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Articulo de referencia

Planeta enano

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Nueve planetas enanos [ a ] más probables y fechas de descubrimiento
Ceres (1801)
Plutón (1930)
Quaoar (2002)
Sedna (2003)
Orcus (2004)
Haumea (2004)
Eris (2005)
Makemake (2005)
Gonggong (2007)

Un planeta enano es un objeto pequeño de masa planetaria que orbita directamente alrededor del Sol , con masa suficiente para ser redondeado gravitacionalmente , pero insuficiente para alcanzar el dominio orbital como los ocho planetas clásicos del Sistema Solar . El prototipo de planeta enano es Plutón , que durante décadas fue considerado un planeta antes de que se adoptara el concepto de "enano" en 2006. Muchos geólogos planetarios consideran que los planetas enanos y las lunas de masa planetaria son planetas, [ 1 ] pero desde 2006 la IAU y muchos astrónomos los han excluido de la lista de planetas.

Los planetas enanos son capaces de tener actividad geológica, una expectativa que se confirmó en 2015 con la misión Dawn a Ceres y la misión New Horizons a Plutón. Por lo tanto, los geólogos planetarios están particularmente interesados ​​en ellos.

Los astrónomos coinciden en general en que al menos los nueve candidatos más grandes son planetas enanos, ordenados aproximadamente de diámetro decreciente: Plutón , Eris , Haumea , Makemake , Gonggong , Quaoar , Sedna , Ceres y Orcus . Persiste una considerable incertidumbre sobre Salacia , el décimo candidato más grande , que puede considerarse un caso límite. De estos diez, dos han sido visitados por naves espaciales (Plutón y Ceres) y otros siete tienen al menos una luna conocida (Eris, Haumea, Makemake, Gonggong, Quaoar, Orcus y Salacia), lo que permite determinar sus masas y, por lo tanto, estimar sus densidades. La masa y la densidad, a su vez, pueden incorporarse a modelos geofísicos para intentar determinar la naturaleza de estos mundos. Solo uno, Sedna, no ha sido visitado ni tiene lunas conocidas, lo que dificulta una estimación precisa de su masa. Algunos astrónomos también incluyen muchos cuerpos más pequeños, [ 2 ] pero no hay consenso en que estos sean planetas enanos.

Historia del concepto

Imagen casi a color real de Plutón y su luna Caronte . Separación a escala.
4 Vesta , un asteroide que una vez fue un planeta enano [ 3 ]

A partir de 1801, los astrónomos descubrieron Ceres y otros cuerpos entre Marte y Júpiter que durante décadas fueron considerados planetas. Entre entonces y alrededor de 1851, cuando el número de planetas había llegado a 23, los astrónomos comenzaron a usar la palabra asteroide (del griego, que significa "parecido a una estrella" o "con forma de estrella") para los cuerpos más pequeños y comenzaron a distinguirlos como planetas menores en lugar de planetas mayores . [ 4 ]

Con el descubrimiento de Plutón en 1930, la mayoría de los astrónomos consideraban que el Sistema Solar tenía nueve planetas principales, junto con miles de cuerpos significativamente más pequeños ( asteroides y cometas ). Durante casi 50  años, se pensó que Plutón era más grande que Mercurio , [ 5 ] [ 6 ] pero con el descubrimiento en 1978 de Caronte , la luna de Plutón , fue posible medir la masa de Plutón con precisión y determinar que era mucho menor que las estimaciones iniciales. [ 7 ] Tenía aproximadamente una vigésima parte de la masa de Mercurio, lo que convertía a Plutón en el planeta más pequeño con diferencia. Aunque seguía siendo más de diez veces más masivo que el objeto más grande del cinturón de asteroides , Ceres, tenía solo una quinta parte de la masa de la Luna de la Tierra . [ 8 ] Además, al tener algunas características inusuales, como una gran excentricidad orbital y una alta inclinación orbital , se hizo evidente que era un tipo de cuerpo diferente a cualquiera de los otros planetas. [ 9 ]

En la década de 1990, los astrónomos comenzaron a encontrar objetos en la misma región del espacio que Plutón (ahora conocida como el cinturón de Kuiper ), e incluso algunos más lejanos. [ 10 ] Muchos de estos compartían varias de las características orbitales clave de Plutón, y este comenzó a ser considerado el miembro más grande de una nueva clase de objetos, los plutinos . Se hizo evidente que o bien los cuerpos más grandes de esta clase también tendrían que ser clasificados como planetas, o bien Plutón tendría que ser reclasificado, de forma similar a como Ceres fue reclasificado tras el descubrimiento de asteroides adicionales. [ 11 ] Esto llevó a algunos astrónomos a dejar de referirse a Plutón como un planeta. Se comenzaron a utilizar varios términos, como subplaneta y planetoide , para los cuerpos ahora conocidos como planetas enanos. [ 12 ] [ 13 ] Los astrónomos también confiaban en que se descubrirían más objetos tan grandes como Plutón, y que el número de planetas comenzaría a crecer rápidamente si Plutón seguía clasificado como planeta. [ 14 ]

