Caronte está identificado como uno de los satélites del planeta enano Plutón, curiosamente tienen el mismo período rotacional, por lo que ambos siempre se muestran la misma cara de un hemisferio y esta característica también hace presumir que se trata de un sistema binario de planetas enanos dobles. ¿Quieres descubrir realmente de qué se trata?, entonces te invitamos a leer este artículo, en donde revelamos el misterio entre Caronte y Plutón.
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Características del satélite Caronte
Caronte es un satélite que forma parte de nuestra galaxia, así como la Luna es el satélite de la Tierra, Caronte es el satélite más grande de Plutón, fue descubierto por James W. Christy, astrónomo estadounidense, en el año de 1978. Una de sus características más relevantes es que se trata de un cuerpo celeste conformado en su mayor parte por hielo.
Su forma es redonda y al igual que la Luna y el planeta 55 Cancri e que se encuentra en un sistema solar diferente al nuestro, siempre muestra un mismo lado de su cara a su estrella, en este caso de Caronte a Plutón, la Luna a la Tierra y 55 Cancri e a su estrella Copérnico. Curiosamente gira siempre sobre su propio centro de masa al igual que Plutón, por lo tanto, ambos siempre ven la misma cara del otro.
En el año 2006 la NASA lanzó al espacio una sonda que llamaron New Horizons, este nuevo proyecto tenía la finalidad de estudiar más de cerca a Plutón y su satélite Caronte. La sonda tuvo un viaje de 8 años para llegar a la ubicación cercana de Plutón, estando en esta posición se lograron obtener las imágenes que permitieron determinar algunas de las características de estos cuerpos celestes.
De esta manera se obtuvieron las primeras imágenes de Caronte y de Plutón, con una nitidez que permitía realizar observaciones nunca antes vistas. Con estas gráficas se comprobó que Caronte es un cuerpo celeste que orbita separado de Plutón. Asimismo se determinó que Caronte tiene un diámetro aproximado de 1.208 kilómetros, siendo mucho más pequeño que Plutón, el cual tiene una superficie calculada de 4.580.000 kilómetros cuadrados.
La composición de Caronte (satélite) como se indicó, es en su mayor parte de hielo, esta información fue posteriormente complementada con parte de la investigación que se había obtenido del observatorio Gemini.
Este observatorio está conformado por dos telescopios que se encuentran estratégicamente ubicados en ambos de lados de la Tierra, por ello, son conocidos como los telescopios Norte y Sur. Con la información de Gemini se logra determinar que la superficie de Caronte presenta hidratos de amoniaco y cristales congelados de agua, a los que han llamado cryo geysers.
Varios eventos planetarios que han sucedido a lo largo de los años, han permitido ir descubriendo y determinando algunas de las características del satélite más grande de Plutón, Caronte. Uno de ellos fue de relevante importancia, nos referimos al eclipse que se produjo en el año 1980 entre Plutón y Caronte, el cual permitió determinar no solo el análisis de las líneas espectrales de Plutón, sino de las líneas espectrales de ambos cuerpos y también la determinación de la composición de Caronte.
Esta información fue de gran relevancia para los astrónomos, ya que sirvieron para establecer los simuladores con los datos de las líneas espectrales de ambos cuerpos celestes en conjunto, así como de forma individual.
Como sabemos, las líneas espectrales surgen de la interacción entre sistemas cuánticos, es decir, la interacción entre átomos y algunas veces entre moléculas o núcleos atómicos, es por ello que al conocer los cambios de estado de estas partículas y de sus fotones se pudo conocer la composición de la superficie de Caronte.
Los datos obtenidos en los observatorios enviados al espacio y los que se encuentran instalados en la Tierra, han permitido conocer el volumen y la masa de Caronte, generando datos suficientes para determinar su densidad. A la fecha se conoce que es un cuerpo helado que tiene en su composición menos rocas en comparación con las que se encuentran en Plutón. Si se utiliza como premisa que Caronte se originó posteriormente a un impacto enorme en el manto helado de Plutón, esta composición es lógica.
