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El noveno planeta del sistema solar puede ser un agujero negro del tamaño de un pomelo
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Si existe, pronto lo descubriremos

El noveno planeta del sistema solar puede ser un agujero negro del tamaño de un pomelo

El astrofísico Avi Loeb nos habla sobre la futilidad de etiquetar objetos en el sistema solar, la importancia de los objetos más allá de Neptuno y la posibilidad de que allí haya un agujero negro primordial

Foto: Los planetas del sistema solar podrían estar acompañados de un agujero negro primordial del tamaño de un pomelo.
Los planetas del sistema solar podrían estar acompañados de un agujero negro primordial del tamaño de un pomelo.

Hace unas horas, en una entrevista radiofónica desde Washington DC, el entrevistador me preguntó: "¿Es Plutón un planeta? Estoy discutiendo un libro de astronomía con mi hijo de tres años y medio y nos confunden los argumentos contradictorios que han planteado los astrónomos a lo largo de los años sobre si hay que llamarlo planeta. ¿Cuál es su opinión?" Mi respuesta: "No importa. Plutón es uno de los muchos objetos del Sistema Solar formados a partir de rocas, hielo y gas dentro del disco de escombros que quedó tras la formación del Sol. Los astrónomos clasifican algunos de estos objetos como planetas, pero la naturaleza produjo un amplio espectro de objetos sin ningún sistema de clasificación en mente. Deberíamos considerar el diverso esplendor de todos estos objetos con igual atención, como si fueran miembros de una familia, cada uno con sus propias características y cualidades especiales". El entrevistador se sorprendió y apuntó: "Nunca había oído esto. Gracias. Se lo haré saber a mi joven astrónomo".

El debate sobre la clasificación de Plutón como planeta arranca en 1992, con el descubrimiento por Jane Luu y David Jewittseguido de los hallazgos de Mike Brown — de muchos más objetos como Plutón más allá de la órbita de Neptuno a 30 au, el llamado cinturón de Kuiper de objetos trans-neptunianos que están de 40 a 50 veces más lejos de lo que la Tierra está del Sol (con la separación Tierra-Sol definida como "unidad astronómica" y abreviada como "au"). Los objetos transneptunianos más grandes son Plutón, Eris, Haumea y Makemake.

placeholder Magnífico Plutón, capturado por la nave de la NASA New Horizons. (NASA)
Magnífico Plutón, capturado por la nave de la NASA New Horizons. (NASA)

Los objetos transneptunianos

En agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional (UAI) rebajó el estatus de Plutón, descubierto por Clyde Tombaugh en 1930, al de "planeta enano". Sólo los mundos rocosos del Sistema Solar interior y los gigantes gaseosos del sistema exterior fueron designados como planetas. El Sistema Solar interior, dentro de la órbita de Júpiter, contiene el cinturón de asteroides, así como los planetas terrestres, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Los "gigantes gaseosos" son Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano. Esta clasificación del sistema solar tiene ocho planetas en lugar de los nueve que había antes de la decisión de la IAU.

placeholder Ilustración de la superficie del planeta enano Makemake. (ESO/L. Calçada/Nick Risinger)
Ilustración de la superficie del planeta enano Makemake. (ESO/L. Calçada/Nick Risinger)

Un "planeta enano", tal y como lo define la IAU, es un cuerpo celeste en órbita alrededor del Sol que es lo suficientemente masivo como para que su forma (casi esférica) esté controlada por la gravedad y no por fuerzas mecánicas (lo que permite que los objetos pequeños tengan una forma inusual), pero que no ha limpiado su región vecina de otros objetos. Los tres criterios de la IAU para clasificar a un objeto como planeta son:

  1. Estar en órbita alrededor de una estrella.
  2. Tener suficiente masa para mantener el equilibrio hidrostático con una forma esferoidal.
  3. Despejar de objetos en la zona alrededor de su órbita.

Mi argumento es simple. Aunque la IAU elevó los planetas a una clase especial, estos objetos no deberían recibir ninguna prioridad en relación con los miembros más pequeños de su familia. Después de todo, son mucho menos masivos que su estrella madre, que es por sí misma una trillonésima parte de la masa de la Vía Láctea, que es una de los trillones de galaxias en el volumen observable del universo, por no hablar del volumen del espaciotiempo más allá de lo que observamos. Además, los objetos más pequeños son más numerosos y pueden ser los hábitats más abundantes para la vida bajo su superficie helada.

También es refrescante recordar la frase de William Shakespeare en la obra Romeo y Julieta: "¿Qué hay en un nombre? Eso que llamamos una rosa. Con cualquier otro nombre olería igual de dulce". En otras palabras, los objetos del cinturón de Kuiper siguen siendo fascinantes después de la degradación de Plutón.