Eris (entonces conocido como 2003 UB 313 ), un objeto transneptuniano , fue descubierto en enero de 2005; [ 15 ] se creía que era ligeramente más grande que Plutón, y algunos informes se referían informalmente a él como el décimo planeta . [ 16 ] En consecuencia, el tema se convirtió en un asunto de intenso debate durante la Asamblea General de la IAU en agosto de 2006. [ 17 ] La propuesta inicial de la IAU incluía a Caronte, Eris y Ceres en la lista de planetas. Después de que muchos astrónomos se opusieran a esta propuesta, los astrónomos uruguayos Julio Ángel Fernández y Gonzalo Tancredi elaboraron una alternativa : propusieron una categoría intermedia para objetos lo suficientemente grandes como para ser redondos pero que no habían despejado sus órbitas de planetesimales . Además de eliminar a Caronte de la lista, la nueva propuesta también eliminó a Plutón, Ceres y Eris, porque no han despejado sus órbitas. [ 18 ]

Aunque se plantearon inquietudes sobre la clasificación de planetas que orbitan otras estrellas, [ 19 ] el problema no se resolvió; en cambio, se propuso decidirlo solo cuando comenzaran a observarse objetos del tamaño de planetas enanos. [ 18 ]

Inmediatamente después de la definición de planeta enano de la IAU, algunos científicos expresaron su desacuerdo con la resolución de la IAU. [ 20 ] Las campañas incluyeron pegatinas para parachoques de coches y camisetas. [ 21 ] Mike Brown (el descubridor de Eris) está de acuerdo con la reducción del número de planetas a ocho. [ 22 ]

La NASA anunció en 2006 que utilizaría las nuevas directrices establecidas por la IAU. [ 23 ] Alan Stern , director de la misión de la NASA a Plutón , rechaza la definición actual de planeta de la IAU, tanto en términos de definir los planetas enanos como algo distinto a un tipo de planeta, como en el uso de características orbitales (en lugar de características intrínsecas) de los objetos para definirlos como planetas enanos. [ 24 ] Por lo tanto, en 2011, todavía se refería a Plutón como un planeta, [ 25 ] y aceptaba otros posibles planetas enanos como Ceres y Eris, así como las lunas más grandes , como planetas adicionales. [ 26 ] Varios años antes de la definición de la IAU, utilizó características orbitales para separar los "superplanetas" (los ocho dominantes) de los "subplanetas" (los planetas enanos), considerando a ambos tipos como "planetas". [ 27 ]

Nombre

Diagrama de Euler que muestra la concepción del Comité Ejecutivo de la IAU sobre los tipos de cuerpos en el Sistema Solar (excepto el Sol).

Entre los nombres que se utilizan para referirse a los cuerpos subplanetarios de gran tamaño se incluyen planeta enano , planetoide (término más general), mesoplaneta (utilizado específicamente para tamaños comprendidos entre Mercurio y Ceres), cuasiplaneta y (en la región transneptuniana) plutoide . Sin embargo, el término «planeta enano» se acuñó originalmente para referirse a los planetas más pequeños, no a los subplanetas más grandes, y muchos astrónomos planetarios aún lo utilizan de esa manera.

El término planeta enano, usado como sinónimo de asteroide , se remonta al menos a 1838. También se ha usado como antónimo de planeta gigante , incluyendo los planetas terrestres Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, así como la Luna. [ 28 ] En su codificación de 2006, la IAU decidió que los planetas enanos no deben considerarse planetas. Otros términos para la definición de la IAU de los cuerpos subplanetarios más grandes que no tienen tales connotaciones o usos conflictivos incluyen cuasi-planeta [ 29 ] y el término más antiguo planetoide ("que tiene la forma de un planeta"). [ 30 ] Michael E. Brown afirmó que planetoide es "una palabra perfectamente buena" que se ha usado para estos cuerpos durante años, y que el uso del término planeta enano para un no-planeta es "tonto", pero que fue motivado por un intento de la sesión plenaria de la división III de la IAU de reinstaurar a Plutón como planeta en una segunda resolución. [ 31 ] De hecho, el borrador de la Resolución 5A había llamado a estos cuerpos medianos planetoides, [ 32 ] [ 33 ] pero la sesión plenaria votó unánimemente para cambiar el nombre a planeta enano. [ 34 ] La segunda resolución, 5B, definió los planetas enanos como un subtipo de planeta , como Stern había previsto originalmente, distinguido de los otros ocho que serían llamados "planetas clásicos". Bajo esta disposición, los doce planetas de la propuesta rechazada se conservarían en una distinción entre ocho planetas clásicos y cuatro planetas enanos . La Resolución 5B fue rechazada en la misma sesión en que se aprobó la 5A. [ 31 ] Debido a la inconsistencia semántica de que un planeta enano no fuera un planeta debido al fracaso de la Resolución 5B, se discutieron términos alternativos como nanoplaneta y subplaneta , pero no hubo consenso entre el CSBN para cambiarlo. [ 35 ]

En la mayoría de los idiomas se han creado términos equivalentes traduciendo planeta enano más o menos literalmente: francés planète naine , español planeta enano , alemán Zwergplanet , ruso karlikovaya planeta ( карликовая планета ), árabe kaukab qazm ( كوكب قزم ), chino ǎixíngxīng (矮行星), coreano waesohangseong ( 왜소행성/矮小行星) o waehangseong ( 왜행성/矮行星), pero en japonés se les llama junwakusei (準惑星), que significa "cuasi-planetas" o "peneplanetas" ( pene- que significa "casi").

