas jóvenes en los discos alrededor de estrellas a años luz de distancia, y la posibilidad de captar imágenes de estos objetos con futuros instrumentos como el Telescopio Espacial James Webb.

En este sentido, Esther Linder dice: «Para mí, el candidato a planeta 9 es un objeto cercano, aunque está alrededor de 700 veces más lejos que la distancia que separa la Tierra y el Sol». Los astrofísicos asumen que el planeta 9 es una versión más pequeña de Urano y Neptuno, un pequeño gigante de hielo con una envoltura de hidrógeno y helio.

Con su modelo de evolución de los planetas, calcularon parámetros, como la forma en que el radio planetario o el brillo ha evolucionado desde que el Sistema Solar se formó hace unos 4.600 millones de años.

Calentado desde el interior

En su estudio aceptado por la revista Astronomy & Astrophysics, los científicos concluyen que se trata de un planeta con masa igual a 10 masas terrestres: tiene un radio actual de 3,7 veces el radio de la Tierra. Su temperatura es de menos 226 grados centígrados o 47 grados Kelvin.

«Esto significa que la emisión del planeta está dominada por el enfriamiento del núcleo, porque de lo contrario la temperatura sería sólo el 10 Kelvin!, explica Esther Linder en un comunicado: «Su energía intrínseca es aproximadamente 1.000 veces más grande que su energía absorbida». Así, la luz del sol reflejada aporta sólo una pequeña parte de la radiación total que podría detectarse. Esto significa que el planeta es mucho más brillante en el infrarrojo que en imagen óptica. «Como nuestro candidato a planeta 9 no es ahora más que un simple punto de masa, toma forma de acuerdo a sus propiedades físicas», dice Christoph Mordasini.

Los investigadores comprobaron si sus resultados explican por qué el planeta 9 no ha sido detectado por telescopios hasta ahora. Calcularon el brillo de planetas más pequeños y más grandes en diversas órbitas. Concluyeron que los estudios del cielo realizados en el pasado tenían sólo una pequeña oportunidad de detectar un objeto de 20 masas terrestres o menos, especialmente si está cerca de los puntos más lejanos de la órbita alrededor del Sol.

Pero la misión Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) Wide-field Infrared Survey Explorer de la NASA podría haber descubierto un planeta con una masa igual a 50 veces la masa terrestre o más.

«Esto pone un límite superior de masa interesante para el planeta», explica Esther Linder. Según los científicos, los futuros telescopios como el Large Synoptic Survey Telescope en construcción cerca de Cerro Tololo en Chile debería estar en condiciones de encontrar o descartar el candidato a Planeta 9. «Esa es una actividad muy interesante», dice Christoph Mordasini.

La NASA descarta que el planeta 9 afecte a la nave Cassini

La NASA ha negado que su nave espacial Cassini de la NASA experimente desviaciones inexplicables en su órbita alrededor de Saturno.

Varias noticias recientes han informado de que una misteriosa anomalía en la órbita de Cassini potencialmente podría explicarse por el tirón gravitacional de un nuevo planeta masivo teorizado en nuestro sistema solar, que está al acecho mucho más allá de la órbita de Neptuno.

Si bien la existencia del planeta propuesto finalmente puede ser confirmado por otros medios, los navegantes de la misión en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, «no han observado desviaciones inexplicables en la órbita de la nave espacial desde su llegada allí en 2004».

«Un planeta sin descubrir fuera de la órbita de Neptuno, 10 veces la masa de la Tierra, afectaría a la órbita de Saturno, Cassini no«, dijo William Faulkner, un científico planetario del JPL.

Folkner desarrolla información de la órbita planetaria utilizada para la navegación de alta precisión de la Cassini por la NASA.

«Esto podría producir una firma en las mediciones de Cassini mientras que está en órbita alrededor de Saturno, si el planeta estuviera lo suficientemente cerca del Sol. Sin embargo, no vemos ninguna firma no explicada por encima del nivel del ruido de medición de datos de Cassini tomadas entre 2004-2016.»

Un artículo reciente predice que, si se dispusiera hasta el año 2020 de los datos de seguimiento de la posición de la Cassini, podrían ser utilizados para revelar una «más probable» ubicación para el nuevo planeta en su larga órbita alrededor del sol. Sin embargo, la misión de Cassini está prevista que termine a finales de 2017, cuando la nave espacial – con bajo nivel de combustible para continuar una misión más larga – se sumergirá en una atmósfera de Saturno.

«Aunque nos gustaría que Cassini pudiera ayudar a detectar un nuevo planeta en el Sistema Solar, no vemos perturbaciones en nuestra órbita que no podamos explicar con nuestros modelos actuales«, dijo Earl Maize, director del proyecto Cassini en el JPL en un comunicado de la NASA.

Fuente: Varios Medios. Aportado por Eduardo J. Carletti

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