Ilustración artística del décimo planeta y su luna. Crédito de la imagen: Caltech. Click para agrandar.
El décimo planeta recién descubierto, 2003 UB313, se parece cada vez más a uno de los principales actores del sistema solar. Tiene el peso de un planeta real (las últimas estimaciones lo sitúan en aproximadamente un 20 por ciento más grande que Plutón), un nombre en clave pegadizo (Xena, en honor a la princesa guerrera de la televisión) y un récord propio de Guinness Book (alrededor de 97 unidades astronómicas, o a 14.000 millones de kilómetros del sol, es el objeto detectado más lejano del sistema solar). Y, según han descubierto los astrónomos del Instituto de Tecnología de California y sus colegas, tiene una luna.
La luna, 100 veces más débil que Xena y orbitando el planeta una vez cada dos semanas, fue vista el 10 de septiembre de 2005 con el telescopio Keck II de 10 metros en el W.M. Observatorio Keck en Hawai por Michael E. Brown, profesor de astronomía planetaria, y sus colegas en Caltech, el Observatorio Keck, la Universidad de Yale y el Observatorio Gemini en Hawai. La investigación fue financiada en parte por la NASA. El 3 de octubre se envió un artículo sobre el descubrimiento a Astrophysical Journal Letters.
“Desde el día en que descubrimos a Xena, la gran pregunta ha sido si tiene luna o no”, dice Brown. 'Tener una luna es inherentemente genial, y es algo que tienen la mayoría de los planetas que se precian, así que es bueno ver que este también lo tiene'.
Brown estima que la luna, apodada 'Gabrielle' -después del compinche ficticio de la ficticia Xena- tiene al menos una décima parte del tamaño de Xena, que se cree que tiene unos 2700 km de diámetro (Plutón tiene 2274 km), y puede ser alrededor de 250 km de ancho.
Para conocer el tamaño de Gabrielle con mayor precisión, los investigadores necesitan conocer la composición de la luna, que aún no se ha determinado. La mayoría de los objetos en el Cinturón de Kuiper, la franja masiva de miniplanetas que se extiende desde más allá de Neptuno hasta las franjas distantes del sistema solar, son aproximadamente mitad roca y mitad hielo de agua. Dado que una superficie mitad roca, mitad hielo refleja una cantidad bastante predecible de luz solar, se puede hacer una estimación general del tamaño de un objeto con esa composición. Los objetos muy helados, sin embargo, reflejan mucha más luz y, por lo tanto, parecerán más brillantes y, por lo tanto, más grandes que los objetos rocosos de tamaño similar.
Otras observaciones de la luna con el telescopio espacial Hubble de la NASA, previstas para noviembre y diciembre, permitirán a Brown y sus colegas precisar la órbita exacta de Gabrielle alrededor de Xena. Con esos datos, podrán calcular la masa de Xena, utilizando una fórmula ideada por primera vez hace unos 300 años por Isaac Newton.
“Una combinación de la distancia de la luna al planeta y la velocidad a la que gira alrededor del planeta te dice con mucha precisión cuál es la masa del planeta”, explica Brown. “Si el planeta es muy masivo, la luna girará muy rápido; si es menos masiva, la luna viajará más lentamente. Es la única forma en que podríamos medir la masa de Xena, porque tiene una luna.
Los investigadores descubrieron a Gabrielle utilizando el sistema de Óptica Adaptativa de Estrella de Guía Láser recientemente encargado por Keck II. La óptica adaptativa es una técnica que elimina el desenfoque de la turbulencia atmosférica, creando imágenes tan nítidas como las que se obtendrían con telescopios espaciales. El nuevo sistema de estrella guía láser permite a los investigadores crear una 'estrella' artificial haciendo rebotar un rayo láser en una capa de la atmósfera a unas 75 millas sobre el suelo. Las estrellas brillantes ubicadas cerca del objeto de interés se utilizan como punto de referencia para las correcciones de óptica adaptativa. Dado que no se encuentran estrellas brillantes de forma natural cerca de Xena, la obtención de imágenes de óptica adaptativa habría sido imposible sin el sistema láser.
“Con la Óptica Adaptativa de Estrella con Guía Láser, los observadores no solo obtienen más resolución, sino que la luz de los objetos distantes se concentra en un área mucho más pequeña del cielo, lo que hace posible detecciones débiles”, dice Marcos van Dam, científico de óptica adaptativa en W.M. Observatorio Keck y segundo autor del nuevo artículo.
El nuevo sistema también permitió a Brown y sus colegas observar una pequeña luna en enero de 2003 EL61, cuyo nombre en código es 'Santa', otro gran objeto nuevo del Cinturón de Kuiper. No se vio ninguna luna alrededor del año fiscal 2009 (o 'Conejo de Pascua'), el tercero de los tres grandes objetos del Cinturón de Kuiper descubiertos recientemente por Brown y sus colegas utilizando el Telescopio Samuel Oschin de 48 pulgadas en el Observatorio Palomar. Pero la presencia de lunas alrededor de tres de los cuatro objetos más grandes del Cinturón de Kuiper (Xena, Santa y Plutón) desafía las ideas convencionales sobre cómo los mundos en esta región del sistema solar adquieren satélites.
Anteriormente, los investigadores creían que los objetos del Cinturón de Kuiper obtenían lunas a través de un proceso llamado captura gravitacional, en el que dos objetos anteriormente separados se acercaban demasiado entre sí y quedaban atrapados en el abrazo gravitacional del otro. Se pensaba que esto era cierto para los pequeños habitantes del Cinturón de Kuiper, pero no para Plutón. Caronte, la luna masiva de Plutón, que orbita de cerca, se desprendió del planeta hace miles de millones de años, después de que fue aplastado por otro objeto del Cinturón de Kuiper. Las lunas de Xena y Santa parecen explicarse mejor por un origen similar.
'Plutón alguna vez pareció un bicho raro único en la periferia del sistema solar', dice Brown. “Pero ahora vemos que Xena, Plutón y los demás son parte de una familia diversa de grandes objetos con características, historias e incluso lunas similares, que juntos nos enseñarán mucho más sobre el sistema solar que cualquier bicho raro. '
Fuente original: Comunicado de prensa de Caltech