Hay dos, el que conocen hasta los niños en el colegio, y que termina en Neptuno, el último gigante. Más allá se extiende una densa oscuridad cuatro veces más grande que el propio sistema planetario y que, lejos de estar vacío, está superpoblado de mundos sin luz de los que apenas sabemos nada. Este reportaje es una pequeña recopilación y acercamiento a lo que hay al otro lado de la frontera transneptuniana.

IMÁGENES: NASA / ESA / Caltech

El Sistema Solar es un gran baile con orquesta gobernado por un director, el Sol, cuyo poder e influencia se extiende miles de millos de km más allá de donde estamos nosotros. Y está mucho más poblado de lo que pensábamos. A los ocho planetas conocidos hay que añadir uno que lo fue y perdió su condición, Plutón, otro que podría estar presente y sólo intuimos (el Planeta X), con otros cuatro planetas enanos aceptados como tales y otras varias docenas de ellos en la sala de espera de que los astrónomos lleguen a un acuerdo en nomenclatura, con casi 400 lunas o satélites naturales registrados, 3.153 cometas catalogados y casi 587.479 cuerpos estelares que forman parte de esa nebulosa que está entre la consideración de planeta menor o simple cuerpo celeste indeterminado. Y se divide en dos a partir de una frontera por convención humana: Neptuno, el último gigante planetario. Más allá está el “otro Sistema Solar”, infinitamente más grande que el casero en el que nos manejamos nosotros, al calor de la estrella. Al otro lado está el mundo de Plutón y Caronte, el Cinturón de Kuiper, la inabarcable Nube de Oort y la gran frontera de la Heliosfera, donde el “barrio” se diluye en un gran muro invisible donde chocan la radiación del espacio interestelar con el viento solar.

Para hacer una idea esquemática: el Cinturón de Kuiper es un disco circunestelar (es decir, que gira alrededor del Sol en un plano diferente) situado entre 30 y 55 unidades astronómicas (ua) de la estrella, y que alberga parte de los objetos transneptunianos (TNO); y la Nube de Oort es una gran acumulación con forma esférica de material helado y gases (amoníaco y metano principalmente) situada a casi un año luz del Sol y que alberga al resto de cuerpos transneptunianos y a los cometas en su órbita larga antes de ser atraídos por el Sol de manera cíclica. Es decir, el Cinturón de Kuiper rodea a los planetas conocidas del Sistema Solar, y la Nube de Oort engloba a ambos, como un caparazón de restos, polvo, y cuerpos estelares que bordea la propia frontera del Sistema Solar en su parte final. Esta nube está tan lejos y es tan inconmensurablemente grande (más de cien veces el espacio planetario que hay entre el Sol y Plutón) que se encuentra ya a un cuarto de distancia de la estrella más cercana, Próxima Centauri. Y es todo menos vacío: acumula ella sola casi cien billones (en escala europea, es decir, cien millones de millones) de objetos físicos, que si se juntaran serían cinco veces la masa de la Tierra. Así pues, primera misión del lector: desterrar para siempre la idea de que el Sistema Solar son un puñado de planetas y lunas a la luz del Sol. Porque estos mundos de frontera son sobre todo espectros helados en la oscuridad.

En realidad el Sistema Solar es como una cebolla de capas superpuestas organizadas por fuerzas gravitatorias múltiples. Los planetas y el Cinturón de Kuiper existen en función de la gravedad entrecruzada del Sol (como fuerza primigenia) y de los planetas gigantes exteriores, cuyo poder es tal que alteran las órbitas y la propia configuración de los objetos transneptunianos. La gravedad combinada de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno es tal que influyen tanto o más que el propio Sol; podemos compararlo con una escala de centros gravitatorios donde los gigantes se organizan entre sí y con el Sol, mientras que el Cinturón de Kuiper lo hacen con los gigantes y en menor medida con la estrella. Es más, la propia Nube de Oort, por su tamaño y estructura, está sujeta tanto a poder gravitatorio del resto de la galaxia como de Próxima Centauri, de tal forma que es la interacción con estas fuerzas externas las que muchas veces alteran su dinámica y empuja a cometas y objetos hacia el interior del Sistema Solar. Así pues, segunda misión: eliminar la idea de que el Sol es el motor que lo gobierna todo; es más un director de orquesta que tiene bien amarradas a las secciones principales, pero el resto de la formación es enorme y se estructura de manera más flexible.

