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Definición de planeta

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1 flecha izquierda azul.svg Entrada principal: Planeta .

Representación (no a escala) de los ocho planetas del sistema solar y la Luna.

El 24 de agosto de 2006 en la Asamblea General en Praga término de la ' Unión Astronómica Internacional (Unión Astronómica Internacional o IAU) ha aprobado el texto completo de la definición de un planeta del Sistema Solar. La nueva definición reconoce 8 planetas ( Mercurio , Venus , Tierra , Marte , Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno ) e introduce la nueva categoría de planetas enanos para clasificar objetos como Ceres , Plutón , Haumea , Makemake y Eris . [1]

Históricamente, el concepto de planeta ha cambiado con el avance del conocimiento científico. En la antigüedad, como revela la etimología del término (vagabundo, en griego ), [2] [3] se consideraban "planetas" todas las estrellas que se movían en el cielo nocturno con respecto al fondo de las estrellas fijas , o la Luna , el Sol , Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, [4] excluidos los cometas que se consideraron fenómenos atmosféricos. [5] Con la introducción del modelo heliocéntrico, la Tierra se clasificó entre los planetas, mientras que el Sol y la Luna se distinguieron claramente. [6] El posterior desarrollo de técnicas de observación con la introducción del telescopio permitió el descubrimiento de Urano, Neptuno y Plutón, que fueron inmediatamente incluidos en la lista de planetas del sistema solar . Observaciones posteriores destacaron las anomalías de Plutón con respecto a los demás planetas: una órbita de excentricidad significativa, inclinada con respecto al plano de la eclíptica , y una masa igual a una quinta parte de la de la Luna.

Ya había sucedido que los objetos que se creían planetas en el momento del descubrimiento fueron reclasificados después de haber estudiado sus características, por lo que en los últimos años del siglo XX surgió una discusión sobre la oportunidad de reclasificar a Plutón entre los asteroides , [7] cada vez más concreta por el descubrimiento de numerosos otros objetos que orbitan más allá de la órbita de Neptuno. [8] La necesidad de una decisión fue dictada por la identificación de Eris, más masiva que Plutón. [9] Reconocer a Eris como el décimo planeta requería implícitamente aceptar una definición de planeta que asumiría el tamaño de Plutón como un límite inferior arbitrario. [10] [11]

Una serie de reuniones iniciadas en 2005 por la Unión Astronómica Internacional buscaban identificar los requisitos que, a la luz de los conocimientos científicos actuales, caracterizan a un planeta. Estas características se han indicado en el logro del equilibrio hidrostático y en el dominio orbital , así como en el hecho de que un planeta siempre orbita alrededor del Sol. [12] La publicación de la nueva definición fue seguida por una serie de protestas [13]. ] especialmente de aquellos que propusieron mantener a Plutón entre los planetas y aumentar, en lugar de reducir, el número, posiblemente aplicando una distinción entre planetas principales (gravitacionalmente dominantes) y no. [14]

Historia

Icono de lupa mgx2.svg El mismo tema en detalle: Cronología del descubrimiento de planetas y satélites del Sistema Solar .

Los planetas en la antigüedad

El conocimiento de los planetas se adquirió en la Prehistoria y es un elemento común en la mayoría de las civilizaciones . El término planeta es en lugar de origen griego . Los griegos creían que la Tierra estaba estacionaria en el centro del universo, de acuerdo con el modelo geocéntrico, y que los objetos en el cielo y el cielo mismo giraban a su alrededor. Los astrónomos griegos utilizaron la frase πλάνητες ἀστέρες plànētes astéres , estrellas errantes, [2] [3] para describir los objetos en el cielo que se movieron durante el año, en contraste con las ἀπλανεῖς ἀστέρες aplanêis astéres , las " estrellas fijas " que aparecen inmóviles en sus posiciones relativas en la esfera celeste .

La cosmología grecorromana reconoció la existencia de siete planetas: la Luna , Venus , Mercurio , el Sol , Marte , Júpiter y Saturno ; Algunos estudiosos creen que los astrónomos antiguos hicieron una distinción entre el Sol y la Luna y los otros cinco planetas con forma de estrella, como lo informó el naturalista alemán Alexander von Humboldt :

"De los siete cuerpos celestes que, debido a la variación continua de sus posiciones y distancias relativas, siempre se han distinguido desde la antigüedad más remota de la esfera de las estrellas fijas, que para cada aspecto sensible mantienen inalteradas sus posiciones y distancias relativas, solo cinco - Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno - tienen un aspecto estelar - cinco estelas errantes - mientras que el Sol y la Luna, por el tamaño de sus discos, su importancia para el hombre y el lugar que les asigna en los sistemas mitológicos , se clasificaron por separado ".

( Alexander von Humboldt, Cosmos , 1845-1862 [15] )

En el Timeo , escrito alrededor del 360 a . C. , Platón menciona "el sol, la luna y otras cinco estrellas que se preguntan por los planetas". [16] Aristóteles hace una distinción similar en De caelo ( En el cielo ): "Los movimientos del sol y la luna son menores que los de algunos de los planetas". [17]

En 350 a. C. Arato en Fenómenos tradujo en verso un tratado de astronomía de Eudoxo de Cnido [18] y describió "esas otras cinco esferas, que se mezclan [con las constelaciones ] y giran vagando a cada lado de las doce figuras del Zodíaco". [19]

En el Almagesto , escrito en el siglo II d. C. , Ptolomeo se refiere al "Sol, la Luna y los cinco planetas". [20] Hyginus en De Astronomia menciona "las cinco estrellas que muchos han llamado errantes y que los griegos llaman Planeta". [21] Mark Manilius , que vivió bajo los emperadores Augusto y Tiberio , en Astronomica , considerado uno de los principales textos de la astrología moderna, dice: "Ahora el dodecatemorium está dividido en cinco partes, porque hay tantas estrellas llamadas errantes que con su tránsito luminoso brilla en el cielo ». [22] [23]

Siete planetas están presentes en Cicerón , Somnium Scipionis , escrito alrededor del 53 a . C. , en el que el espíritu de Escipión el Africano proclama: "Siete de estas esferas contienen los planetas, un planeta en cada esfera, que se mueven en la dirección opuesta al movimiento de el cielo ". [24] Plinio el Viejo en el tratado Naturalis historia , escrito entre el 23 y el 79 aC , se refiere a las "siete estrellas, que por su movimiento llamamos planetas, ya que cada estrella camina menos que ellos". [25] El poeta griego abuelo de Panopolis , que probablemente vivió alrededor de la primera mitad del siglo V , dice en Dionysiaca : "Tengo oráculos de historia en siete tablas, y las tablas llevan los nombres de los siete planetas". [21]

Los planetas en la Edad Media

John Gower.

