¿Qué es un planeta enano? ¿Y los plutoides?

Un planeta enano es un cuerpo celeste que cumple las siguientes condiciones:

• orbita alrededor del Sol
• posee suficiente masa como para que su propia gravedad domine las fuerzas presentes como cuerpo rígido, lo que implica una forma aproximadamente redondeada determinada por el equilibrio hidrostático
• no ha limpiado su órbita de otros objetos
• no es un satélite de un planeta.

Así lo define la Unión Astronómica Internacional (UAI), responsable de asignar nombres a los objetos celestes  y a los accidentes del relieve descubiertos en ellos desde principios del siglo XX. En la Resolución de 2006, fruto del trabajo de un comité que recopiló aportaciones de astrónomos profesionales, científicos planetarios, historiadores, editores científicos, escritores y educadores a lo largo de dos años, se acordó  que el Sistema Solar consta oficialmente de ocho planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (la existencia del planeta nueve sigue siendo una hipótesis), y se definió una nueva clase de objetos, los llamados planetas enanos.

En particular, Plutón, antes considerado un planeta, pasó a formar parte de esa categoría al no cumplir una de las características que sí presentan los ocho planetas del Sistema Solar: no es el objeto dominante en su región del espacio. Dicho de otro modo, este astro no ha logrado barrer su órbita, sino que la comparte con muchos otros del mismo tipo, los cuerpos que conforman el denominado cinturón de objetos transneptunianos.

Ocurre en este caso, como en muchísimos otros en astronomía, que las palabras no describen exactamente el concepto al que se refieren,  ya que estos objetos nada tienen de planetas, al igual  que una estrella enana no es pequeña en absoluto (el Sol es un buen ejemplo de ello), una nebulosa planetaria no tiene relación alguna con los planetas, o una estrella fugaz no es, ni de lejos, una estrella ni nada que se le parezca.

Planetas y planetas enanos del Sistema Solar a escala. Imagen: NASA, editada por Pepe Dávila.

Ceres, de planeta a enano pasando por asteroide

Junto a Plutón hay otros cuatro planetas enanos reconocidos hasta ahora en nuestro Sistema Solar: Ceres, Haumea, Makamake y Eris (o Éride). Alguno de ellos también ha pasado por varias denominaciones, aunque con menos traumas y división de la comunidad astronómica internacional.

Es el caso de Ceres. Cuando se descubrió en 1801 se le llamó planeta. Por aquel entonces los únicos objetos del Sistema Solar conocidos eran los ocho planetas, algunas de sus lunas y los cometas. Debido a la tecnología de la época, los astrónomos no pudieron determinar su tamaño y forma, pero años más tarde se descubrieron muchos otros cuerpos similares en la misma región, con lo que perdió su estatus planetario. Ese grupo de objetos entre las órbitas de Marte y Júpiter se denominó cinturón principal, siendo Ceres el mayor de los asteroides. Al menos hasta 2006, cuando pasó a considerarse como planeta enano, cediendo el puesto de asteroide mayor a Vesta.

Los últimos hallazgos indican que Ceres no es una roca espacial estéril como se pensaba, sino un mundo oceánico que puede haber estado geológicamente activo en un pasado reciente e incluso en la actualidad. Los datos aportados por la sonda Dawn confirmaron que alberga bajo la superficie una vasta reserva de agua líquida con sales, que pueden ascender para formar sus famosas zonas brillantes. Se trata del cuerpo más pequeño del Sistema Solar en el que se han descubierto océanos sin ser una luna helada, como las de Júpiter o Saturno.

El siguiente paso natural en su exploración es conocer mejor el medio ambiente de ese depósito líquido para saber si es apto para la vida. Investigaciones previas ya localizaron en la superficie de Ceres un material orgánico alifático, formado por compuestos de carbono de cadena abierta implicados en la química que genera la vida.

Puntos o zonas brillantes dentro del cráter Occator (a la derecha). Imagen: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Este planeta enano ha sido objeto de estudio incluso por la ciencia andaluza. En concreto, la Universidad de Cádiz (UCA) participa en una investigación en la que se analiza su composición, demostrando la existencia de fallas inversas, no solo movimientos de extensión como se pensaba hasta ahora, lo que ha supuesto los cambios de volumen registrados en algunas fases de su historia.

Planetas enanos transneptunianos

Ceres sería el único planeta enano localizado hasta ahora en el cinturón de asteroides, pues el resto se ubica en el cinturón transneptuniano o de Kuiper, lo que les otorga una nueva categoría que a veces recibe el nombre de plutoides. El nombre alude directamente a que los cuatro, Plutón, Eris, Makemake y Haumea, siguen el prototipo del primero, es decir, tienen características análogas: se localizan más allá de la órbita del planeta Neptuno, cuya distancia es unas 30 veces la que separa a la Tierra del Sol, o 30 unidades astronómicas (au). Así, los plutoides son los planetas enanos transneptunianos.

