Detectar cuerpos celestes más allá de Neptuno representa un reto tecnológico: Mauricio Reyes
“TAOS-II adoptó una estrategia distinta: buscar las diminutas ocultaciones estelares que ocurren cuando un objeto transneptuniano pasa accidentalmente frente a una estrella distante y bloquea brevemente su luz”
Más allá del último planeta del Sistema Solar, existe una vasta población de cuerpos rocosos que, aunque permanecen invisibles para los telescopios más potentes, pueden ser estudiados gracias al esfuerzo colaborativo de científicos, sostuvo Mauricio Reyes, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM, quien impartió la conferencia TAOS-II: Cazando cuerpos invisibles más allá de Neptuno.
En la sesión, que estuvo dentro del ciclo Noticias del Cosmos, coordinado por Susana Lizano y Luis Felipe Rodríguez Jorge, miembros de El Colegio Nacional, el astrónomo explicó que uno de los proyectos más ambiciosos para detectar estos objetos se desarrolla en el Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir, en Baja California, el TAOS-II. “Durante sesenta años, tras el descubrimiento de Plutón en la década de 1930, se pensó que el Sistema Solar terminaba prácticamente en ese punto. Sin embargo, a partir de 1992, comenzó una auténtica revolución impulsada por las cámaras digitales de los telescopios”.
De acuerdo con Reyes, después de los planetas interiores y del cinturón de asteroides aparecen los gigantes gaseosos, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Más allá, se encuentra el cinturón de Kuiper, una extensa región con forma semejante a una llanta de bicicleta que alberga miles de cuerpos rocosos de decenas de kilómetros de diámetro. “A distancias diez veces mayores, se localizan los llamados objetos transneptunianos extremos y, aún más lejos, la nube de Oort, el límite gravitacional del Sistema Solar”.
“Actualmente se conocen alrededor de cinco mil objetos transneptunianos, la mayoría con tamaños entre los 10 y los 30 kilómetros. No obstante, esa cifra representa apenas una fracción de la población real”, apuntó el experto. Aseguró que probablemente existen del orden de cien mil objetos de este tamaño. “Todos se podrían descubrir si hubiera suficientes telescopios y suficiente tiempo para poderlos observar”.
El panorama cambia radicalmente cuando se trata de cuerpos más pequeños. Según los modelos actuales, en la región externa del Sistema Solar, “podrían existir cerca de mil millones de objetos con diámetros menores a 10 kilómetros, aunque hasta ahora permanecen ocultos”.
El especialista en formación y evolución de sistemas planetarios expuso que una de las principales evidencias de la existencia de los objetos transneptunianos proviene del comportamiento de los cometas. “Estos cuerpos pasan la mayor parte de su vida en las regiones más alejadas del Sistema Solar y, tras sufrir perturbaciones gravitacionales, son enviados hacia el interior, donde el calor solar sublima el hielo de su superficie y produce que desaparezcan”.
“Aunque los cometas se pierdan, el número total permanece prácticamente constante. Eso significa que debe existir un proceso que esté alimentando continuamente esa población, y ese material proviene de la región externa del Sistema Solar, conocida como el cinturón de Kuiper”, subrayó.
Una segunda evidencia proviene de las teorías sobre la formación planetaria. Reyes señaló que, durante el nacimiento del Sistema Solar, se formaron millones de pequeños cuerpos conocidos como planetesimales, de entre uno y diez kilómetros de diámetro, considerados los “ladrillos” con los que se construyeron los planetas. “En la teoría, tenemos la idea de que en la región externa debe haber rocas con tamaños característicos de entre uno y diez kilómetros que son un remanente de este proceso”.
Indicó que, con el paso del tiempo, la migración de los planetas gigantes expulsó gran parte de estos planetesimales hacia las regiones más externas, dando origen al cinturón de Kuiper, la población fría de objetos transneptunianos y, posiblemente, la nube de Oort.
El desafío de observar lo invisible
En palabras del especialista, detectar estos cuerpos representa un enorme reto tecnológico. “Los objetos conocidos se descubrieron comparando imágenes obtenidas en distintas fechas para identificar cuáles se desplazaban respecto al fondo estelar. Sin embargo, conforme aumenta la distancia, el brillo disminuye drásticamente. Los objetos que se encuentran más allá del cinturón de Kuiper tienen un brillo mucho menor de lo que pudiera observarse aun con el mayor telescopio del mundo”.
A esta dificultad se suma el hecho de que los objetos están en movimiento, por lo que aparecen desplazados en las imágenes y resultan aún más complicados de identificar. “El método de imagen directa funciona muy bien para muchas cosas, pero no para este tipo de objetos cósmicos”. Frente a estas limitaciones, el proyecto TAOS-II adoptó una estrategia completamente distinta: buscar las diminutas ocultaciones estelares que ocurren cuando un objeto transneptuniano pasa accidentalmente frente a una estrella distante y bloquea brevemente su luz.
“Lo que proponemos es observar ocultaciones de casualidad, de chiripa; simplemente observar estrellas para ver si, por pura casualidad, un objeto pasa enfrente de ellas y bloquea momentáneamente su luz”. Para hacerlo posible, el equipo desarrolló un sistema capaz de medir el brillo de una estrella entre diez y veinte veces por segundo, observó simultáneamente alrededor de diez mil estrellas durante un año y diseñó cámaras con niveles extremadamente bajos de ruido electrónico para evitar falsas detecciones.
“Diseñamos un método para hacer una fotometría muy rápida; estamos tomando una medición del brillo de la estrella cada décima o incluso veinte veces por segundo y desarrollamos sensores para eliminar falsos positivos”, detalló. Concluyó que TAOS-II constituye una colaboración internacional entre investigadores de México, Taiwán, Canadá y Estados Unidos. “El proyecto opera con tres telescopios instalados en el Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir, los cuales observan simultáneamente la misma región del cielo todas las noches”.
Fuente: El Colegio Nacional