Y ahora, nos zambulliremos en el mundo que conocemos mejor gracias a las dos misiones Voyager y a la reciente New Horizons, que ya viaja rumbo hacia el mundo de Kuiper. Esta segunda misión dejó atrás hace ya tiempo a Plutón, a más de 500 millones de km de él, y a 5.500 millones de km de la Tierra. Su trabajo ha sido encomiable, tanto para discernir cómo es Plutón y su luna, Caronte, como para lanzarse hacia esas “zonas de frontera” poblada de mundos oscuros, perdidos y congelados, donde la luz del Sol es un brillo tenue y escaso. Son los llamados “objetos transneptunianos” (KBO en argot astronómico), y que varían entre los 100 y los 1000 km de diámetro, en su mayoría cometas inertes (que luego dan paso, cada determinado tiempo, a cometas de “periodo corto” que pasan cerca del Sol), asteroides de hielo puro (o congelados) y planetas enanos. De los cerca de 800 objetos determinados el más grande de todos es Plutón, seguido del reciente Sedna, Quaoar y la luna plutoniana, Caronte. Sin embargo no es el único cuerpo masivo que existe en esa zona: más allá, en el borde final, está el planeta enano Eris, casi un hermano gemelo en tamaño de Plutón. Supuestamente, entre medias, está el otro invitado desconocido, “el Décimo Planeta” o Planeta X, una de las particulares obsesiones de los astrónomos, que ahora vuelve a tener nuevo posible dueño, ese mundo descubierto este mismo año por una alteración gravitatoria tan grande que afecta incluso al Sol.

Ilustración de cómo sería Haumea ante la luz solar

La posibilidad de que un gigante del tamaño de Saturno, congelado y oscuro, orbite el Sol a esa distancia (más de 35 ua) hace pensar que sabemos muy poco realmente del Sistema Solar. Los buscadores de exoplanetas de Caltech, Michel Brown y Konstantin Batygin, llevaban años teorizando sobre la posibilidad de que las alteraciones gravitacionales de los KBO se deban a la presencia de un cuerpo desmesurado con una órbita diferente, y con una masa tan grande que ejerza el mismo poder que los gigantes planetarios. Fueron estos dos últimos los que en 2016 aseguraron haber configurado un modelo orbital y gravitatorio que explicaba la existencia del Planeta X, que estaría en torno a 700 unidades astronómicas (UA, la Tierra está a 1 ua del Sol) del centro del sistema. Desde entonces astrónomos y astrofísicos de todo el mundo mantienen una carrera para ser los primeros en detectarlo definitivamente. El problema es que la incidencia de la luz en esa región es mínima. Y sin luz no hay reflejo, y sin éste los cuerpos estelares que no brillan por sí mismos (asteroides, planetas, enanas marrones, que son estrellas fallidas) se oscurecen y son invisibles para los instrumentos tradicionales. Hay que buscarlos con infrarrojos, como los que porta la misión WISE, que empezó a escanear el espacio cercano en 2010 y produjo una inmensa cantidad de datos que deben ahora ser analizados. Quizás dio con el Planeta X pero aún no lo sabemos.

Una opción para el Planeta X es que en realidad no sea un planeta, sino una enana marrón, una estrella fallida que, literalmente, no han conseguido acumular material suficiente ni ser suficiente masiva como para iniciar las reacciones nucleares de fusión del hidrógeno acumulado. Es decir, son fracasos estelares que luego derivan hacia cuerpos gigantes de tipo gaseoso parecido a Júpiter (algunos investigadores sospechan que éste fue en realidad una antigua enana marrón que evolucionó). Están entre un mundo y otro: no son estrellas, pero tampoco planetas, y su tonalidad es extraña, ya que a la vista humana podrían parecer de color magenta y tienen muy poca luz propia en onda visible. Esta opción es viable. Sea como fuere, la afirmación de la existencia del Planeta X hecha por Michel Brown y Konstantin Batygin es rotunda: tiene diez veces la masa de la Tierra, orbita al Sol y está 200 veces más lejos del Sol que Neptuno. Por su lejanía y tipo de órbita tardaría casi 15.000 años en dar una vuelta completa a la estrella. Ahora hay que esperar a que la caza dé resultados. Según ambos investigadores, y los estudiantes y expertos que les ayudan, el Sol se tambalea. Ligeramente, sí, pero lo hace. Su explicación es que el Planeta X es tan grande y tiene una órbita tan inclinada respecto al eje del resto (y lejana, unas 20 veces más lejos que Neptuno) que literalmente está inclinando todo el Sistema Solar, lo hace girar fuera de la alineación. Los planetas giran alrededor del Sol dentro de una horquilla de unos dos grados, en el mismo plano; pero a su vez dicho plano se inclina casi seis grados respecto a la estrella, por lo que da la sensación de que está “ladeada”. Los cálculos de Batygin y Brown es que orbita nada menos que 30 grados fuera del plano orbital medio del resto de planetas.