Los escritores medievales y renacentistas generalmente aceptaron la idea de que existían siete planetas. El manual medieval de introducción a la astronomía, De Sphaera de Giovanni Sacrobosco , incluía el Sol y la Luna entre los planetas, [26] el más avanzado Theorica planetarum presenta la "teoría de los siete planetas" [27] y las instrucciones a las Tablas alfonsine enseñar cómo "encontrar los principales movimientos del Sol, la Luna y los demás planetas por medio de las tablas". [28] En el siglo XIV , el poeta inglés John Gower en Confessio Amantis se refirió al Sol y la Luna como planetas. [29] Dante en el Paraíso también se refiere al Sol y la Luna como planetas, retomando la concepción aristotélica.

Incluso Nicolás Copérnico , que llevó a la afirmación de la teoría heliocéntrica , se mostró ambivalente sobre el hecho de que el Sol y la Luna eran planetas. En De revolutionibus orbium coelestium , Copérnico separa claramente "el sol, la luna, los planetas y las estrellas"; [30] sin embargo, en la dedicatoria al Papa Pablo III , se refiere al "movimiento del sol y la luna ... y de los otros cinco planetas". [31]

Los planetas en la era moderna

Copérnico.

El modelo heliocéntrico propuesto por Copérnico supuso una revolución conceptual en la comprensión de los planetas: la Tierra se clasificó entre los planetas, mientras que el Sol y la Luna se distinguieron claramente. Como escribió Thomas Kuhn , historiador de la ciencia :

“Los copernicanos que negaban el título tradicional de planeta al Sol [...] estaban cambiando el significado de 'planeta' de tal manera que continuaría haciendo distinciones útiles en un mundo en el que todos los cuerpos celestes [...] ]] habrían sido vistos de manera diferente a como se habían visto hasta entonces. [...] Mirando a la Luna, un converso al copernicanismo [...] dijo: "Una vez creí que la luna era (o vi a la luna como) un planeta, pero estaba equivocado".

( Thomas Kuhn, La estructura de las revoluciones científicas , 1962 [32] )

Se podría decir, por tanto, que la Tierra fue el primer planeta de la era moderna. Copérnico en De Revolutionibus se refiere a la Tierra como un planeta de forma oblicua; [30] Galileo, en cambio, en el Diálogo sobre los dos grandes sistemas del mundo , introduce la cuestión en la discusión entre sus personajes. [33]

William Herschel, descubridor de Urano.

En 1781, el astrónomo William Herschel estaba escaneando el cielo en un intento por detectar fenómenos de paralaje estelar cuando vio un "cometa" en la constelación de Tauro . A diferencia de las estrellas, que permanecen en forma de puntos incluso cuando se observan con telescopios de alta potencia, el tamaño de ese objeto aumentó en proporción al aumento óptico utilizado. Los cinco planetas más allá de la Tierra pertenecían a la concepción del universo por parte de la humanidad desde la antigüedad y ni siquiera se le ocurrió a Herschel que podría ser un planeta. Sin embargo, a diferencia de otros cometas, este objeto siguió una órbita casi circular que se encontraba en un plano muy cercano al plano de la eclíptica.

Antes de que Herschel anunciara el descubrimiento de su "cometa", recibió una carta de Nevil Maskelyne , director del Observatorio Real de Greenwich , que le escribió: 'No sé cómo llamarlo. Es tan probable que sea un planeta regular en una órbita casi circular alrededor del Sol, como un cometa que se mueve en una órbita elíptica con alta excentricidad . Todavía no he visto ningún pelo o cola asociado con él '. [34] El "cometa" también estaba demasiado lejos para poder resolverlo . Finalmente fue reconocido como el séptimo planeta y se llamó Urano .

Las irregularidades observadas en la órbita de Urano llevaron al descubrimiento de Neptuno en 1846 y las supuestas irregularidades en la órbita de Neptuno llevaron a la búsqueda del noveno planeta , lo que permitió localizar a Plutón en 1930 . Inicialmente se creía que Plutón tenía una masa aproximadamente igual a la de la Tierra, pero las observaciones posteriores permitieron medir un valor mucho menor, insuficiente para influir en la órbita de Neptuno. [35] En 1989 , la Voyager 2 sonda determinó que estas irregularidades se debieron a una sobreestimación de la masa de Neptuno. [36]

Los satélites

Galileo Galilei.

Hasta que Copérnico colocó a la Tierra entre los planetas que orbitan alrededor del Sol y reconoció que la Luna orbitando la Tierra, el concepto de satélite no tenía sentido. Solo hoy podemos decir que la Luna fue el primer satélite natural descubierto. Con el descubrimiento de los satélites Medici de Júpiter en 1610 , Galileo Galilei aportó nuevos argumentos en apoyo del modelo propuesto por Copérnico, ya que si otro planeta podía tener satélites, entonces nada impedía que la Tierra los tuviera también. Sin embargo, persistió cierta confusión en los términos que se adoptarían para describir los objetos recién descubiertos; El propio Galileo se refirió a ellos como "estrellas" y "planetas" (en el Diálogo sobre los dos sistemas más grandes del mundo ). [33] De manera similar, en 1655 Christiaan Huygens también usó varios términos para describir su descubrimiento, Titán , incluyendo: "planeta", "estrella", "Luna" y el "satélite" más moderno. [37] Giovanni Cassini en el anuncio del descubrimiento de las lunas de Saturno, Jápeto y Rea , en 1671 y 1672 las describió como Nouvelles Planetes autour de Saturne [38] ("Nuevos planetas alrededor de Saturno"), sin embargo, cuando el Journal De Scavans informó de la noticia en 1686 y se refirió a ellos estrictamente con el término "satélite". [39] Cuando William Herschel anunció el descubrimiento de dos objetos en órbita alrededor de Urano en 1787, se refirió a ellos como "satélites" y "planetas secundarios", [40] mientras que todos los siguientes anuncios del descubrimiento de nuevos satélites naturales utilizaban exclusivamente el término "satélite". [41] No obstante, en el libro de 1868 " Astronomía ilustrada ", Asa Smith se refiere a satélites con "planetas secundarios". [42]

Los planetas menores

Giuseppe Piazzi, descubridor de Ceres.

