Ventana al Espacio (LXV)

Galaxia M51, desde Gaia.

Lo que sabemos (ahora) de Plutón

Falta exactamente un año para el gran momento, quizás, de nuestras vidas. La llegada a la última frontera del sistema solar, la última terra incógnita de nuestra parcela galáctica. Porque sí, hablamos de Plutón que, tanto para esta crónica como para la gente de la misión que está a punto de llegar allá es, ha sido, y será el noveno y último planeta del sistema solar. Por ello, este es el mejor momento para hacerse esta pregunta: antes de que lo alcance y obtenga información, ¿qué sabemos de Plutón, y más generalmente, de su sistema?

Desde su descubrimiento en 1930, la exploración de Plutón ha estado condicionada por dos factores: su enorme lejanía a nosotros (lo que le hace ser un objeto particularmente débil) y su reducido tamaño (que contribuye a su escaso brillo). A pesar de ello, los astrónomos de aquellos días fueron capaces de computar su órbita, su distancia al Sol y su inclinación con respecto a la eclíptica. La siguiente gran noticia que llegó desde la lejanía fue que este pequeño planeta tenía una luna. Encontrada en 1978, en las imágenes no era más que una suerte de “grano” que aparecía de vez en cuando sobre el disco planetario. Y en 1985, tras una ocultación estelar, astrónomos usando el Observatorio Aerotransportado Kuiper detectaron una atmósfera sobre el planeta.

La primera vez que vimos el sistema Plutón-Caronte como dos cuerpos separados fue tras el lanzamiento del telescopio espacial Hubble en 1990, y este gran observatorio ha sido el que más nos ha proporcionado acerca de este rincón lejanísimo del sistema solar. Ha hecho dos mapas de la superficie de Plutón, en 1994 y en los años 2002 y 2003, encontrando diferencias notables en el brillo superficial. Pero lo mejor ha sido el descubrimiento de cuatro satélites adicionales. Nix e Hydra localizados el 15 de mayo del 2005, Kerberos el 28 de junio del 2011 y Styx el 26 de junio del 2012. Estos descubrimientos han provocado el miedo en el equipo de la misión New Horizons de que pueda existir alguna nube de restos, una suerte de anillo rodeando el planeta. De momento se atienen al plan inicial, pero si de aquí a pocas semanas de la máxima aproximación se confirma su presencia es probable que haya que alterar la misión en cierta medida.

El sistema de Plutón orbita en torno al Sol en aproximadamente 248.09 años (que nadie espere cumplir años allí) en una órbita con un perihelio situado a 4.437 millones de km. (casi 30 unidades astronómicas) de Helios y un afelio de 7.311 millones de km. (casi 40 unidades astronómicas), en una órbita inclinada 17.1º con respecto a la eclíptica. Lo extraño de la órbita no es su excentricidad o su inclinación, sino que durante 20 años su órbita es más interior que la de Neptuno, y el último periodo en que esto sucedió ha sido recientemente, entre el 7 de febrero de 1979 al 11 de febrero de 1999, pero no hay que preocuparse. Como la inclinación orbital de ambos planetas es tan distinta, nunca colisionarán. Pero es más, Neptuno y Plutón tienen una resonancia orbital 3:2. Queda claro que para llegar allí no es fácil ni rápido.

Su diámetro aproximado es de 2306 km., aunque existe una incertidumbre de unos 20 km. arriba o abajo sobre las dimensiones exactas del planeta. Rota sobre sí mismo en 6.39 días, y como ya hemos comentado alguna vez, es el mismo tiempo que tarda Caronte, su mayor satélite, en rodearlo, y también es lo que tarda en dar una vuelta sobre sí mismo. Esto provoca que ambos cuerpos se ofrezcan siempre la misma cara el uno al otro. Lo más extraño es que todo el sistema orbita alrededor de un baricentro. Al igual que el sistema Tierra-Luna, todo su sistema rota alrededor de un punto imaginario en el centro de su esfera 