En este sentido, la composición de la superficie de Caronte es distinta a la de Plutón, se ha identificado que puede estar cubierta con agua helada más que con nitrógeno, mientras que su densidad varía entre 1.2 y 1.3 g/cm3; esto permite confirmar que contiene poca cantidad de rocas, al comparar la densidad de Caronte, con la densidad de Plutón la cual varía entre 1.8 y 2.1 g/cm3.
Sin embargo, aún hoy en día no existe un acuerdo entre los equipos de astrónomos sobre la estructura del interior de Caronte, un grupo apoya la hipótesis de que la misma consta de un núcleo que está compuesto por rocas y que ese núcleo está cubierto por un manto helado. Mientras que otro grupo apoya la hipótesis de que Caronte es solo un cuerpo compacto uniforme helado y no presenta ningún tipo de diferenciación estructural.
Con respecto a su órbita, el satélite Caronte está gravitacionalmente unido a Plutón, es por ello que ambos cuerpos celestes muestran al otro el mismo lado de un hemisferio de manera permanente, es decir, ambos tienen el mismo período rotacional. Por su parte Caronte, tiene un período orbital de 6.387 días, exactamente son 6 días, 9 horas, 17 minutos.
Con la finalidad de ayudarlos a tener una idea del tamaño, densidad y comportamiento orbital de Caronte, a continuación vamos a realizar una comparación de sus características, con las de nuestro planeta Tierra, esta comparación también nos va ha permitir comprender una propuesta realizada en el año 2006, para que Caronte fuera clasificado como un planeta enano que conforma un sistema binario con Plutón, la cual comentaremos más adelante.
Comparemos entonces el radio ecuatorial de Caronte, el cual en kilómetros es de 635, mientras que el radio ecuatorial de la Tierra es 9.9561 elevado a la 2. La Densidad media de Caronte es 1.83 gr/cm3 , mientras que la Tierra tiene una densidad de 5.51 gr/cm3 , como podemos observar las diferencias son enormes y este es uno de los fundamentos que respaldan la propuesta de clasificar a Caronte como un planeta enano.
Descubrimiento
Como indicamos al principio del artículo, Caronte fue descubierto en el año 1978 por el astrónomo James W. Christy, quien se encontraba realizando investigaciones a través del observatorio Lowell ubicado en Flagstaff, una ciudad del estado de Arizona, en Estados Unidos. Realizando este trabajo Christy notó que Plutón tenía una forma ligeramente alargada, mientras que el resto de las estrellas que fueron captadas en la misma fotografía no mostraban esa distorsión.
Con esta imagen poco común, procedió a realizar una revisión detallada de los archivos históricos que se encontraban en el observatorio y seleccionó los que tenían mayor nitidez, encontrando en los archivos que otros cuerpos celestes mostraban ese tipo de forma alargada.
Continuando con esta revisión a los antecedentes documentados, descubrió que algunas imágenes tomadas bajo excelentes condiciones de visibilidad también mostraban este alargamiento, aunque la mayoría no, por lo que dedujo que no era algo común. De esta manera comienza a analizar y buscar una teoría que explicara este fenómeno. Este efecto podía explicarse si existía otro objeto orbitando periódicamente a Plutón, pero que no fuera lo suficientemente grande como para ser visto por el telescopio.
Christy siguió su investigación y elaboró cálculos para descubrir que todas las observaciones podían ser explicadas, si el objeto avistado que producía esta distorsión cumplía una condición: Debía tener un período orbital de 6,387 días y una separación máxima del planeta de un arcosegundo, medida angular que se utiliza para indicar la posición en el firmamento, debido a las enormes distancias.
Precisamente ese período orbital correspondía a Plutón, por lo que dedujo que muy probablemente el satélite que producía esa distorción captada en la fotografía, tenía el mismo período de rotación, deduciendo que era el único sistema planeta – satélite conocido en el que ambos (el planeta y el satélite) se mostraban la misma cara continuamente.