Uno de los resultados inesperados del descubrimiento de Urano fue que parecía validar la ley de Bode , una fórmula empírica que describe con una buena aproximación los ejes semi-mayores de las órbitas de los planetas del sistema solar, que hasta entonces se habían considerado por los astrónomos como una coincidencia sin sentido. Sin embargo, Urano había sido descubierto casi a la distancia exacta predicha por la ley. Dado que la ley de Bode predijo que había un planeta entre Marte y Júpiter que nunca había sido observado, muchos astrónomos dirigieron su atención a esa región con la esperanza de poder localizar el objeto perdido. En 1801 , el astrónomo italiano Giuseppe Piazzi descubrió un pequeño mundo nuevo, Ceres , justo a la distancia correcta del Sol para satisfacer la ley de Bode y el objeto fue clasificado entre los planetas. [43] En 1802, Heinrich Olbers descubrió Pallas , un segundo "planeta" a casi la misma distancia del sol de Ceres. Que dos planetas pudieran ocupar la misma órbita era una afrenta a siglos de pensamiento; incluso William Shakespeare había ridiculizado la idea ("Dos estrellas no retienen su movimiento en una esfera"). [44] En 1804 y 1807 , otros dos objetos, Juno y Vesta respectivamente, fueron descubiertos a distancias orbitales similares a los anteriores. [43] [45]

Herschel sugirió que estos cuatro mundos no estaban clasificados entre los planetas, sino que siguieron su propia clasificación y sugirió el término " asteroide ", que significa "similar a una estrella", refiriéndose al hecho de que son objetos demasiado pequeños para que su disco se resuelva y , en consecuencia, observadas con un telescopio parecen estrellas. La mayoría de los astrónomos, sin embargo, prefirieron seguir usando el término planeta, [43] un concepto que también se basaba en el hecho de que esos cuatro asteroides siguieron siendo los únicos conocidos hasta 1845 debido a la dificultad de distinguir asteroides de estrellas aún sin cartografiar. [46] [47] Los libros de texto científicos de 1828 , después de la muerte de Herschel, todavía contaban con asteroides entre los planetas. [43]

El descubrimiento de nuevos asteroides se reanudó gracias a mapas estelares más precisos y en 1845 y 1847 Karl Ludwig Hencke identificó dos nuevos asteroides. [47] Para 1851, el número de asteroides había aumentado a 15 y se adoptó un nuevo método de clasificación, colocando un número antes del nombre en el orden de descubrimiento. De hecho, los asteroides se habían distinguido de los planetas. En la década de 1860 , el número de asteroides conocidos había superado los ciento varios observatorios en Europa y Estados Unidos comenzó a referirse a ellos colectivamente como "planetas menores", aunque también tomó más tiempo para que se descubrieran los primeros cuatro asteroides. agrupados en esta categoría. [43]

Plutón

Clyde Tombaugh, descubridor de Plutón.

El turbulento camino seguido por Ceres se refleja en la historia de Plutón, que fue clasificado entre los planetas poco después de su descubrimiento por Clyde Tombaugh en 1930 . Urano y Neptuno fueron declarados planetas por sus órbitas circulares, altos valores de masa y proximidad al plano de la eclíptica; Plutón tampoco comparte ninguna de estas características: un diminuto mundo helado en una región de gigantes gaseosos , con una órbita que lo lleva a elevarse por encima del plano de la eclíptica y entrar en el de Neptuno. En 1978 , los astrónomos descubrieron su luna más grande, Caronte , y esto les permitió determinar la masa del planeta, encontrando un valor mucho menor de lo esperado, igual a una sexta parte de la masa de la Luna. Sin embargo, Plutón seguía siendo, hasta donde se podía decir, único.

En 1992 , varios astrónomos comenzaron a identificar un gran número de cuerpos helados más allá de la órbita de Neptuno, similares en composición y tamaño a Plutón, descubriendo el Cinturón de Edgeworth-Kuiper , cuya existencia se había sugerido en la primera mitad del siglo XX como el área. de origen de cometas de período corto . [48] La órbita de Plutón se encuentra dentro de este cinturón, por lo que se cuestionó su estado planetario. El precedente de Ceres, que había demostrado que un objeto se puede reclasificar porque comparte su órbita con otros cuerpos de tamaño similar, llevó a muchos a argumentar que Plutón también debería reclasificarse entre los asteroides. Mike Brown, del Instituto de Tecnología de California, propuso redefinir "planeta", "cualquier objeto del Sistema Solar que tenga una masa mayor que la suma de la masa de todos los demás objetos que ocupen una órbita similar". [49] Aquellos objetos que no respetaran esta restricción se convertirían en planetas menores. En 1999 , Brian Marsden del Minor Planet Center de la Universidad de Harvard propuso asignar a Plutón el número 10000 (en la lista de asteroides) manteniendo la posición del planeta. [50] [51] La perspectiva de que Plutón pudiera ser eliminado de la lista de planetas generó una ola de protesta a la que la Unión Astronómica Internacional respondió aclarando que por el momento esta posibilidad no estaba siendo considerada. [52] [53]

Michael E. Brown, descubridor de Eris.