La Resolución 6a de la IAU de 2006 [ 36 ] reconoce a Plutón como "el prototipo de una nueva categoría de objetos transneptunianos". El nombre y la naturaleza precisa de esta categoría no se especificaron, sino que se dejó a la IAU para que los estableciera posteriormente; en el debate previo a la resolución, los miembros de la categoría fueron denominados indistintamente plutones y objetos plutonianos, pero ninguno de los nombres se mantuvo, quizás debido a las objeciones de los geólogos, quienes argumentaban que esto crearía confusión con su concepto de plutón . [ 34 ]

El 11 de junio de 2008, el Comité Ejecutivo de la IAU anunció un nuevo término, plutoide , y una definición: todos los planetas enanos transneptunianos son plutoides. [ 37 ] Otros departamentos de la IAU han rechazado el término:

...en parte debido a un malentendido por correo electrónico, el WG-PSN [Grupo de Trabajo para la Nomenclatura de Sistemas Planetarios] no participó en la elección de la palabra plutoide. ... De hecho, una votación realizada por el WG-PSN con posterioridad a la reunión del Comité Ejecutivo rechazó el uso de ese término específico... [ 35 ]

La categoría de «plutoide» capturó una distinción anterior entre la «enana terrestre» Ceres y las «enanas de hielo» del Sistema Solar exterior, [ 38 ] parte de una concepción de una división triple del Sistema Solar en planetas terrestres interiores , planetas gigantes centrales y enanas de hielo exteriores , de las cuales Plutón era el miembro principal. [ 39 ] «Enana de hielo» también se usó en cierta medida como término general para todos los planetas menores transneptunianos , o para los asteroides de hielo del Sistema Solar exterior; una definición intentada fue que una enana de hielo «es más grande que el núcleo de un cometa normal y más helada que un asteroide típico». [ 40 ]

Desde la misión Dawn , se ha reconocido que Ceres es un cuerpo geológicamente helado que puede haberse originado en el Sistema Solar exterior. [ 41 ] [ 42 ] Desde entonces, a Ceres también se le ha llamado enana de hielo. [ 43 ]

Criterios

La categoría de planeta enano surgió de un conflicto entre las ideas dinámicas y geofísicas sobre lo que constituiría una concepción útil de un planeta. En términos de la dinámica del Sistema Solar, la principal distinción radica entre los cuerpos que dominan gravitacionalmente su entorno (desde Mercurio hasta Neptuno) y aquellos que no lo hacen (como los asteroides y los objetos del cinturón de Kuiper). Un cuerpo celeste puede tener una geología dinámica (planetaria) con una masa aproximada a la necesaria para que su manto se vuelva plástico bajo su propio peso, lo que resulta en que el cuerpo adquiera una forma esférica. Dado que esto requiere una masa mucho menor que la necesaria para dominar gravitacionalmente la región del espacio cercana a su órbita, existe una población de objetos lo suficientemente masivos como para tener una apariencia de mundo y geología planetaria, pero no lo suficientemente masivos como para despejar su entorno. Ejemplos de ello son Ceres en el cinturón de asteroides y Plutón en el cinturón de Kuiper. [ 47 ]

Los dinamicistas suelen preferir usar el predominio gravitacional como umbral para la planetariedad, porque desde su perspectiva los cuerpos más pequeños se agrupan mejor con sus vecinos, por ejemplo Ceres como un asteroide grande y Plutón como un objeto grande del cinturón de Kuiper. [ 48 ] [ 49 ] Los geocientíficos suelen preferir la redondez como umbral, porque desde su perspectiva la geología impulsada internamente de un cuerpo como Ceres lo hace más similar a un planeta clásico como Marte, que a un asteroide pequeño que carece de geología impulsada internamente. Esto hizo necesaria la creación de la categoría de planetas enanos para describir esta clase intermedia. [ 47 ]

Dominancia orbital

Alan Stern y Harold F. Levison introdujeron en 2000 un parámetro Λ ( lambda mayúscula ) que expresa la probabilidad de un encuentro que resulte en una desviación orbital determinada. [ 27 ] El valor de este parámetro en el modelo de Stern es proporcional al cuadrado de la masa e inversamente proporcional al período. Este valor puede utilizarse para estimar la capacidad de un cuerpo para despejar la vecindad de su órbita, donde Λ > 1 eventualmente lo despejará. Se encontró una diferencia de cinco órdenes de magnitud en Λ entre los planetas terrestres más pequeños y los asteroides y objetos del cinturón de Kuiper más grandes. [ 44 ]

Utilizando este parámetro, Steven Soter y otros astrónomos argumentaron a favor de una distinción entre planetas y planetas enanos basada en la incapacidad de estos últimos para "limpiar el vecindario alrededor de sus órbitas": los planetas pueden eliminar cuerpos más pequeños cerca de sus órbitas mediante colisión, captura o perturbación gravitacional (o establecer resonancias orbitales que impiden colisiones), mientras que los planetas enanos carecen de la masa para hacerlo. [ 27 ] Soter propuso un parámetro que denominó discriminante planetario , designado con el símbolo µ ( mu ), que representa una medida experimental del grado real de limpieza de la zona orbital (donde µ se calcula dividiendo la masa del cuerpo candidato por la masa total de los demás objetos que comparten su zona orbital), donde µ > 100 se considera que está limpia. [ 44 ]

Jean-Luc Margot refinó el concepto de Stern y Levison para producir un parámetro similar Π ( Pi mayúscula ). [ 46 ] Se basa en la teoría, evitando los datos empíricos utilizados por Λ  . Π > 1 indica un planeta, y nuevamente hay una brecha de varios órdenes de magnitud entre planetas y planetas enanos.