Las inquietudes que pudo haber generado esta hipótesis propuesta por Christy, fueron aclaradas cuando el sistema entró en un período de cinco años continuos de eclipses. En realidad este es un fenómeno bastante extraño, ya que ocurre solo en 2 oportunidades cada 248 años, porque ese es el tiempo que dura el período orbital de Plutón.
Durante el último año de ocurrencia de los eclipses consecutivos, se logró fotografiar con el telescopio espacial Hubble, el cual fue puesto en órbita precisamente en el año 1990. Este novedoso artefacto realiza una órbita completa en poco tiempo y con alta resolución en la captación de imágenes, gracias a las cuales mostró los discos separados, que posteriormente se complementaron con la información de los telescopios Gemini. Este descubrimiento descartó la hipótesis de que Plutón era un satélite escapado de Neptuno.
La protuberancia observada en el año 1978 por James W. Christy, estaba rodeada por un conjunto situaciones y condiciones que permitieron su avistamiento, una de ellas es que en ese momento Plutón se encontraba en el punto más cercano a la Tierra, algo que ocurre cada 247 años.
Christy, para el momento del avistamiento, se encontraba realizando el estudio de algunas placas de la órbita y posición de Plutón, lo que por supuesto facilitó el descubrimiento de Caronte. Esta revelación fue un gran avance para la astronomía, ya que permitió conocer el período orbital y la masa de ambos cuerpos.
También al calcular sus densidades, se pudo demostrar que Plutón y Caronte se crearon en forma independiente, fundamentado en la gran diferencia de densidad calculada en ambos objetos celestes.
Por mucho tiempo Caronte fue reconocido como el único satélite que orbitaba alrededor de Plutón, sin embargo en el año 2005 se realizó el avistamiento de dos cuerpos de menor tamaño que también orbitan alrededor de él, los cuales fueron llamados S/2005 P 1 y S/2005 P 2, estos nombres son provisionales, mientras determinan y comprueban sus características y órbita.
Un año después, se confirmó la permanencia de los cuerpos en las órbitas identificadas, para ello se utilizó nuevamente el telescopio Hubber, el cual es en realidad un observatorio que fue lanzado al espacio y que se encuentra a 593 kilómetros sobre el nivel del mar, lo que disminuye la distorsión que puede ser generada por la atmósfera terrestre y es por ello que se pueden obtener imágenes con excelente resolución.
Confirmada la presencia de estos dos nuevos cuerpos celestes, se le asignaron sus nombres permanentes: a S/2005 P 1 lo llamaron Hidra y a S/2005 P 2 lo llamaron Nix, ambos nombres asignados por la Unión Astronómica Internacional conocida por sus siglas en inglés IAU.
En el año 2011 se realiza el avistamiento de un nuevo cuerpo celeste orbitando alrededor de Plutón, e igual que en el caso de los avistamientos anteriores, le asignaron el nombre provisional de P4. Nuevamente con el telescopio Hubble, se logra obtener información determinando que es la más pequeña de las 4 lunas avistadas hasta ese momento orbitando alrededor de Plutón, la misma tiene un diámetro de entre 13 y 34 kilómetros.
Un año después de este descubrimiento, se realiza el avistamiento de otro cuerpo de menor tamaño que P4, al cual le asignan el nombre provisional de P5, el mismo tiene un diámetro de entre 10 y 24 kilómetros. Ya para el año 2013 fueron comprobadas sus órbitas y les asignaron sus nombres permanentes: a P4 lo llamaron Cerbero y a P5 los llamaron Estigia. Ahora ya conocemos ese pequeño sistema en donde la “estrella” principal es Plutón y a su alrededor giran Caronte, como el satélite de mayor tamaño, acompañado por Hidra, Nix, Cerbero y Estigia.