Sin embargo, el descubrimiento de varios otros objetos transneptunianos cercanos al tamaño de Plutón, como Quaoar y Sedna , erosionó aún más los argumentos a favor de la singularidad de Plutón en comparación con otros objetos pertenecientes a la población transneptuniana. Finalmente, el 29 de julio de 2005 , Mike Brown y su equipo de investigación anunciaron el descubrimiento confirmado más tarde de un objeto transneptuniano más grande que Plutón, [54] llamado Eris . [9]

En el período inmediatamente posterior a este descubrimiento, se desarrolló una extensa discusión sobre si clasificarlo como el " décimo planeta ". La NASA también emitió un comunicado que lo describe como tal. [55] Sin embargo, reconocer a Eris como el décimo planeta requería implícitamente aceptar una definición de planeta que asumiría el tamaño de Plutón como un límite inferior arbitrario. Muchos astrónomos, alegando que la definición de planeta era de importancia científica limitada y más bien derivada principalmente de consideraciones históricas y culturales, hubieran preferido mantener a Plutón entre los planetas. [56]

La nueva definición de Planeta del Sistema Solar

En octubre de 2005, un grupo de 19 miembros de la ' Unión Astronómica Internacional (Unión Astronómica Internacional o IAU), presidido por el astrónomo británico Iwan Williams , que trabajaba en el tema desde el descubrimiento de Sedna en 2003, definió los tres criterios principales que podría ser la base de la nueva definición, y someterlas a votación con el sistema de votación para su aprobación . [57] [58]

  • Criterio cultural:
    un planeta es lo que muchas personas reconocen como tal.

Esta definición implicó el mantenimiento de los nueve planetas conocidos, sin embargo también permitió definir a Eris como el décimo planeta, considerando que era más grande que Plutón. Esta opción recibió 11 votos a favor.

  • Criterio estructural:
    un planeta es un cuerpo lo suficientemente grande como para tener una forma casi esférica.

Esta definición vinculaba el estado de un planeta a la presencia de una fuerza de gravedad como para asegurar que la forma de la superficie fuera modelada por equilibrio hidrostático : en este caso, al menos Eris y Ceres se habrían agregado al grupo de planetas. . Esta opción recibió 8 votos a favor.

  • Criterio dinámico:
    un planeta es un cuerpo lo suficientemente grande como para obligar a otros cuerpos más pequeños a abandonar su órbita.

Este criterio vinculaba el estado de los planetas al concepto de dominio orbital , introducido por Alan Stern y Harold Levison en 2000: los planetas se reducirían a ocho, con la exclusión de Plutón y Eris. Esta opción recibió seis votos a favor.

La ceremonia de apertura de la 26a Asamblea General de la AUI 2006 en Praga

Ante la falta de un consenso claro, el comité decidió someter los tres criterios a una votación más amplia, en el contexto de la XXVI Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional, que se celebraría entre el 14 y el 25 de agosto de 2006 en Praga . [59] También se formó otro comité, presidido por Owen Gingerich , historiador y astrónomo emérito de la Universidad de Harvard y compuesto por cinco científicos más el divulgador científico Dava Sobel . [60]

El debate, incluso fuera del ámbito científico, vio surgir espontáneamente dos lados opuestos: los que, en el contexto de la nueva definición, hubieran querido defender el estatus de Plutón, y los que aceptaron su "degradación".

El primer borrador de propuesta fue presentado a la asamblea general el 18 de agosto por el grupo de trabajo creado por la AUI; se basó en gran medida en el segundo criterio identificado y propuesto para considerar como planeta cualquier cuerpo con una fuerza de gravedad tal que lo hiciera alcanzar la forma de equilibrio hidrostático (es decir, casi esférico). Según la definición, Eris y Ceres se habrían agregado a la lista de planetas, más Caronte, considerando su sistema como un sistema doble. También se identificó una lista de 12 objetos potenciales que podrían considerarse planetas, si se mostrara una forma modelada por equilibrio hidrostático. Sin embargo, según Mike Brown, al menos 53 cuerpos en el sistema solar, si no más de 200, podrían haber encajado completamente en esa definición. [61]

Ante la oposición de numerosos astrónomos a esta resolución, el astrónomo uruguayo Julio Ángel Fernández planteó una propuesta alternativa, en la que se creaba una clasificación intermedia para aquellos objetos lo suficientemente grandes como para haber asumido una forma esférica, pero no lo suficiente como para haber limpiado la propia. cinturón orbital de la mayoría de los planetesimales que lo habían orbitado desde la formación del Sistema Solar hasta la actualidad. Al excluir a Caronte de la lista, la nueva propuesta asignó a Plutón, Ceres y Eris a la nueva categoría. [62]

La votación final tuvo lugar el 24 de agosto y participaron 424 astrónomos presentes en la asamblea, con la aprobación de una amplia mayoría. La definición redefinió la clasificación del planeta, creando también la nueva clase de planetas enanos , en los que, entre otras cosas, Plutón fue "degradado".

Texto completo de la nueva definición

( ES )

"Las observaciones contemporáneas están cambiando nuestra comprensión de los sistemas planetarios, y es importante que nuestra nomenclatura para los objetos refleje nuestra comprensión actual. Esto se aplica, en particular, a la denominación "planetas". La palabra "planeta" describía originalmente a los "vagabundos" que eran conocidos sólo como luces en movimiento en el cielo. Los descubrimientos recientes nos llevan a crear una nueva definición, que podemos hacer utilizando la información científica disponible actualmente.