Hay otros esquemas que intentan diferenciar entre planetas y planetas enanos, [ 20 ] pero la definición de 2006 utiliza este concepto. [ 34 ]

Equilibrio hidrostático

Masas de los planetas enanos más probables, con Caronte como referencia.
  1. Eris 16.38
  2. Plutón 13.03
  3. Haumea 3.95
  4. Makemake 2.7
  5. Gonggong 1.75
  6. Caronte 1.59
  7. Quaoar 1.21
  8. Ceres 0,94
  9. Orcus 0.55
  10. Salacia 0.47
La unidad de masa es × 1021 kg. Eris y Plutón dominan. Sedna, no medida , está excluida, pero probablemente sea del orden de Ceres. La Luna, en cambio, es 73,5 × 1021 kg, más de cuatro veces más masivo que Eris.

Una presión interna suficiente, causada por la gravedad del cuerpo, lo vuelve plástico , y una plasticidad suficiente permite que las elevaciones más altas se hundan y las depresiones se rellenen, un proceso conocido como relajación gravitacional. Los cuerpos de menos de unos pocos kilómetros están dominados por fuerzas no gravitacionales y tienden a tener una forma irregular, pudiendo ser montones de escombros. Los objetos más grandes, donde la gravedad es significativa pero no dominante, tienen forma de patata; cuanto más masivo es el cuerpo, mayor es su presión interna, más sólido es y más redondeada es su forma, hasta que la presión es suficiente para superar su resistencia a la compresión y alcanza el equilibrio hidrostático . Entonces, un cuerpo es tan redondo como es posible, dadas su rotación y los efectos de las mareas, y tiene forma de elipsoide . Este es el límite que define a un planeta enano. [ 50 ]

Si un objeto se encuentra en equilibrio hidrostático, una capa global de líquido en su superficie formaría una superficie con la misma forma que el cuerpo, salvo por pequeñas irregularidades como cráteres y fisuras. El cuerpo tendrá forma esférica si no rota y elipsoidal si lo hace. Cuanto más rápido rote, más achatado o incluso escaleno se vuelve. Si un cuerpo en rotación de este tipo se calentara hasta fundirse, su forma no cambiaría. El ejemplo extremo de un cuerpo que puede ser escaleno debido a su rápida rotación es Haumea , cuyo eje mayor es el doble de largo que su longitud en los polos. Si el cuerpo tiene un compañero masivo cercano, las fuerzas de marea ralentizan gradualmente su rotación hasta que se produce el acoplamiento de marea; es decir, siempre presenta la misma cara a su compañero. Los cuerpos con acoplamiento de marea también son escalenos, aunque a veces solo ligeramente. La Luna de la Tierra tiene acoplamiento de marea, al igual que todos los satélites redondeados de los gigantes gaseosos. Plutón y Caronte están acoplados gravitacionalmente entre sí, al igual que Eris y Disnomia , y probablemente también Orcus y Vanth .

No existen límites específicos de tamaño o masa para los planetas enanos, ya que no son características definitorias. No hay un límite superior claro: un objeto muy alejado en el Sistema Solar que sea más masivo que Mercurio podría no haber tenido tiempo de despejar su vecindario, y tal cuerpo se ajustaría a la definición de planeta enano en lugar de planeta. De hecho, Mike Brown se propuso encontrar un objeto así. [ 51 ] El límite inferior está determinado por los requisitos para alcanzar y mantener el equilibrio hidrostático, pero el tamaño o la masa en la que un objeto alcanza y mantiene el equilibrio depende de su composición e historia térmica, no simplemente de su masa. Un comunicado de prensa de la IAU de 2006 [ 52 ] en la sección de preguntas y respuestas estimó que los objetos con masa superior a0,5 × 10 21  kg y radio mayor de 400  km estarían "normalmente" en equilibrio hidrostático ( la forma... normalmente estaría determinada por la autogravedad ), pero que todos los casos límite tendrían que determinarse mediante observación . [ 52 ] Esto se acerca a lo que, a partir de 2019, se cree que es aproximadamente el límite para los objetos más allá de Neptuno que son cuerpos sólidos y completamente compactos, con Salacia ( r =423 ± 11  km , m =(0,492 ± 0,007) × 10 21  kg ) siendo un caso límite tanto para las expectativas de Q&A de 2006 como en evaluaciones más recientes, y con Orcus estando justo por encima del límite esperado. [ 53 ] Ningún otro cuerpo con una masa medida está cerca del límite de masa esperado, aunque varios sin una masa medida se aproximan al límite de tamaño esperado.