El Noveno Planeta

Podemos encontrar los objetos de poca masa en las afueras del Sistema Solar por el reflejo de la luz solar. Dado que el flujo de luz solar que incide en su superficie disminuye inversamente a la distancia al cuadrado y el flujo que vuelve a nuestro telescopio tiene una dependencia adicional a la distancia inversa al cuadrado, se espera que un objeto de cinturón Kuiper en retroceso se desvanezca inversamente a la distancia a la cuarta potencia. Sin embargo, si un objeto produjese su propia luz, se desvanecería como las luces de un barco que se aleja en el mar, de forma inversa a la distancia al cuadrado. En un trabajo de 2012 con Ed Turner, mostré que la imagen profunda del telescopio Webb — celebrada el 11 de julio de 2022 en la Casa Blanca — puede identificar una fuente de luz tan débil como la ciudad de Tokio a la distancia de Plutón.

placeholder Una explicación a las alteraciones de las órbitas de algunos objetos del cinturón de Kuiper es un planeta gigante todavía no descubierto. (Ilustración de Tom Ruen/CC)
Una explicación a las alteraciones de las órbitas de algunos objetos del cinturón de Kuiper es un planeta gigante todavía no descubierto. (Ilustración de Tom Ruen/CC)

Cuando Mike Brown visitó mi despacho en Harvard hace siete años, le pregunté si alguna vez había comprobado si el brillo de los objetos del cinturón de Kuiper varía inversamente a la distancia a la segunda o cuarta potencia a medida que cambian de distancia. Me contestó rápidamente: "¿Por qué iba a comprobarlo? Su brillo debe cambiar con la distancia a la cuarta potencia". Rumié en voz baja: "Si nunca imaginas cosas inusuales, nunca las descubrirás".

La lente óptica más grande jamás fabricada que alimentará el sensor de 3.200 megapíxeles del observatorio Vera Rubin. (Farrin Abbott / SLAC)

Al año siguiente, Mike Brown sugirió junto con Konstantin Batygin — su colega en Caltech y antiguo postdoctorado conmigo en Harvard — que podría haber un nuevo planeta que sustituyese a Plutón en el sistema solar exterior. La posible existencia de este "Noveno Planeta" se dedujo de la agrupación de objetos transneptunianos extremos. Batygin y Brown calcularon que el Noveno Planeta tenía entre cinco y ocho veces la masa de la Tierra y orbitaba alrededor del Sol a una distancia de 300 a 500 au. Hasta ahora, la búsqueda de la luz reflejada de este hipotético planeta no ha dado resultados.

Un agujero negro primordial

¿Podría este objeto ser oscuro porque es un agujero negro? En un trabajo reciente con mi estudiante, Amir Siraj, consideré la posibilidad de que el Noveno Planeta sea un agujero negro primordial con una masa planetaria y un horizonte del tamaño de un pomelo. Demostramos que las rocas heladas del sistema solar exterior deberían estar lo suficientemente cerca de un agujero negro de este tipo como para ser perturbadas por su fuerte marea gravitatoria. La llamarada resultante de la acreción en la "boca" del agujero negro podría detectarse a una velocidad razonable con el Legacy Survey of Space and Time (LSST) del próximo Observatorio Vera C. Rubin. [El LSST es un estudio que durará una década sobre el cielo del hemisferio sur que se llevará a cabo en el observatorio Vera C. Rubin que se encuentra actualmente en construcción en la cima de El Peñón del Cerro Pachón, en el norte de Chile — N. del T.].

placeholder Imagen del agujero negro masivo en el centro de nuestra galaxia. Si hay uno en el sistema solar, sería infinitamente más pequeño, del tamaño de un pomelo.
Imagen del agujero negro masivo en el centro de nuestra galaxia. Si hay uno en el sistema solar, sería infinitamente más pequeño, del tamaño de un pomelo.

Esperemos que el vídeo de 3.200 millones de píxeles del LSST del cielo austral [que tomará cada cuatro días] encuentre nuevos objetos en las afueras del sistema solar. Tanto si se trata de un nuevo planeta, de nuevos objetos como el degradado Plutón, de rocas más pequeñas que reflejan la luz del sol, de agujeros negros primordiales que perturban las rocas heladas, o de luces artificiales de una ciudad o una nave espacial, serán tan emocionantes para mí como lo serían para el hijo de tres años y medio del entrevistador que llevará la antorcha de la astronomía hacia nuevas fronteras, independientemente de cualquier sistema de clasificación generado por los veteranos miembros de la UAI.

Hace unas horas, en una entrevista radiofónica desde Washington DC, el entrevistador me preguntó: "¿Es Plutón un planeta? Estoy discutiendo un libro de astronomía con mi hijo de tres años y medio y nos confunden los argumentos contradictorios que han planteado los astrónomos a lo largo de los años sobre si hay que llamarlo planeta. ¿Cuál es su opinión?" Mi respuesta: "No importa. Plutón es uno de los muchos objetos del Sistema Solar formados a partir de rocas, hielo y gas dentro del disco de escombros que quedó tras la formación del Sol. Los astrónomos clasifican algunos de estos objetos como planetas, pero la naturaleza produjo un amplio espectro de objetos sin ningún sistema de clasificación en mente. Deberíamos considerar el diverso esplendor de todos estos objetos con igual atención, como si fueran miembros de una familia, cada uno con sus propias características y cualidades especiales". El entrevistador se sorprendió y apuntó: "Nunca había oído esto. Gracias. Se lo haré saber a mi joven astrónomo".

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