Por lo tanto, la IAU resuelve que los planetas y otros cuerpos de nuestro Sistema Solar, excepto los satélites, se definan en tres categorías distintas de la siguiente manera:

  1. Un "planeta" 1 es un cuerpo celeste que:
    • está en órbita alrededor del Sol,
    • tiene suficiente masa para que su autogravedad supere las fuerzas rígidas del cuerpo de modo que asuma una forma de equilibrio hidrostático (casi redonda), y
    • ha despejado el vecindario alrededor de su órbita.
  2. Un "planeta enano" es un cuerpo celeste que:
    • está en órbita alrededor del Sol,
    • tiene suficiente masa para que su autogravedad supere las fuerzas rígidas del cuerpo de modo que asuma una forma de equilibrio hidrostático (casi redonda) 2 ,
    • no ha despejado el vecindario alrededor de su órbita, y
    • no es un satélite.
  3. Todos los demás objetos 3, excepto los satélites que orbitan alrededor del Sol, se denominarán colectivamente "Pequeños cuerpos del sistema solar".
Notas a pie de página:
1 Los ocho planetas son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
2 Se establecerá un proceso de la IAU para asignar objetos limítrofes en "planeta enano" y en otras categorías.
3 Estos incluyen actualmente la mayoría de los asteroides del Sistema Solar, la mayoría de los Objetos Transneptunianos (TNO), cometas y otros cuerpos pequeños.

La IAU resuelve además:

Plutón es un "planeta enano" según la definición anterior y es reconocido como el prototipo de una nueva categoría de objetos transneptunianos ".
( ES )

“Las observaciones modernas están cambiando nuestra comprensión de los sistemas planetarios y es importante que la nomenclatura refleje nuestro conocimiento actual. Esto se aplica, en particular, a la definición de " planeta ". El término "planeta" originalmente significaba "vagabundos", que solo se conocían como luces en movimiento en el cielo. Los descubrimientos recientes nos han llevado a crear una nueva definición, que podemos extraer de la información científica actualmente disponible.

Luego, la IAU decide que los planetas y otros objetos de nuestro sistema solar, excepto los satélites, se clasifican en tres categorías distintas de la siguiente manera:

  1. un "planeta" 1 es un cuerpo celeste que:
    • está en órbita alrededor del Sol ;
    • tiene una masa suficiente para que su gravedad supere las fuerzas rígidas del cuerpo, de modo que asume una forma de equilibrio hidrostático (casi esférico);
    • ha limpiado el vecindario alrededor de su órbita;
  2. un " planeta enano " es un cuerpo celeste que:
    • está en órbita alrededor del Sol;
    • tiene una masa suficiente para que su gravedad supere las fuerzas rígidas del cuerpo, de modo que asume una forma de equilibrio hidrostático (casi esférico) 2 ;
    • no limpió el vecindario alrededor de su órbita;
    • no es un satélite .
  3. todos los demás objetos 3 , excepto los satélites, que orbitan alrededor del Sol, deben considerarse colectivamente como "pequeños cuerpos del sistema solar".
Nota:
1 Los ocho planetas son: Mercurio , Venus , Tierra , Marte , Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno .
2 Se activará un procedimiento dentro de la IAU para asignar el estado de los planetas enanos u otro estado a los casos límite.
3 Estos incluyen principalmente la mayoría de los asteroides del Sistema Solar, muchos objetos transneptunianos (TNO), cometas y otros cuerpos menores .

La IAU decide además que:

Plutón es un "planeta enano" según la definición mencionada anteriormente y es reconocido como el prototipo de una nueva categoría de objetos transneptunianos ".
( Risoluzioni B5 e B6 - Assemblea generale IAU 2006, Praga. [12] )

A favore della definizione

Diagramma delle posizioni degli oggetti noti della fascia di Kuiper (in verde), rispetto alle posizioni dei pianeti esterni del Sistema solare.

Tra i principali promotori della definizione approvata dalla IAU ci sono Mike Brown , lo scopritore di Eris, e Steven Soter , professore di astrofisica al American museum of natural history , New York .

In un articolo nel fascicolo del mese di gennaio del 2007 di Scientific American , Soter ha indicato che la definizione adottata incorpora le correnti teorie sull' origine ed evoluzione del sistema solare . Mentre i primi protopianeti emergevano dal turbinio di polveri del disco protoplanetario , alcuni corpi "vinsero" la competizione iniziale per il materiale limitato. All'aumentare della massa corrispose un incremento nella forza gravitazionale, che permise l'accumulo di altro materiale, finché infine superarono gli altri corpi presenti nel Sistema solare con un ampio margine. Questo processo di accrescimento non fu efficace nella fascia principale degli asteroidi, perché disturbato dall'azione gravitazionale del vicino Giove, e nella fascia di Kuiper , troppo ampia perché gli oggetti lì presenti potessero raccogliersi in un unico grande corpo prima della fine del periodo di formazione iniziale.

Quando i numeri degli oggetti vincenti sono confrontati con quelli di chi non ce l'ha fatta, il contrasto è piuttosto schiacciante; se si accetta il concetto di Soter che ogni pianeta occupa una "zona orbitale", [63] allora il pianeta meno orbitalmente dominante, Marte, è molto più grande di tutti gli altri agglomerati di materia nella sua zone per un fattore di 5100. Cerere, il più grande degli asteroidi, lo è solo per un fattore 0,33; per Plutone, il rapporto è anche più basso, essendo pari a 0,07. [64] Mike Brown afferma che tale massiccia differenza nella dominanza orbitale non lascia «alcuno spazio a dubbi su quali oggetti appartengono o meno» [alla categoria dei pianeti]. [65]

Controversie in corso

A dispetto della dichiarazione della IAU, un certo numero di oppositori rimane scettico. La definizione è vista da alcuni come arbitraria e confusa e numerosi sostenitori di Plutone, in particolare Alan Stern , a capo della squadra che dirige la missione New Horizons della NASA verso Plutone, ha proposto una petizione tra gli astronomi per alterare la definizione ufficiale. Inoltre, poiché la decisione è stata votata da meno del 5% degli astronomi, Stern ritiene che non sia rappresentativa dell'intera comunità astronomica. [66] [67] Anche tralasciando questa controversia, restano alcune ambiguità nella definizione.

Dominanza orbitale

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Dominanza orbitale .
Gli asteroidi del Sistema solare interno ; sono da notare gli asteroidi troiani di Giove (in verde), intrappolati sulla loro orbita dalla gravità del pianeta.