Población de planetas enanos

Comparación de tamaños, albedos y colores de varios objetos transneptunianos de gran tamaño (>700 km). Los arcos oscuros representan las incertidumbres en el tamaño del objeto.

Si bien la definición de planeta enano es clara, la evidencia sobre si un objeto transneptuniano determinado es lo suficientemente grande y maleable como para ser moldeado por su propio campo gravitatorio suele ser inconclusa. También existen interrogantes pendientes relacionados con la interpretación del criterio de la IAU en ciertos casos. En consecuencia, el número de objetos transneptunianos confirmados actualmente que cumplen el criterio de equilibrio hidrostático es incierto.

Los tres objetos considerados durante los debates previos a la aceptación por parte de la IAU en 2006 de la categoría de planeta enano —Ceres, Plutón y Eris— son generalmente aceptados como planetas enanos, incluso por aquellos astrónomos que continúan clasificándolos como planetas. Solo uno de ellos —Plutón— ha sido observado con suficiente detalle como para verificar que su forma actual se ajusta a lo que se esperaría del equilibrio hidrostático. [ 54 ] Ceres está cerca del equilibrio, pero algunas anomalías gravitacionales permanecen sin explicación. [ 55 ] Generalmente se asume que Eris es un planeta enano porque es más masivo que Plutón.

En orden de descubrimiento, estos tres cuerpos son:

  1. Ceres , descubierto el 1 de enero de 1801 y anunciado el 24 de enero, 45 años antes que Neptuno , fue considerado un planeta durante medio siglo antes de ser reclasificado como asteroide. La Unión Astronómica Internacional (UAI) lo considera un planeta enano desde la adopción de la Resolución 5A el 24 de agosto de 2006.
  2. Plutón – descubierto el 18 de febrero de 1930 y anunciado el 13 de marzo. Considerado un planeta durante 76 años. Reclasificado explícitamente como planeta enano por la IAU con la Resolución 6A el 24 de agosto de 2006. [ 56 ] Cinco lunas conocidas.
  3. Eris ( 2003 UB 313 ) – descubierto el 5 de enero de 2005 y anunciado el 29 de julio. Denominado el " décimo planeta " en los medios de comunicación. Considerado un planeta enano por la IAU desde la adopción de la Resolución 5A el 24 de agosto de 2006, y nombrado por el comité de nomenclatura de planetas enanos de la IAU el 13 de septiembre de ese mismo año. Posee una luna conocida.

La IAU solo estableció directrices sobre qué comité supervisaría la denominación de los probables planetas enanos: cualquier objeto transneptuniano sin nombre con una magnitud absoluta más brillante que +1 (y por lo tanto un diámetro mínimo de 838 km en el albedo geométrico máximo de 1) [ 57 ] debía ser nombrado por un comité conjunto formado por el Centro de Planetas Menores y el grupo de trabajo planetario de la IAU. [ 37 ] En ese momento (y todavía en 2025), los únicos cuerpos que cumplían este umbral eran Haumea y Makemake . Generalmente se asume que estos cuerpos son planetas enanos, aunque todavía no se ha demostrado que estén en equilibrio hidrostático, y hay cierto desacuerdo para Haumea: [ 58 ] [ 59 ]

  1. Haumea ( 2003 EL 61 ) – descubierto por Brown et al. el 28 de diciembre de 2004 y anunciado por Ortiz et al. el 27 de julio de 2005. Nombrado por el comité de nombres de planetas enanos de la IAU el 17 de septiembre de 2008. Se conocen dos lunas y un anillo.
  2. Makemake ( año fiscal 9 de 2005 ): descubierto el 31 de marzo de 2005 y anunciado el 29 de julio. Nombrado por el comité de nombres de planetas enanos de la IAU el 11 de julio de 2008. Tiene una luna conocida.

Estos cinco cuerpos —los tres considerados en 2006 (Plutón, Ceres y Eris) más los dos nombrados en 2008 (Haumea y Makemake)— se presentan comúnmente como los planetas enanos del Sistema Solar, aunque el factor limitante (albedo) no es lo que define a un objeto como planeta enano. [ 60 ]

La comunidad astronómica también suele referirse a otros TNO más grandes como planetas enanos. [ 61 ] Al menos cuatro cuerpos adicionales cumplen los criterios preliminares de Brown, de Tancredi et al., de Grundy et al. y de Emery et al. para identificar planetas enanos, y generalmente también son llamados planetas enanos por los astrónomos:

  1. Quaoar ( 2002 LM 60 ): descubierto el 5 de junio de 2002 y anunciado el 7 de octubre de ese mismo año. Se conocen dos lunas y dos anillos.
  2. Sedna ( VB 12 de 2003 ): descubierto el 14 de noviembre de 2003 y anunciado el 15 de marzo de 2004.
  3. Orcus ( 2004 DW ) – descubierto el 17 de febrero de 2004 y anunciado dos días después. Tiene una luna conocida.
  4. Gonggong ( 2007 OR 10 ) – descubierto el 17 de julio de 2007 y anunciado en enero de 2009. Una luna conocida.