Algunos astrónomos proponen que Caronte se formó cuando un objeto planetesimal impactó hace mucho tiempo con Plutón, a este tipo de objetos se les considera como materiales sólidos propios de los discos ubicados alrededor de las estrellas jóvenes; esta es una teoría parecida a la propuesta para la formación de la Luna, fundamentada en la inclinación del eje de Plutón y la órbita de Caronte, ya que están muy inclinados, lo que puedo haber sido generado por el impacto.
Con los avances tecnológicos se ha logrado conocer la presencia de una franja rojiza identificada hoy en día como Mordor Macula, también se observó un sistema de fracturas y cañones que parten al satélite en dos.
Adicionalmente cabe mencionar que existen una serie de presunciones en referencia a Caronte, así como la luna de Neptuno, Tritón y el mismo Plutón, donde se duda que sean cuerpos celestes congelados ubicados en la región más externa del sistema solar y que no fueron capturados cuando se formaron Urano y Neptuno o fueron proyectados fuera de este sistema. Estos tres cuerpos parecen estar relacionados, Caronte y Tritón se podrían haber convertido en satélites y el más grande podría haberse convertido en Plutón.
¿Por qué se llama Caronte?
Cuando se realizó el descubrimiento de Caronte lo llamaron de manera provisional S/1978 P 1, el cual responde a una nomenclatura que está establecida desde la Unión Astronómica Internacional (UAI), ya que es ella la que se encarga de llevar los registros de los hallazgos realizados y utiliza un sistema de nomenclatura estricto, dependiendo del tipo de cuerpo celeste.
También la Unión Astronómica Internacional se encarga de estudiar los objetos del espacio y analizar cada una de sus características, para poder realizar la clasificación en categorías. Es así como, de acuerdo a la convención recientemente establecida, se asignan y aprueban los nombres.
Christy eligió de manera inmediata el nombre de “Charon” que en español es Caronte, sin embargo esta denominación tuvo que esperar la aprobación de la Unión Astronómica Internacional, la cual fue aceptada en el año 1985 y publicada en el año 1986.
El motivo que generó la elección de este nombre por parte de Christy, no lo sabemos realmente pero sí podemos señalar el significado de este nombre, el cual proviene de la mitología griega. Se dice que Charón era el responsable de guiar a las almas de las personas recién fallecidas a través de la laguna Estigia, que son las aguas del infortunio y la lamentación, ya que las almas debían ser llevadas al reino de Hades, que en la mitología romana corresponde a Plutón. También en el 2016 la Unión Astronómica Internacional, decidió re-ubicar a Plutón, cambiando su clasificación de planeta a planeta enano.
Órbita
Como sabemos, cuando hablamos de la órbita de un planeta o satélite, nos referimos a la trayectoria que es descrita por el objeto en referencia a otro objeto, cuando este se encuentra bajo la influencia de una fuerza, como por ejemplo la gravedad.
Dentro de un sistema como el nuestro, en el que se encuentran planetas, asteroides, planetas enanos, satélites, entre otra serie de objetos que incluso desconocemos, o no hemos descubierto aún, todos ellos orbitan alrededor de la estrella central, que en este caso es el Sol.
Cuando nos referimos a la trayectoria de un cometa, que podemos reconocer por su órbita parabólica; la cual es dibujada alrededor de una estrella central, esta en realidad no tiene una fuerza gravitatoria con esa estrella, por lo que no se considera que forma parte del sistema planetario de la misma.
Ahora bien, hasta el momento no se han observado en el Sistema Solar cometas con órbitas claramente hiperbólicas. Por su parte, los cuerpos que sí tienen un enlace gravitacional con uno de los planetas del sistema planetario, describirán órbitas alrededor del planeta, generalmente elípticas.
En referencia a la órbita de Caronte, existen algunas características muy particulares de este satélite o de este planeta enano. Ya nos ocuparemos de aclarar esta clasificación, que en realidad influye en la órbita que describe alrededor de Plutón.
Asimismo es importante señalar que se ha calculado que Caronte se encuentra aproximadamente a 19. 570 kilómetros de Plutón, esta distancia es veinte veces más pequeña que la distancia que separa a la Luna de la Tierra.