Uno dei principali punti oggetto di discussione è il preciso significato di «ripulire le vicinanze intorno ad un'orbita». Alan Stern ha recentemente obiettato che «è impossibile e forzato porre un discriminante tra i pianeti nani ed i pianeti» [13] e poiché né la Terra, né Marte, né Giove, né Nettuno hanno interamente ripulito le rispettive regioni di detriti, nessuno di loro potrebbe essere considerato propriamente un pianeta, secondo la definizione dell'Unione Astronomica Internazionale. [14]

Mike Brown si oppone a queste rivendicazioni dicendo che i pianeti maggiori, oltre che aver abbondantemente ripulito le proprie orbite, controllano completamente le orbite degli altri corpi all'interno delle rispettive zone orbitali. Giove coesiste con un gran numero di corpi minori sulla sua orbita (gli asteroidi troiani ), ma questi corpi si mantengono sull'orbita di Giove solo perché sono sotto l'influenza dell'enorme gravità del pianeta. Similmente, Plutone attraversa l'orbita di Nettuno, ma Nettuno ha bloccato molto tempo fa Plutone ed i suoi attendenti della fascia di Kuiper, chiamati plutini , in una risonanza 3:2, cioè, completano due orbite intorno al Sole ogni tre orbite di Nettuno. Le orbite di questi oggetti sono interamente soggette alla gravità di Nettuno, ed in tal modo Nettuno è gravitazionalmente dominante. [65]

Qualunque specificazione fosse adottata per «ripulire le vicinanze intorno all'orbita», resterebbe una certa ambiguità, poiché la definizione non categorizza un pianeta dalla sua composizione o formazione, ma, in effetti, dalla sua posizione. Un oggetto delle dimensioni di Marte oltre l'orbita di Plutone sarebbe considerato un pianeta nano, perché non avrebbe avuto il tempo per ripulire la sua orbita e sarebbe circondato da oggetti di massa confrontabile, mentre un oggetto più piccolo di Plutone posto su un'orbita isolata sarebbe considerato un pianeta. [68]

Equilibrio idrostatico

Proteo , la luna di Nettuno, è irregolare a dispetto del fatto di essere più grande di numerosi oggetti che hanno assunto una forma sferica.

La definizione dell'Unione Astronomica Internazionale richiede che i pianeti abbiano sufficiente massa da sviluppare una forza di gravità adeguata a portarli ad assumere una forma di equilibrio idrostatico, il che significa che dovrebbero raggiungere una forma se non sferica, almeno sferoidale . Esiste un limite inferiore per la massa, al di sotto del quale un corpo può presentare una forma irregolare; un oggetto di massa superiore invece collasserà sotto il proprio peso in una sfera. Poiché molti oggetti di grandi dimensioni del Sistema solare, come i pianeti Giove e Saturno, le lune Mimas , Encelado e Miranda , e l'oggetto della fascia di Kuiper Haumea , [69] appaiono distorti in sferoidi oblati da una rapida rotazione o da forze mareali, è stata avanzata la richiesta di indebolire la pretesa di una rigorosa sfericità.

Tuttavia, non c'è un limite univoco rispetto al quale si può dire che un oggetto ha raggiunto l'equilibrio idrostatico. Come Soter ha notato nel suo articolo: «Come possiamo quantificare il grado di sfericità che distingue un pianeta? La gravità domina un tale corpo se la sua forma si allontana da uno sferoide per il 10% o per l'1%? La Natura non lascia intervalli non occupati tra la forma di una sfera e quelle irregolari, così ogni confine sarebbe una scelta arbitraria». [64] Soprattutto, il limite a cui la massa di un oggetto lo comprime in una sfera dipende dalla composizione chimica dell'oggetto. Oggetti fatti di ghiaccio [70] , come Encelado e Miranda, raggiungono la forma sferica molto più facilmente di quelli fatti di roccia, come Vesta e Pallade . [71] Il calore generato dal collasso gravitazionale , dalle forze mareali o dal decadimento radioattivo contribuisce al processo che conduce al raggiungimento dell'equilibrio idrostatico. Mimas, la luna di Saturno, è sferoidale, mentre il più grande Proteo, una luna di Nettuno, non lo è nonostante la composizione dei due oggetti sia simile. Proteo è però più freddo, perché molto più distante dal Sole.

Pianeti doppi e lune

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Pianeta doppio .

Sebbene già nella bozza preliminare presentata alla XXVI Assemblea Generale della IAU era stata avanzata la proposta di considerare il sistema Plutone-Caronte un pianeta doppio (e quindi elevare a rango di pianeta Caronte), la risoluzione accolta dall'Assemblea ha riconosciuto lo status di "pianeta nano" solo per Plutone. Inoltre, le definizioni accolte specificatamente escludono che dei satelliti possano essere considerati pianeti o pianeti nani. [12]

Numerose lune esibiscono caratteristiche che permettono di confrontarle con i pianeti per dimensioni, attività geologica o attività atmosferica: ad esempio Ganimede è più grande di Mercurio e possiede un campo magnetico; Titano , anch'esso più grande di Mercurio, possiede un'atmosfera sviluppata che potrebbe permettere un completo ciclo del metano che provvederebbe ad alimentare i laghi che si trovano sulla superficie; Io , Encelado e Tritone presentano attività geologica in corso. Alcuni astronomi argomentano che così come ci si riferisce a stelle in orbita attorno ad altre stelle adottando il termine stella, così oggetti in orbita intorno ad un pianeta che posseggono caratteristiche planetarie dovrebbero essere chiamati pianeti. [72] [73] [74] Queste argomentazioni sono coerenti con la proposta di voler riconoscere un pianeta come tale per caratteristiche intrinseche e non anche in conseguenza dell'orbita percorsa e si ricollegano in questo alla controversia relativa alla dominanza orbitale. A chi obietta che si dovrebbe attribuire il rango planetario ad oggetti oggi definiti pianeti nani (soprattutto per il raggiungimento dell'equilibrio idrostatico), Brown risponde che:

( EN )

«It is hard to make a consistent argument that a 400 km iceball should count as a planet because it might have interesting geology, while a 5000 km satellite with a massive atmosphere, methane lakes, and dramatic storms (Titan) shouldn't be put into the same category, whatever you call it.»