Por ejemplo, el JPL/NASA denominó a Gonggong un planeta enano tras observaciones en 2016, [ 62 ] y Simon Porter del Southwest Research Institute habló de "los ocho grandes planetas enanos [TNO]" en 2018, refiriéndose a Plutón, Eris, Haumea, Makemake, Gonggong, Quaoar , Sedna y Orcus . [ 63 ] La propia IAU ha denominado a Quaoar un planeta enano en un informe anual de 2022-2023. [ 64 ]

Se han propuesto más cuerpos, como Salacia y Máni por Brown; Varuna e Ixion por Tancredi et al., y Chiminigagua por Sheppard et al. [ 65 ] La mayoría de los cuerpos más grandes tienen lunas, lo que permite determinar su masa y, por lo tanto, su densidad, lo que informa las estimaciones de si podrían ser planetas enanos. Los TNO más grandes que no se sabe que tengan lunas son Sedna, Máni, Aya e Ixion. En particular, Salacia tiene una masa y un diámetro conocidos, lo que la coloca como un caso límite según las preguntas y respuestas de la IAU de 2006.

  1. Salacia ( 2004 SB 60 ) – descubierta el 22 de septiembre de 2004. Una luna conocida.

Cuando se nombraron Makemake y Haumea, se pensaba que los objetos transneptunianos (OTN) con núcleos helados requerirían un diámetro de solo unos 400 km (250 mi), o el 3% del tamaño de la Tierra , el tamaño de las lunas Mimas , la luna redonda más pequeña, y Proteo , la más grande que no lo es , para alcanzar el equilibrio gravitacional. [ 66 ] Los investigadores pensaban que el número de tales cuerpos podría ser de alrededor de 200 en el cinturón de Kuiper , con miles más allá. [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] Esta fue una de las razones (mantener la lista de "planetas" en un número razonable) por la que Plutón fue reclasificado en primer lugar. Investigaciones posteriores han puesto en duda la idea de que cuerpos tan pequeños pudieran haber alcanzado o mantenido el equilibrio bajo las condiciones típicas del cinturón de Kuiper y más allá.  

Astrónomos individuales han reconocido varios objetos como planetas enanos o como probables planetas enanos. En 2008, Tancredi et al. aconsejaron a la IAU que aceptara oficialmente a Orcus, Sedna y Quaoar como planetas enanos (Gonggong aún no se conocía), aunque la IAU no abordó el tema entonces ni lo ha hecho desde entonces. Tancredi también consideró que los cinco TNO Varuna , Ixion , Achlys , Goibniu y Aya también eran muy probablemente planetas enanos. [ 69 ] Desde 2011, Brown ha mantenido una lista de cientos de objetos candidatos, que van desde planetas enanos "casi seguros" hasta "posibles", basándose únicamente en el tamaño estimado. [ 70 ] A fecha de 13 de septiembre de 2019, la lista de Brown identifica diez objetos transneptunianos con diámetros que entonces se creía que eran mayores de 900 km (los cuatro nombrados por la IAU más Gonggong , Quaoar , Sedna , Orcus , Máni y Salacia ) como "casi seguros" de ser planetas enanos, y otros 16, con un diámetro mayor de 600 km, como "altamente probables". [ 67 ] Cabe destacar que Gonggong puede tener un diámetro mayor (1230 ± 50  km ) que la luna redonda de Plutón, Caronte (1212 km).

Pero en 2019 Grundy et al. propusieron, basándose en sus estudios de Gǃkúnǁʼhòmdímà , que los cuerpos oscuros y de baja densidad más pequeños que unos 900–1000 km de diámetro, como Salacia y Varda , nunca colapsaron completamente en cuerpos planetarios sólidos y conservan porosidad interna de su formación (en cuyo caso no podrían ser planetas enanos). Aceptan que Orcus y Quaoar, más brillantes (albedo > ≈0,2) [ 71 ] o más densos (> ≈1,4 g/cm³), probablemente eran completamente sólidos: [ 53 ]

Orcus y Charon probablemente se fundieron y diferenciaron, considerando sus mayores densidades y espectros que indican superficies compuestas de hielo de H₂O relativamente limpio. Pero los menores albedos y densidades de Gǃkúnǁʼhòmdímà , 55637 ( Uni ), Varda y Salacia sugieren que nunca se diferenciaron, o si lo hicieron, fue solo en sus interiores profundos, no una fusión y vuelco completos que involucraran la superficie. Sus superficies podrían permanecer bastante frías y sin comprimir incluso cuando el interior se calienta y colapsa. La liberación de volátiles podría ayudar aún más a transportar el calor fuera de sus interiores, limitando la extensión de su colapso interno. Un objeto con una superficie fría y relativamente prístina y un interior parcialmente colapsado debería exhibir una geología superficial muy distintiva, con abundantes fallas de cabalgamiento que indiquen la reducción en el área superficial total a medida que el interior se comprime y se encoge. [ 53 ]

Posteriormente se descubrió que Salacia tenía una densidad algo mayor, comparable dentro de los márgenes de error a la de Orcus, aunque con una superficie muy oscura. A pesar de esta determinación, Grundy et al. la denominan "del tamaño de un planeta enano", mientras que Orcus la clasifica como tal. [ 72 ] Estudios posteriores sobre Varda sugieren que su densidad también podría ser alta, aunque no se puede descartar una densidad baja. [ 73 ]