Al margen de esta posibilidad, New Horizons sigue su viaje y ya tiene nuevo objetivo, un pequeño objeto denominado MU69 y observado por el telescopio espacial Hubble. Llegará hasta él para principios de enero de 2019. Su mayor peculiaridad es que es rojo, un color extraño para este tipo de cuerpos y que podría ser una piedra de toque para la astronomía: ese tono deriva de su composición, por lo que hace que sea muy interesante para estudiar en el viaje sin fin que realiza New Horizons hacia los confines del sistema. New Horizons ya lleva dos años preparada para enfocarse hacia los KBO, algunos de los cuales ya ha visto a distancia. MU69 es muy pequeño incluso para ser un KBO, pero sus particularidades y el hecho de que esté en la trayectoria elegida para la nave hace que sea una oportunidad única. New Horizons comprobará tamaño, forma, composición y tomará más datos visuales importantes. Porque estudiar los KBO es vital para comprender mejor cómo se formó el Sistema Solar ya que estos cuerpos son parte del material utilizado en las primeras fases de formación y que por alguna razón fueron expelidos desde las zonas centrales hacia el exterior del sistema. O bien eran parte de un disco de formación más alejado y que por falta de fuerza gravitatoria, colapso del protoplaneta o alguna alteración no terminaron de formar nada. MU69 es uno de esos elementos con los que se conformaron muchos de los planetas.

Pero estos KBO no son los únicos transneptunianos interesantes. Recientemente un grupo de astrónomos del Observatorio Gemini en Hawaii descubrió uno de esos cuerpos errantes que “vagabundean” entre zonas, con una órbita mucho más lejana aún que Plutón y otros KBO. Es L91 que, sin embargo, no está quieto: se mueve hacia órbitas más cercanas al Sol desde la Nube de Oort hacia Cinturón de Kuiper, en un viaje inverso al que hace New Horizons. Su importancia radica en que es la primera vez que se observa a uno de estos cuerpos helados trazar ese rumbo. Es un desafío para el entendimiento de por qué mantienen esas órbitas a veces tan excéntricas. El grupo de investigación localizó a L91 en 2013 y lo ha observado desde entonces. Pero está lejos, 1.450 ua, tanto que probablemente New Horizons no lo alcance o pase de largo. Por eso es tan interesante que se esté acercando. Las razones pueden ser muchas: quizás la influencia de Neptuno, el gigante exterior del sistema, o bien una colisión entre varios cuerpos de la región de Oort. Otra opción es que L91 esté dominado por un “efecto elástico” con el Sol, y que quizás haya sido enviado incluso más lejos, a los límites mismos de la gran nube, y que ahora esté volviendo atraído por la gravedad neptuniana o del Sol, o de ambas combinadas. O incluso que sea el citado Planeta X el que lo empuje.

New Horizons rompió el velo de Plutón y Caronte

La nave espacial automatizada New Horizons ya viaja rumbo hacia el Cinturón de Kuiper; atrás quedaron Plutón (en la imagen) y Caronte, el dúo planetario que marca el final de lo que sabíamos. Su larga pasada sobre ambos permitió acumular información y datos de un mundo que no conocíamos hasta ahora. Nos permitió saber que la superficie de Plutón (a 5,9 millones de km del Sol) es abrupta, desigual y desfigurada, fragmentada. Hay montañas, valles, simas, grietas, mesetas y amplias planicies desérticas congeladas. Algunas de las cimas alcanzan los 3.500 metros de altitud con bases de varias decenas de km de ancho. Es una superficie joven y su renovación quizás se deba a algún tipo de suceso geológico de apenas 100 millones de años. Plutón tiene 4.500 millones de años y salvo que haya algún tipo de tectónica interna (como en la Tierra) choca que mantenga algún tipo de actividad interna o que contenga material radiactivo. Plutón apenas tiene menos superficie que Rusia, pero aún así ha logrado tener atmósfera, la cual, por cierto, es enorme (1.600 km de altura, muy rica en nitrógeno); y la está perdiendo, 500 toneladas de material gaseoso de su atmósfera al día debido a que .as partículas de luz solar arrastran consigo la atmósfera en las capas superiores, creando una estela de plasma que podría extenderse miles de km.