( IT )

«È difficile rendere coerente un'argomentazione secondo cui una palla di ghiaccio di 400 km di diametro dovrebbe contare quanto un pianeta perché potrebbe presentare una geologia interessante, mentre un satellite di 5000 km di diametro, con una cospicua atmosfera, laghi di metano e spettacolari tempeste (Titano) non dovrebbe essere posto nella stessa categoria, comunque la si chiami.»

Tuttavia, continua:

( EN )

«For most people, considering round satellites (including our Moon) "planets" violates the idea of what a planet is.»

( IT )

«Per la maggior parte delle persone considerare i satelliti sferici (inclusa la nostra Luna) come pianeti sarebbe una violazione dell'idea di pianeta.»

( Mike E. Brown, The Eight Planets , 2006 [65] )

Pianeti extrasolari e nane brune

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Pianeta extrasolare e Nana bruna .

La definizione di pianeta approvata dalla IAU si applica soltanto agli oggetti del Sistema solare. [75] Durante il congresso si è deciso di non affrontare la catalogazione dei più di 300 pianeti extrasolari (oggetti di dimensione planetaria in orbita attorno ad altre stelle) per la mancanza del tempo necessario a dirimere la questione. Purtuttavia, una qualunque futura definizione dovrà includerli, dal momento che la loro scoperta ha ampliato la conoscenza sui pianeti in modo inatteso. Molti di loro sono di dimensioni considerevoli, avvicinandosi alla massa delle stelle più piccole, mentre molte nane brune di recente scoperta sono di contro sufficientemente piccole da poter essere considerate pianeti. [76]

La nana bruna Gliese 229 B è il puntino di luce al centro dell'immagine, accanto alla ben più luminosa Gliese 229 A .

Tradizionalmente, la caratteristica determinante l'appartenenza alla classe stellare è stata la capacità di un oggetto di generare luce attraverso processi di fusione dell' idrogeno . A stelle come le nane brune, che hanno sempre sfidato questa distinzione essendo troppo piccole per cominciare la fusione dell'idrogeno a ritmo sostenuto, è stato garantito lo status stellare per la loro capacità di fondere il deuterio . Tuttavia, data la relativa scarsità di questo isotopo , questo processo dura solo per una minuscola frazione della vita della stella e, conseguentemente, nella maggior parte delle nane brune la generazione di energia attraverso reazioni di fusione nel nucleo sarà cessata molto prima della loro scoperta. [77] I sistemi stellari , binari o multipli, sono comuni, e molte nane brune orbitano intorno ad altre stelle e poiché non producono energia attraverso processi di fusione nucleare, possono essere descritte come pianeti. Infatti, l'astronomo Adam Burrows dell' Università dell'Arizona afferma che «da un punto di vista teorico, per quanto differenti nella modalità di formazione, i giganti gassosi extrasolari e le nane brune sono essenzialmente la stessa cosa». [78] Burrows inoltre afferma che resti stellari come le nane bianche non dovrebbero essere considerate stelle, [79] una posizione che implicherebbe che una nana bianca "compagna", ovvero in orbita intorno ad un'altra stella, come Sirio B , dovrebbe essere considerata un pianeta. Ad ogni modo, la convenzione oggi comunemente adottata tra gli astronomi è di considerare una stella qualsiasi oggetto sufficientemente massiccio da generare o aver generato energia nel proprio nucleo attraverso processi di fusione nucleare. [80]

La confusione non finisce con le nane brune. Maria Rosa Zapatario-Osorio et al. hanno scoperto diversi oggetti in ammassi stellari giovani di massa inferiore al limite richiesto per sostenere il processo di fusione di protoni in deuterio (oggi calcolato essere all'incirca di 13 masse gioviane ). [81] [82] Questi oggetti sono stati descritti come “ pianeti vaganti ” perché la teoria corrente sulla formazione dei sistemi planetari prevede che dei pianeti possano essere espulsi dal sistema in conseguenza di instabilità orbitali. [83]

La sub-nana bruna Cha 110913-773444 (al centro) paragonata al Sole ed a Giove.

Comunque è anche possibile che questi "pianeti vaganti" si siano formati con lo stesso processo che porta alla formazione delle stelle. [84] La differenza tra una stella di piccola massa ed un grande gigante gassoso non è netta; a parte per le dimensioni e per le relative temperature, non c'è molto altro che permette di separare un gigante gassoso come Giove dalla stella che l'ospita. Entrambi hanno una composizione complessivamente analoga: idrogeno ed elio , con tracce di elementi più pesanti nelle loro atmosfere . La differenza generalmente accettata è riconosciuta nelle modalità di formazione: le stelle si formano in seguito al collasso gravitazionale di una nube interstellare e sono composte quasi interamente di idrogeno ed elio, mentre i pianeti si formano dall'accrezione di polvere e gas in orbita attorno ad una giovane stella e così dovrebbero avere nuclei di silicati o ghiaccio. [85] Ancora non è chiaro se i giganti gassosi posseggano tali nuclei. Se infatti fosse possibile che un gigante gassoso possa formarsi come una stella, allora nascerebbe il dilemma di dover considerare tali oggetti, anche se familiari come Giove e Saturno, stelle compagne di piccola massa piuttosto che pianeti.

Nel 2003 , l'Unione Astronomica Internazionale ha rilasciato una dichiarazione [86] in cui indica le caratteristiche da adottare per distinguere i pianeti extrasolari dalle stelle compagne. Ad oggi, rimane l'unica decisione ufficiale raggiunta dalla IAU su quest'argomento. La dichiarazione recita:

  1. Gli oggetti con valori della massa vera inferiori al valore della massa limite per la fusione termonucleare del deuterio (ad oggi calcolato essere di 13 masse gioviane per oggetti di metallicità stellare) in orbita intorno a stelle oa resti stellari sono "pianeti" (non importa come si sono formati). Il rapporto minimo tra la massa e le dimensioni richiesto perché un oggetto extrasolare sia considerato un pianeta dovrebbe essere lo stesso usato nel nostro Sistema solare.
  2. Gli oggetti sub-stellari con valori della massa vera superiori al valore della massa limite per la fusione termonucleare del deuterio sono "nane brune", non importa come si sono formati né dove sono collocati.
  3. Gli oggetti vaganti in giovani ammassi stellari con valori della massa inferiori al valore della massa limite per la fusione termonucleare del deuterio non sono "pianeti", ma sono " sub-nane brune " (o qualunque altro nome sarà ritenuto appropriato).
CHXR 73 b - in quest'immagine in basso a destra rispetto alla sua compagna - è un oggetto di difficile classificazione.