A principios de la década de 2000, los astrónomos utilizaron el telescopio espacial Hubble para observar un objeto transneptuniano (TNO) originalmente llamado 2003 UB ₃₁₃ pero luego rebautizado como Eris, o Éride, en honor al dios griego de la discordia y la lucha. Los datos mostraron que es tan grande o quizás más que Plutón y, lo que es más importante, que tiene un satélite, más tarde llamado Disnomia en honor a la hija de Eris, el demonio griego de la anarquía. Al seguir los movimientos de Disnomia alrededor de Eris, los astrónomos pudieron medir la masa del planeta enano con precisión. Hasta 2021 se consideraba el objeto del Sistema Solar más alejado del Sol,  a 97 unidades astronómicas, récord que ahora ostenta Farfarout, a 132 au. 

Casi al mismo tiempo, también se descubrieron Haumea y Makemake. Como todos los TNO, y de acuerdo con las pautas de nomenclatura de la UAI, estos dos objetos finalmente recibieron el nombre de seres mitológicos asociados con la creación: Makemake es el creador de la humanidad para los Rapa Nui y Haumea la diosa hawaiana de la fertilidad y el parto.

Se cree que Haumea está cubierta de hielo, tiene dos lunas ( Hi’iaka y Namaka ) y un anillo. Este fue descubierto gracias a una campaña internacional de observación para determinar sus principales características físicas liderada por astrónomos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) en 2017. El estudio concretó además que Haumea gira alrededor del Sol en una órbita elíptica que tarda 284 años en completar (en la actualidad se halla a unas 50 unidades astronómicas), y su velocidad de rotación es de 3.9 horas, mucho más rápido que cualquier otro cuerpo de más de 100 kilómetros de todo el Sistema Solar. Esta velocidad provoca que Haumea se deforme hasta adquirir una forma elipsoidal similar a un balón de rugby. La investigación liderada por el centro andaluz también especificó su tamaño, 2 320 kilómetros en su lado más largo, casi igual que Plutón, aunque carece de una atmósfera global similar a la de su compañero transneptuniano.

Por su parte, Makemake es un mundo redondo y rojizo con un solo satélite, actualmente designado como S/2015 (136472) 1. Es el segundo objeto más brillante y también el segundo más grande del cinturón de Kuiper, después de Plutón. Al igual que en el caso de Haumea, el IAA participó en 2012 en el estudio que permitió desvelar más datos del planeta enano menos conocido, un trabajo sin precedentes de cálculo y coordinación que culminó con la observación de su paso por delante de una estrella muy débil, tapando su luz, un fenómeno que se conoce como ocultación y que permitió determinar con precisión el tamaño, la forma y el albedo -o fracción de luz reflejada- de Makemake.

La ocultación reveló que, a diferencia de Plutón, este carece de atmósfera, aunque los investigadores apuntaron a que pudiera albergar zonas donde se forme una atmósfera local. El albedo (77%) es superior al de Plutón (52%) pero inferior al de Eris (96%), y se cree que su alto brillo se debe a que su atmósfera se condensó en la superficie, cubriéndola de hielo. Además se determinó que la forma que mejor se ajusta a las observaciones es una elipse con unos ejes de 1 430 y 1 502 kilómetros de longitud, y su densidad se hallaría en torno a 1.7 gramos por centímetro cúbico. Asimismo, la ocultación descartó la existencia a su alrededor de satélites a más de 200 kilómetros.

Concepción artística de la superficie del planeta enano Makemake. Imagen: ESO/L. Calcada

Candidatos a planetas enanos

La historia de los planetas enanos de nuestro Sistema Solar no acaba aquí. En los próximos años, algunos de los asteroides más grandes o incluso otros TNO podrían postularse para subir de categoría. El número exacto se desconoce, pues son numerosos los objetos que se descubren. Su estudio es difícil debido a sus pequeños tamaños y distancias extremas, de ahí que las ocultaciones se conviertan en herramientas particularmente valiosas. Hasta hace poco, había sido difícil predecir exactamente cuándo y dónde tendrían lugar, algo que ha mejorado notablemente, en parte gracias a  la contribución de los datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, que está creando el mapa multidimensional más preciso y completo de la Galaxia.

De momento existen listas de posibles candidatos a ser catalogados como planetas enanos, entre los que se encuentran varios cuerpos menores transneptunianos como Quaoar (del que recientemente se descubrió que tenía un anillo a través del satélite para la caracterización de exoplanetas Cheops de la ESA) o Ixión, y algunos de los asteroides de mayor tamaño del cinturón principal como Vesta o Higía. En 2019, el instrumento SPHERE, instalado en el Very Large Telescope que tiene el Observatorio Europeo Austral en Chile, reveló que Higía cumple con el requisito que faltaba para ser considerado como un planeta enano: suficiente masa como para que su propia gravedad lo fuerce a adoptar una forma más o menos esférica. La UAI tiene la última palabra.