La superficie de Caronte está partida en dos por valles y cañones. Es muy grande respecto al tamaño de Plutón, pero tiene una particularidad mostrada por las imágenes de New Horizons: está dividida por una larga cadena de valles y acantilados con cerca de 1.000 km de largo. Este tipo de formaciones sólo se dan si hay actividad geológica, lo que supondría que Caronte sí tiene actividad interna, o al menos la tuvo. Además en otras zonas hay cañones de hasta 9 km de profundidad. Ya no queda duda de que la superficie de Caronte es joven (como la de Plutón) y que es producto de actividad reciente (en términos siderales). También se han visto depósitos de materiales con poca refracción a la luz (oscuros, y por lo tanto de determinada composición química) en la zona polar. La NASA ha bautizado esta región polar como Mordor. Pero lo más peculiar es una montaña: una fotografía ha mostrado una montaña emergiendo de lo que parece una pronunciada depresión del terreno lo que la convierte en un fenómeno geológico único, una montaña con foso. No se trata de un cráter por impacto, de los cuales hay algunos visibles en las imágenes. Es algo más complejo ya que la forma de la depresión no es la de un cráter.

Haumea, el último asombro más allá de Neptuno

Hace apenas un mes y pico se hacía pública la noticia de un pequeño mundo transneptuniano de circunstancias muy peculiares: tiene forma oval, está cubierto de hielo y tiene su propio anillo en órbita. Haumea (en la imagen) es un compañero de viaje de otros planetas enanos o cuerpos orbitales que son algo más que simples asteroide atrapado en órbitas largas más allá de Neptuno; en la lista hay que incluir a Eris o Makemake. Gracias a que ocasionalmente estos cuerpos que viven en la oscuridad pasan por delante de una estrella cercana se les puede determinar mejor en cuanto a forma y composición utilizando la misma técnica que sirve para detectar exoplanetas. En enero Haumea quedó expuesto y permitió conocerle mejor: es más grande lo que se pensaba (su diámetro longitudinal iguala al de Plutón), refleja muy poca luz, no tiene atmósfera, es poco denso y tiene su propio anillo al estilo de Saturno.

Tiene una órbita solar muy larga (284 años), pero la rotación sobre su eje es corta (cuatro horas, lo que le ha dado esa forma ovalada de balón de rugby) y se encuentra a 7.400 millones de km, cincuenta veces la que nos separa a nosotros del Sol. Vive en la oscuridad helada por completo. A esa distancia el Sol es apenas un punto luminoso algo más grande, pero poco más. Y otra sorpresa: su gravedad es suficiente para haber condensado restos de hielo y polvo a su alrededor en forma de anillo (puede que incluso desprendidos del propio Haumea), pero también ha logrado atraer dos lunas propias, Hi’iaka y Namaka (en órbitas perpendiculares la una de la otra, por cierto), que lo orbita en el plano ecuatorial. Un modelo nunca antes visto y que podría ser más habitual al otro lado de la frontera neptuniana.

Las Voyager: el viaje sin fin más allá de la frontera

Se cumplen 40 años de viaje del primer ingenio mecánico humano diseñado para cruzar el vacío más allá de todo. Las sondas Voyager 1 y 2, lanzadas con un mes de diferencia, llegan a las cuatro décadas de existencia y ya han sobrepasado los límites del Sistema Solar. Y lo mejor: en el vacío apenas tendrán desgaste, por lo que muy probablemente seguirán activas incluso después de que todos nosotros hayamos muerto. Técnicamente no están todavía en el llamado “espacio interestelar”, un eufemismo para definir el vacío absoluto en el que las máquinas estarán fuera del espacio definido del Sistema Solar (aunque aún dentro de su zona magnética más laxa). Están justo en el borde, a unos 21.000 millones de km de nosotros. Y ninguna de ellas llegarán hasta otra estrella en los próximos 40.000 años. Así que no hay prisa. Literalmente. Pero 40 años después siguen enviando información a las estaciones receptoras de la NASA. Viajan a 48.280 km por hora y serían capaces de hacer una órbita dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, cada 225 millones de años.

Sin embargo aún no han salido realmente del Sistema Solar: tardarán otros 400 años en atravesar la Nube de Oort que rodea el núcleo del “vecindario”, un cúmulo inmenso (varias veces el espacio planetario) compuesto por materiales de desecho de la formación del Sistema Solar o errantes atrapados por la gravedad solar, y de done se cree que vienen los cometas. En su interior, además, llevan la célebre placa de oro donde está el mensaje ideado por Carl Sagan y otros científicos con información de dónde está la Tierra y aspectos propios de la Humanidad. Todo un hito para los descendientes de primates que hasta hace nada en términos evolutivos, apenas un millón de años, seguían colgando de los árboles. No hay que olvidar que estas máquinas podrían durar siglos, por no decir miles de años: no consumen apenas energía, sus materiales no se desgastan en el vacío, no están sujetos a la erosión ambiental, soportan la radiación cósmica y solar… incluso existirían mucho tiempo después de que la propia Humanidad desapareciera. Son, por decirlo así, nuestro gran legado a quien quiera que esté ahí fuera. Si es que hay alguien.

Quoar

Plutón y Caronte (en segundo término)

Eris