En 2023, Emery et al. escribieron que la espectroscopia de infrarrojo cercano realizada por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) en 2022 sugiere que Sedna, Gonggong y Quaoar sufrieron fusión interna, diferenciación y evolución química, como los planetas enanos más grandes Plutón, Eris, Haumea y Makemake, pero a diferencia de "todos los KBO más pequeños". Esto se debe a que hay hidrocarburos ligeros en sus superficies (por ejemplo, etano , acetileno y etileno ), lo que implica que el metano se reabastece continuamente y que probablemente provenga de la geoquímica interna. Por otro lado, las superficies de Sedna, Gonggong y Quaoar tienen bajas abundancias de CO y CO₂ , similares a Plutón, Eris y Makemake, pero en contraste con los cuerpos más pequeños. Esto sugiere que el umbral para la condición de planeta enano en la región transneptuniana es un diámetro de ~900 km (incluyendo así solo a Plutón, Eris, Haumea, Makemake, Gonggong, Quaoar, Orcus y Sedna), y que incluso Salacia podría no ser un planeta enano. [ 74 ] Un estudio de Máni de 2023 muestra que probablemente tiene un cráter extremadamente grande, cuya profundidad ocupa el 5,7 % de su diámetro: esto es proporcionalmente mayor que el cráter Rheasilvia en Vesta, razón por la cual Vesta no suele considerarse un planeta enano en la actualidad. [ 75 ]

En 2024, Kiss et al. descubrieron que Quaoar tiene una forma elipsoidal incompatible con el equilibrio hidrostático para su rotación actual. Plantearon la hipótesis de que Quaoar originalmente tenía una rotación rápida y estaba en equilibrio hidrostático, pero que su forma se "congeló" y no cambió a medida que disminuía su rotación debido a las fuerzas de marea de su luna Weywot . [ 76 ] De ser así, esto se asemejaría a la situación de la luna de Saturno , Jápeto , que es demasiado achatada para su rotación actual. [ 77 ] [ 78 ] Sin embargo , Jápeto generalmente todavía se considera una luna de masa planetaria , [ 47 ] aunque no siempre. [ 79 ]

Lo más probable es que sean planetas enanos.

Densidades relativas y albedos de los planetas enanos más probables.

Los objetos transneptunianos en las siguientes tablas, excepto Salacia, son considerados por Brown, Tancredi et al., Grundy et al. y Emery et al. como probables planetas enanos o cercanos a serlo. Salacia se ha incluido como el TNO más grande que no es considerado un planeta enano por consenso; es un cuerpo límite según muchos criterios y, por lo tanto, aparece en cursiva. Caronte, una luna de Plutón que fue propuesta como planeta enano por la IAU en 2006, se incluye a modo de comparación. Aquellos objetos con magnitud absoluta mayor que +1, y que por lo tanto cumplen con el umbral del comité conjunto de nomenclatura de planetas y planetas menores de la IAU, están resaltados, al igual que Ceres, que la IAU ha considerado un planeta enano desde que debatió el concepto por primera vez.

Se enumeran las masas de los planetas enanos correspondientes a sus sistemas (si tienen satélites), con la excepción de Plutón y Orcus.

Símbolos

Ceres [ 88 ] y Plutón [ 89 ] recibieron símbolos planetarios, ya que se consideraban planetas cuando fueron descubiertos. Para cuando se descubrieron los demás, los símbolos planetarios habían caído en desuso entre los astrónomos. Unicode incluye símbolos para Quaoar , Sedna , Orcus , Haumea , Eris , Makemake y Gonggong , que son utilizados principalmente por astrólogos: fueron ideados por Denis Moskowitz, un ingeniero de software en Massachusetts. [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ] La NASA ha utilizado sus símbolos de Haumea, Eris y Makemake, así como el símbolo astrológico tradicional para Plutón [ 93 ] cuando se refiere a él como un planeta enano. [ 91 ] Los símbolos para objetos más pequeños están menos establecidos; una propuesta de Unicode menciona el símbolo de Moskowitz para Salacia. [ 94 ] Moskowitz también ideó un símbolo para Caronte . [ 95 ]⚳♇🝾⯲🝿🝻⯰🝼🝽⯓⯕

Exploración

El planeta enano Ceres, fotografiado por la sonda Dawn de la NASA.

Hasta 2025, solo dos misiones han explorado planetas enanos de cerca. El 6 de marzo de 2015, la nave espacial Dawn entró en órbita alrededor de Ceres , convirtiéndose en la primera nave espacial en visitar un planeta enano. [ 96 ] El 14 de julio de 2015, la sonda espacial New Horizons sobrevoló Plutón y sus cinco lunas.

Ceres muestra evidencias de una geología activa, como depósitos de sal y criovolcanes , mientras que Plutón posee montañas de hielo de agua que se desplazan entre glaciares de hielo de nitrógeno, además de una atmósfera significativa. Ceres evidentemente tiene salmuera que se filtra a través de su subsuelo, mientras que existen indicios de que Plutón posee un océano subterráneo.