Come la definizione di pianeta approvata nel 2006 , anche questa individua nella posizione, piuttosto che nella composizione o nella modalità di formazione, una caratteristica fondamentale nel determinare l'appartenenza o meno alla classe dei pianeti. Un oggetto "vagante" con una massa inferiore a 13 masse gioviane è indicato come sub-nana bruna, mentre lo stesso oggetto, se fosse in orbita intorno ad una stella, sarebbe considerato un pianeta.

I limiti di questa definizione sono stati raggiunti nel dicembre del 2005 , quando il Telescopio spaziale Spitzer ha individuato la nana bruna meno massiccia ad oggi conosciuta, Cha 110913-773444 , solo otto masse gioviane, circondata da un disco protoplanetario , l'inizio di un sistema planetario. Se questo oggetto fosse stato individuato in orbita intorno ad un'altra stella, sarebbe stato classificato come un pianeta. [87] Ed ancora nel settembre del 2006 , quando il Telescopio spaziale Hubble ha fotografato CHXR 73 b , un oggetto in orbita intorno ad una giovane stella compagna alla distanza di circa 200 UA . Con una massa di 12 masse gioviane, CHXR 73 b è appena sotto la soglia per la fusione del deuterio e così è, tecnicamente, un pianeta. Tuttavia, la grande distanza suggerisce che non possa essersi formato all'interno del piccolo disco protoplanetario della stella, ma dovrebbe essersi formato per collasso gravitazionale, così come è accaduto per la stella. [88]

Semantica

Infine, da un puro punto di vista del linguaggio, c'è la dicotomia creata tra "pianeta" e "pianeta nano". Il termine "pianeta nano" contiene due parole, un nome (pianeta) ed un aggettivo (nano). Così, il termine potrebbe suggerire che un pianeta nano è un tipo di pianeta, anche se l'Unione Astronomica Internazionale ha esplicitamente indicato che non lo è. Secondo questa accezione "pianeta nano" dovrebbe essere considerato un nome composto . Come ha notato Dava Sobel , storica e divulgatrice scientifica che ha contribuito a stendere la prima proposta avanzata dalla IAU nel 2006 , «un pianeta nano non è un pianeta, ma in astronomia, ci sono stelle nane che sono stelle e galassie nane che sono galassie. Pianeta nano è un termine che nessuno può amare». [89] In una intervista, Mike Brown ha detto che «La maggior parte degli studiosi di [astro]dinamica non avrebbero voluto il termine "pianeta nano", ma fu una forzatura imposta dai sostenitori di Plutone. Così siamo rimasti con questo ridicolo bagaglio di pianeti nani che non sono pianeti». [90]

Viceversa, l'astronomo Robert Cumming dell'Osservatorio di Stoccolma nota che: «Il termine "pianeta minore" è stato più o meno sinonimo di "asteroide" per molto tempo. Quindi a me sembra piuttosto insensato lamentarsi dell'ambiguità o dei rischi di confusione derivanti dall'introduzione di "pianeta nano"». [91]

Note

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  45. ^ Olbers propose che tutti gli oggetti scoperti fossero i frammenti di un pianeta, successivamente chiamato Fetonte , che precedentemente ruotava intorno al Sole alla distanza indicata dalla legge di Bode, ma che era andato distrutto in seguito all'impatto con una cometa. Mentre continuavano ad esser trovati altri "frammenti", l'ipotesi di Olbers continuò ad acquisire popolarità. Oggi, comunque, l'ipotesi è stata superata dal modello che descrive l'origine e l'evoluzione di un sistema planetario , che riconosce nella fascia degli asteroidi un relitto del sistema solare primitivo, materiale che non è riuscito ad aggregarsi in un grande pianeta a causa delle interferenze gravitazionali di Giove.
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    • se occupano la stessa distanza dal Sole in un punto delle loro orbite,
    • se le due orbite sono di dimensione comparabile, piuttosto che, come potrebbe essere nel caso di una cometa, una potrebbe estendersi per diverse volte le dimensioni dell'altra.
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  70. ^ La densità di un oggetto ci guida verso una stima approssimativa della sua composizione: minore è tale densità, minore è la frazione di roccia e maggiore quella di ghiaccio. Gli oggetti più densi, Vesta e Giunone , sono composti quasi interamente di roccia con pochissimo ghiaccio, ed hanno una densità prossima a quella della Luna ; mentre gli oggetti meno densi, come Proteo ed Encelado , sono composti principalmente di ghiaccio.
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    «A dwarf planet is not a planet, and in astronomy, there are dwarf stars, which are stars, and dwarf galaxies, which are galaxies, so it's a term no one can love, dwarf planet.»

    ( Dava Sobel )
    ( EN ) A Travel Guide to the Solar System , su sciencefriday.com , National Public Radio, 2006. URL consultato il 22 luglio 2008 (archiviato dall' url originale il 7 novembre 2006) .
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    «Most of the people in the dynamical camp really did not want the word "dwarf planet," but that was forced through by the pro-Pluto camp. So you're left with this ridiculous baggage of dwarf planets not being planets.»

    ( Mike Brown )
    ( EN ) Pluto's Planethood: What Now? , su Smithsonian Air and Space , 2006. URL consultato il 22 luglio 2008 (archiviato dall' url originale il 1º gennaio 2013) .
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    «The name 'minor planet' been more or less synonymous with 'asteroid' for a very long time. So it seems to me pretty insane to complain about any ambiguity or risk for confusion with the introduction of 'dwarf planet'.»

    ( Robert Cumming )
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Bibliografia

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