En función de esta comparación es que los astrónomos indican que ambos cuerpos se encuentran trabados por sus fuerzas gravitacionales y es por ello, que ambos siempre se muestran el mismo lado del hemisferio. Los períodos rotacionales de Plutón y Caronte son entonces iguales, y el período orbital de Caronte es como indicamos anteriormente de 6 días, 9 horas y 17 minutos.
Formación
Existen diversas propuestas para explicar el origen de Caronte e incluso de Plutón, algunos científicos proponen que el origen de ambos cuerpos puede haber surgido por la colisión de dos cuerpos mayores, antes de coordinarse en una órbita mutua.
Este choque entre ambos cuerpos fue además tan violento, que generó la evaporación del metano debido a procesos de ebullición de los hielos volátiles, sin embargo la energía liberada no fue la suficiente como para hacerlos desaparecer o convertirlos en polvo. Al respecto se han realizado una diversidad de estudios y teorías propuestas, que han tratado de ser probadas a través de la utilización de simuladores.
En un trabajo de simulación publicado en 2005, una astrofísica estadounidense llamada Robin Canup, sugiere que Caronte pudo haberse originado en consecuencia a un impacto gigantesco hace aproximadamente 4.500 millones de años, en un proceso muy similar al propuesto para explicar el origen de la Luna como satélite de la Tierra.
La astrofísica señala que el objeto que produjo el impacto puede haber pertenecido al cinturón de Kuiper, y que colisionó con Plutón a una enorme velocidad. Con el impacto se produjo la destrucción del objeto, el cual se transformó en fragmentos más pequeños que quedaron orbitando en el manto exterior del planeta. Con el tiempo y las fuerzas gravitacionales, se produjo la fusión de algunos de estos fragmentos, dando origen a Caronte.
Sin embargo, existen características en ambos cuerpos celestes que no concuerdan con esta teoría, como es el hecho de la cantidad de rocas que componen a Plutón y la cantidad de cuerpos helados que componen a Caronte.
También se debe tomar en cuenta que en el sistema del planeta enano Plutón, se han identificado un total de seis cuerpos en donde se encuentra incluido Plutón, en dicho sistema la mayoría de estos cuerpos son identificados como satélites.
Sin embargo, Plutón y Caronte son considerados un sistema binario, en donde el tamaño de Caronte permite que sea reconocido como el más grande de todos los satélites del sistema solar, cuando es comparado con el tamaño de su planeta.
Esto lo que quiere decir es que hasta el momento no hay ningún otro satélite que tenga un tamaño tan cercano al del planeta que orbita. Esto viene a colación, porque la presencia de satélites más pequeños en el sistema puede respaldar la teoría propuesta Robin Canup, en referencia a la formación de Caronte, siendo ellos también generados por la fusión de otros fragmentos producidos por la explosión o choque de los dos cuerpos.
¿Puede considerarse el Caronte un planeta?
Existe una controversia entre los grupos de astrónomos en referencia a la clasificación de Caronte, algunos apoyan la idea de calificarlo como un satélite y otros sugieren que sea clasificado como un planeta enano; ya veremos la razón por la que no puede considerarse aún como un planeta.
Los astrónomos que apoyan la idea de que sea clasificado como un planeta enano, se fundamentan en el hecho que ambos cuerpos orbitan alrededor de un centro de masa común al sistema, ya que en realidad Caronte no orbita alrededor de Plutón, por lo que consideran que ambos son un planeta enano doble. Sin embargo, este no es un fundamento lo suficientemente sólido como para realizar una clasificación de Caronte distinta a la de satélite.
En el año 2006 fue presentada ante la Unión Astronómica Internacional (UAI), una propuesta para que se aprobara una nueva definición de planeta, en donde de incluían cualidades como cuerpo masivo, de forma esférica y diferente a una estrella, pero que orbita alrededor de una.
