El Cinturón de Kuiper ha sido una fuente inagotable de descubrimientos en el transcurso de la última década. Comenzando con el planeta enano Eris, que fue observado por primera vez por una encuesta del Observatorio Palomar dirigida por Mike Brown en 2003, se han descubierto muchos objetos interesantes del cinturón de Kuiper (KBO), algunos de los cuales son comparables en tamaño a Plutón.
Y según un nuevo informe del Centro de Planetas Menores de la IAU, se ha descubierto otro cuerpo más allá de la órbita de Plutón. Oficialmente designado como 2014 UZ224, este cuerpo se encuentra a unos 14 mil millones de kilómetros (90 UA o 8.5 mil millones de millas) del Sol. Este planeta enano no solo es el último miembro de nuestra familia Solar, sino que también es el segundo cuerpo más alejado de nuestro Sol con una órbita estable.
El descubrimiento fue realizado por David Gerdes, profesor de astrofísica de la Universidad de Michigan, y varios colegas asociados con el Dark Energy Survey (DES), un proyecto que se basa en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile. En el pasado, la investigación de Gerdes se ha centrado en la detección de energía oscura y la expansión del Universo.
Con este fin, DES ha pasado los últimos cinco años inspeccionando aproximadamente una octava parte del cielo utilizando la Cámara de Energía Oscura (DECam), una cámara de 570 megapíxeles montada en el telescopio Victor M. Blanco en Cerro Tololo. Este instrumento fue encargado por los Estados Unidos. Departamento de Energía para realizar estudios de galaxias distantes, y el Dr. Gerdes participó en la creación.
No es sorprendente que esta misma tecnología también haya permitido realizar descubrimientos en el borde del Sistema Solar. Hace dos años, esto es precisamente lo que Gerdes retó a un grupo de estudiantes universitarios a hacer (como parte de un proyecto de verano). Estos estudiantes examinaron imágenes tomadas por DES entre 2013-2016 para detectar indicios de objetos en movimiento. Desde entonces, el equipo de análisis ha crecido para incluir científicos de alto nivel, postdoctorados, estudiantes de posgrado y de pregrado.
Mientras que las estrellas y galaxias distantes aparecerían estacionarias en estas imágenes, los TNO distantes aparecieron en diferentes lugares a lo largo del tiempo, de ahí que se los llame "transitorios". Como explica el Dr. Gerdes en su Hoja de datos UZ224 de 2014, que está disponible a través de su página web de la Universidad de Michigan:
"Para identificar los transitorios, utilizamos una técnica conocida como" imágenes de diferencia ". Cuando tomamos una nueva imagen, le restamos una imagen de la misma área del cielo tomada en una noche diferente. Los objetos que no cambian desaparecen en esta resta, y nos quedamos solo con los transitorios ... Este proceso produce millones de transitorios, pero solo alrededor del 0.1% de ellos resultan ser planetas menores distantes. Para encontrarlos, debemos "conectar los puntos" y determinar qué transitorios son realmente lo mismo en diferentes posiciones en diferentes noches. Hay muchos puntos y MUCHAS formas más posibles de conectarlos ".
Este fue un proceso difícil. Además de necesitar miles de computadoras en Fermilab para procesar los cientos de terabytes de datos, el equipo tuvo que escribir programas especiales para hacerlo. Gerdes y sus colegas también contaron con la ayuda de los profesores Masao Sako y Gary Bernstein de la Universidad de Pensilvania, quienes contribuyeron con los avances clave que les permitieron realizar imágenes de diferencia en toda el área de la encuesta.
Al final, se descubrieron docenas de nuevos objetos transneptunianos (TNO), uno de los cuales fue 2014 UZ224. Según sus observaciones, su diámetro podría oscilar entre 350 y 1200 km, y lleva 1.136 años completar una sola órbita de nuestro Sol. En aras de la perspectiva, Plutón tiene 2370 km de diámetro y tiene un período orbital de 248 años.
Stephanie Hamilton, una estudiante graduada de la Universidad de Michigan, participó personalmente en el proyecto. Su papel era determinar el tamaño de 2014 UZ224, lo cual fue difícil solo por las observaciones iniciales. Como le dijo a Space Magazine por correo electrónico:
"El brillo del objeto solo con luz visible depende tanto de su tamaño como de lo reflectante que sea, por lo que no puede determinar de forma única una de esas propiedades sin asumir un valor para la otra. Afortunadamente, hay una solución a ese problema: el calor que emite el objeto también es proporcional a su tamaño, por lo que obtener una medición térmica además de las mediciones ópticas significa que podríamos calcular el tamaño y el albedo (reflectancia) del objeto sin tener que hacerlo. Asumir uno u otro.
“Pudimos obtener una imagen de nuestro objeto a una longitud de onda térmica utilizando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile. Estoy trabajando en combinar todos nuestros datos para determinar el tamaño y el albedo, y esperamos enviar un documento sobre nuestros resultados a mediados de noviembre más o menos ".
Pero como con todas las cosas relacionadas con los "planetas enanos", ha habido cierto desacuerdo sobre este descubrimiento. Dadas las dimensiones del objeto, hay quienes se preguntan si la etiqueta se aplica o no. Pero como indica Gerdes en la Hoja de datos, este cuerpo cumple con la mayoría de los requisitos previos:
“De acuerdo con las directrices oficiales de la IAU, un planeta enano debe cumplir cuatro criterios. Debe a) orbitar el sol (¡cheque!), B) no ser un satélite (¡chequear!) C) no haber despejado el vecindario alrededor de su órbita (¡chequear!) Yd) tener suficiente masa para ser redonda. Este último elemento es incierto, y la única forma segura es obtener una imagen lo suficientemente detallada como para ver realmente su forma. Sin embargo, es probable que un objeto de más de 400 km de diámetro sea redondo ”.
Gerdes y su equipo esperan estar ocupados, redactando el documento que detallará sus hallazgos, utilizando la matriz de ALMA para obtener más evaluaciones del tamaño UZ224 de 2014 y revisando los datos para buscar más objetos en el Cinturón de Kuiper. Esto incluye el legendario Planeta 9, que los astrónomos han estado buscando durante años.
Dada su distancia del Sol, la órbita del UZ224 2014 no se vería influenciada por la presencia del Planeta 9 y, por lo tanto, no es de ayuda. Sin embargo, Gerdes es optimista de que la evidencia de este cuerpo masivo está allí en los datos. Con el tiempo y mucho procesamiento de datos, ¡tal vez lo encuentren! Mientras tanto, es probable que este objeto recién descubierto sea el punto focal de muchas investigaciones fascinantes.
"Es un objeto interesante por derecho propio: los objetos distantes como este son" restos cósmicos "del disco primordial que dio origen al sistema solar", escribe Gerdes. "Al estudiarlos y aprender más sobre su distribución, características orbitales, tamaños y propiedades de la superficie, podemos aprender más sobre los procesos que dieron origen al sistema solar y, en última instancia, a nosotros".