La sonda Dawn ya había orbitado el asteroide Vesta. La luna Febe de Saturno fue fotografiada por Cassini y, antes de eso, por la Voyager 2, que también encontró a Tritón , la luna de Neptuno . Los tres cuerpos muestran indicios de haber sido planetas enanos, y su exploración ayuda a esclarecer la evolución de este tipo de planetas.

New Horizons ha capturado imágenes distantes de Tritón , Quaoar, Haumea, Eris y Makemake, así como de los candidatos más pequeños Ixion, Máni y 2014 OE 394. [ 97 ] Quaoar ha sido propuesto como un posible objetivo de sobrevuelo para las dos sondas Shensuo de la Administración Espacial Nacional de China . [ 98 ]

objetos similares

Varios cuerpos celestes presentan características físicas similares a las de los planetas enanos. Entre ellos se incluyen antiguos planetas enanos, que pueden conservar su forma de equilibrio o evidencia de actividad geológica; lunas de masa planetaria, que cumplen con la definición física, pero no con la orbital, de planeta enano; y Caronte, en el sistema Plutón-Caronte, que podría considerarse un planeta enano binario. Estas categorías pueden superponerse: Tritón, por ejemplo, es a la vez un antiguo planeta enano y una luna de masa planetaria.

Antiguos planetas enanos

Un mosaico monocromático de Tritón, a partir de imágenes de la Voyager 2. Se cree que Tritón es un planeta enano capturado.

Vesta , el segundo cuerpo más masivo del cinturón de asteroides después de Ceres, estuvo en equilibrio hidrostático y es aproximadamente esferoidal, desviándose principalmente debido a los impactos masivos que formaron los cráteres Rheasilvia y Veneneia después de su solidificación. [ 99 ] Sus dimensiones no son consistentes con que actualmente se encuentre en equilibrio hidrostático . [ 100 ] [ 101 ] Tritón es más masivo que Eris o Plutón y tiene una forma de equilibrio. Se cree que es un antiguo planeta enano (probablemente un miembro de un sistema binario) que fue capturado por Neptuno al principio de la historia del Sistema Solar en su órbita retrógrada. [ 102 ] Febe es un centauro capturado que, al igual que Vesta, ya no está en equilibrio hidrostático, pero se cree que lo estuvo al principio de su historia debido al calentamiento radiogénico . [ 103 ]

Lunas de masa planetaria

Al menos diecinueve lunas tienen formas de equilibrio debido a que colapsaron en un cuerpo sólido (o en algunos casos en un cuerpo casi sólido) o incluso se relajaron bajo su propia gravedad en algún momento, aunque algunas de estas últimas se congelaron y ya no están en equilibrio. Siete son más masivas que Eris o Plutón. Estas lunas más grandes no se distinguen físicamente de los planetas enanos, pero no se ajustan a la definición de la IAU porque no orbitan directamente alrededor del Sol. (De hecho, Tritón, la luna de Neptuno, es un planeta enano capturado, y Ceres se formó en la misma región del Sistema Solar que las lunas de Júpiter y Saturno). Alan Stern llama a las lunas de masa planetaria " planetas satélite ", una de las tres categorías de planetas, junto con los planetas enanos y los planetas clásicos. [ 26 ] El término planemo ("objeto de masa planetaria") también abarca las tres poblaciones. [ 104 ]

Caronte

Ha habido cierto debate sobre si el sistema Plutón- Caronte debería considerarse un sistema binario de planetas enanos . En un borrador de resolución para la definición de planeta de la IAU , tanto Plutón como Caronte fueron considerados planetas en un sistema binario. [ 19 ] [ d ] Actualmente, la IAU afirma que Caronte no se considera un planeta enano, sino un satélite de Plutón, aunque la idea de que Caronte pueda calificar como planeta enano podría considerarse más adelante. [ 105 ] No obstante, ya no está claro que Caronte se encuentre en equilibrio hidrostático. Además, la ubicación del baricentro depende no solo de las masas relativas de los cuerpos, sino también de la distancia entre ellos; el baricentro de la órbita Sol-Júpiter, por ejemplo, se encuentra fuera del Sol, pero no se consideran un objeto binario. Por lo tanto, debe establecerse una definición formal de lo que constituye un planeta binario (enano) antes de que Plutón y Caronte sean definidos formalmente como planetas enanos binarios.

Véase también

Notas

  1. ↑ Actualmente, el criterio de equilibrio hidrostático de un planeta enano no puede confirmarse a menos que una nave espacial visite directamente el objeto.
  2. ↑ Calculado utilizando la estimación mínima de 15 objetos en su región con al menos la masa de Sedna, según lo estimado por Schwamb, Brown y Rabinowitz (2009). [ 45 ]
  3. ↑ utilizando el valor más preciso de la masa estimada de Vanth(8,7 ± 0,8) × 10 19  kg [ 83 ]
  4. ↑ La nota al pie del texto original dice: «Para dos o más objetos que componen un sistema de objetos múltiples... Un objeto secundario que cumpla estas condiciones, es decir, de masa y forma, también se designa como planeta si el baricentro del sistema reside fuera del primario. Los objetos secundarios que no cumplen estos criterios son "satélites". Según esta definición, Caronte, el compañero de Plutón, es un planeta, lo que convierte a Plutón-Caronte en un sistema planetario doble.» [ 19 ]

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