La UAI no aprobó la propuesta, pero de haber sido aprobada, Caronte clasificaría como un planeta; al igual que muchos otros cuerpos que actualmente se encuentran clasificados como satélites. La situación actualmente se encuentra en el hecho de que tampoco se ha propuesto una definición para clasificarlo como un planeta enano doble, de modo que Caronte se encuentra en un limbo en cuanto a su clasificación.
Recordemos que los planetas son cuerpos celestes que mantienen una órbita alrededor de una estrella, no tienen luz propia, pero reflejan la luz de la estrella que los ilumina. Los satélites por su parte, son cuerpos celestes que presentan un tamaño más pequeño que los planetas y presentan órbitas que los mantienen girando alrededor de estos, tampoco tienen luz propia y reflejan al igual que los planetas la luz de la estrella, en este caso y por estar en nuestro sistema solar, reflejan la luz del Sol.
Con esta definición podemos entonces comprender lo complicado que resulta definir la clasificación de Caronte, debido a que en realidad no gira alrededor de Plutón, ya que siempre está mostrando el mismo lado de uno de sus hemisferios y además ambos giran juntos en una órbita externa del sistema solar.
¿Por qué Plutón no es un Planeta?
Quien haya nacido a mediados y finales del siglo XIX, seguro recordará que nuestro sistema solar constaba de 9 planetas, los cuales indicaremos a continuación, según su distancia en referencia al Sol. Es así como aprendimos que el más cercano al Sol era Mercurio, luego Venus, nuestra Tierra, seguida por Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y por último Plutón.
Sin embargo, esto cambió en el año 2006 durante la XXVI Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (UAI), en la cual se discutió y votó por una propuesta planteada con la finalidad de realizar un cambio hacia una nueva definición de planeta, la cual fue aprobada y excluyó de manera inmediata a Plutón de nuestro sistema solar.
La propuesta surge ante la necesidad de definir y clasificar una cantidad de objetos estelares que han sido descubiertos a finales del siglo XIX, con el paso del tiempo y el avance de la tecnología, se encuentran objetos ubicados más allá del planeta Neptuno.
Para muchos se trata inicialmente de objetos grandes, con tamaños superiores a los que pueden ser clasificados como asteroides, no obstante, son de menor tamaño que la Luna. Adicionalmente orbitan alrededor del Sol en trayectorias excéntricas, es decir, que se alejan de una circunferencia perfecta y además se encuentran inclinadas con respecto a la órbita de la Tierra.
Cuando observamos estas características podemos reconocer que se trata de objetos con un comportamiento y características muy similares a las de Plutón. Por lo anteriormente expuesto, surge entonces la necesidad de clasificar a estos nuevos objetos, es por esta razón que Plutón dejó de ser un planeta y finalmente nuestro sistema quedó formado por 8 planetas.
Anteriormente, no existía una definición formal de planeta y con el hallazgo de nuevos objetos surge la necesidad de aclarar criterios. Entre las propuestas aprobadas se indica que los planetas y otros cuerpos del sistema solar, deben ser definidos en 3 categorías.
En la primera se habla de un cuerpo celeste que está orbitando alrededor del Sol, cuya masa permite superar las fuerzas que le mantienen con una forma redondeada y sin otros cuerpos que compartan su órbita. Por otro lado, se definió un planeta enano como un cuerpo celeste que se encuentra en órbita alrededor del Sol, con masa suficiente para superar fuerzas que le permiten tener una forma redonda, pero existen otros cuerpos en su órbita. Y todos los que están fuera de estas características, serán llamados cuerpos pequeños del sistema solar.
Debido a que la órbita de Plutón se cruza con la de Neptuno, sale de la clasificación de planeta y por ello, es clasificado como un planeta enano. El sistema solar sigue siendo un mundo misterioso que debe seguir siendo explorado, esta dinámica nos permite comprender que nada está escrito en piedra en el mundo de la astronomía, sino que estaremos enfrentando cambios permanentes que necesariamente nos obligarán a reescribir estas líneas.
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