de influencia. Aquí apenas se nota porque el baricentro está dentro de la propia Tierra. Allí los seis cuerpos orbitan alrededor de ese baricentro de manera que Plutón parece que bambolea a medida que rota sobre su eje, inclinado 120º respecto a la vertical. Su densidad media, calculada gracias a la influencia gravitacional de Caronte, nos indica que existe una apreciable cantidad de hielo y una importante cantidad de roca, que podría ir de un 50-50 % en la distribución de material a un 70% de roca y un 30% de hielo, aunque estas son solo estimaciones brutas. A partir de esto se nos indica que el tamaño del núcleo de Plutón es aproximadamente un 70% del radio total del planeta.

La atmósfera de Plutón es extremadamente delgada, todavía más que la de Marte. Mientras la Tierra la presión media es de 1.000 milibares (un bar), la de Marte es de unos 6 milibares, y la de Titán, el satélite gigante de Saturno es de 1.600 milibares, se calcula que la de Plutón es de apenas 24 microbares cuando es más densa. Los estudios realizados desde Tierra indican la presencia de nitrógeno, metano y monóxido de carbono. La presencia del metano en su atmósfera provoca que la temperatura a 10 km. de altitud de su superficie la temperatura sea levemente más alta que en la propia superficie. Hay que decir que la atmósfera es el principal responsable de que sea difícil calcular el diámetro exacto del planeta, y se ha teorizado que podría existir algún tipo de neblina que cubriera la superficie a los ojos de cualquier vehículo espacial que desee explorarlo. Otra cosa acerca de la atmósfera es la que provocó toda esta prisa por lanzar una sonda espacial hacia allí: a medida que se va alejando del Sol, esta minúscula envuelta gaseosa se congela y queda atrapada en su superficie. Este proceso, teorizado de que empezara a ocurrir a partir del 2010, de momento no existe, es más, la presión atmosférica parece haberse incrementado, de manera que New Horizons sea capaz de examinarla al milímetro.

Tendrá que ser New Horizons quien tenga que decirnos (si el planeta contribuye) cómo es su superficie. La mejor resolución que tenemos es de varios cientos de km., por lo que es imposible distinguir formaciones geológicas. Todos los mapas muestran enormes variaciones de brillo, desde regiones oscuras directamente negras, a naranjas y rojas. En el espectro infrarrojo también hay enormes diferencias a medida que el planeta rota, por lo que es uno de los cuerpos celestes más variables que existen. Todo esto nos indica que Plutón debe tener de todo, aunque adivinar ese “de todo” será sin duda complicado hasta la llegada de New Horizons. Una cosa si sospechan los científicos: es muy probable que su superficie sea casi un calco que la que se encontró Voyager 2 en Tritón, la mayor luna de Neptuno. Eso sí, su temperatura es de -230º C. la espectroscopia realizada de Plutón nos revela un planeta cubierto en un 98% de nitrógeno helado, con trazas de metano, etano y monóxido de carbono, es decir, los mismos constituyentes de la atmósfera. En cuanto a la distribución, el hielo de metano parece concentrarse más en el hemisferio que ofrece a Caronte, mientras que en el hemisferio posterior la abundancia la tiene el nitrógeno y el monóxido de carbono.

Hasta la fecha, se han descubierto 5 satélites en torno a Plutón, aunque hay estudios que sugieren que podría haber más. Existe una fórmula que indica hasta qué punto máximo puede mantener un cuerpo celeste en su campo gravitatorio a otro, lo que se suele llamar la esfera Hill. En Neptuno hay alguna luna que se encuentra a un 40% de la distancia del radio de la esfera Hill, y se cree que en Plutón podría haber algo orbitando a una distancia del 53% (o 69%, en caso de orbitar de forma retrógrada) del planeta, o más lunas o un anillo. El caso es que los cinco satélites ocupan un 3% de este radio, lo que añade todo un nuevo potencial de descubrimiento, y de riesgos.

En orden de distancia, Caronte es el más cercano, y es el más grande. Lo insólito del caso, como ya comentamos en su día, es que el diámetro de Caronte es aproximadamente el de la mitad de Plutón, inaudito en todo el sistema solar. La siguiente mayor proporción entre un planeta y su mayor satélite es el sistema Tierra-Luna, en el que Selene tiene un 1/81 del tamaño de la Tierra. Su diámetro estimado es de 1.206 km. (más o menos 3 km.), y su distancia al baricentro des de unos 17.536 km., y a 19.571 km. del centro de Plutón. Orbita prácticamente en el ecuador de Plutón, y siempre ofrece su misma cara al planeta. Su densidad media es algo menor que la de Plutón, por lo que su contenido en hielo es mayor (55% roca, 45% hielo). Se sospecha que su interior está diferenciado (corteza, manto, núcleo) y su superficie, más oscura, ofrece una banda ecuatorial más brillante y unos polos más oscuros. En cuanto a la superficie, los estudios afirman que está compuesta en su mayoría por hielo de agua, y análisis más recientes afirman haber detectado hidratos de amoniaco y cristales de hielo de agua, por lo que se aventura a afirmar que Caronte podría ser geológicamente activo, en forma de criogéiseres. Ese estudio afirma que bajo la capa de hielo de agua existe en determinadas regiones depósitos de agua y amoniaco mezclados, que permanecen en estado líquido. Hasta donde sabemos, carece de atmósfera.

Los otros cuatro satélites son mucho más pequeños. Styx es el segundo en orden de distancia. Orbita alrededor del baricentro en unos 20 días a una distancia de aproximadamente 42.000 km. Se calcula su diámetro medio entre los 10 y los 25 km., y es probable que tenga forma irregular. Su superficie se afirma que está compuesta por hielo de agua. Nix es el tercero desde Plutón, y dista del baricentro unos 48.708 km., tardando en dar una vuelta en aproximadamente 24 días. Su diámetro estimado va de los 23 a los 68 km. (por lo que será posiblemente irregular)  y también se cree que está compuesto por hielo de agua. La cuarta en distancia es Kerberos, que dista del baricentro 59.000 km., y tarda en rodearlo en  32.1 días. Y por último, Hydra es el satélite conocido más lejano a Plutón, dista del baricentro 65.000 km., y da una vuelta completa en 38.2 días. Es un 25% más brillante que Nix, y su diámetro calculado va de entre los 30 y los 84 km. Lo más notable de todo es la interrelación entre Caronte y los otros cuatro satélites, ya que existe una casi resonancia entre ellos de 1:3:4:5:6. Lo que queda claro es que debido a su escaso tamaño, tendrá que ser New Horizons quien proporcione luz a cómo son estos satélites.

Hay otras propiedades del sistema de Plutón que son imposibles de investigar desde la Tierra, como por ejemplo si posee campo magnético, o cómo influye el viento solar en el entorno de estos seis cuerpos desconocidos, en la atmósfera de Plutón como en las superficies de los cinco satélites. La verdad es que si tuviéramos que hablar de lo que NO sabemos de Plutón y sus acompañantes, la entrada sería sin duda mucho mayor, y por suerte New Horizons está extraordinariamente equipada para responder a buena parte de estas preguntas, aunque seguramente provocará que formulemos muchas preguntas nuevas.

Antes de su despegue, veíamos a Plutón como un destino extremadamente distante, no en cuanto a distancia, si no en lo que tardaría en llegar, nueve años empleando la gravedad de Júpiter. Pero ahora solo estamos a un año, y que su cámara más potente ya sea capaz de distinguir separadamente a Plutón y Caronte es algo que nos llena de alegría y entusiasmo. Cuando sea despertada este mes de diciembre, New Horizons empezará a estudiar intensivamente el sistema plutoniano ya hasta pocos días después de su máxima aproximación. Aunque tardará todavía varios meses en entregarnos lo que recolecte por allá, si escribiéramos una entrada nueva siguiendo esta como patrón, será mucho mayor. Queda un año, lo dicho, así que no perdáis de vista esta misión.