¿Existe un planeta oculto en nuestro sistema solar? Los astrónomos afirman que se avecina la respuesta

(CNN) — Nuestro sistema solar solía tener nueve planetas. El astrónomo Mike Brown, también conocido como «el hombre que mató a Plutón», dijo que recibió cartas de odio de niños y llamadas obscenas a las 3 de la mañana durante años después de que su hallazgo más famoso ayudara a cambiarlo.

Brown, profesor de astronomía planetaria en Caltech, descubrió otro pequeño mundo llamado Eris en el Cinturón de Kuiper, un vasto anillo de objetos helados más allá de la órbita de Neptuno que también resulta ser el vecindario del antiguo noveno planeta. La revelación de 2005 desencadenó una serie de acontecimientos que condujeron a la aún controvertida degradación de Plutón de la categoría de planeta al año siguiente.

Pero ahora, al igual que el Cinturón de Kuiper terminó efectivamente con un noveno planeta, Brown y otros científicos creen que podría devolverle uno.

El cinturón, que los astrónomos creen que está compuesto por remanentes de la formación del sistema solar, se extiende 50 veces más lejos del sol que la Tierra, con una región secundaria que lo sobrepasa casi 20 veces esa distancia. Plutón, clasificado ahora como planeta enano junto con Eris, es solo uno de los más grandes entre las decenas de cuerpos helados que existen, y no domina su propia órbita ni supera la órbita de otros objetos. Por eso no puede tener la misma categoría que los ocho planetas restantes, según las directrices establecidas por la Unión Astronómica Internacional.

Sin embargo, como los objetos del Cinturón de Kuiper están tan lejos del sol, son difíciles de detectar. Durante más de una década, los astrónomos han estado buscando en esa zona un planeta oculto que nunca se ha observado, pero cuya presencia se infiere por el comportamiento de otros objetos cercanos. A menudo se le llama Planeta X o Planeta Nueve.

Los objetos del Cinturón de Kuiper son difíciles de ver y estudiar debido a su distancia al sol. Crédito: CNN/ESA

«Si encontramos otro planeta, será algo realmente importante», afirmó Malena Rice, profesora adjunta de Astronomía en la Universidad de Yale. «Podría remodelar por completo nuestra comprensión del sistema solar y de otros sistemas planetarios, y de cómo encajamos en ese contexto. Es realmente emocionante – hay mucho potencial para aprender una cantidad tremenda sobre el universo».

La emoción viene acompañada de cierta controversia. Diferentes campos tienen teorías opuestas sobre el planeta en sí, mientras que algunos investigadores creen que no existe en absoluto.

«Definitivamente hay escépticos a ultranza sobre el Planeta Nueve; es una especie de tema polémico», dijo Rice. «Algunas personas creen con mucha pasión que existe. Algunas personas sienten muy apasionadamente que no existe. Hay mucho debate a la hora de intentar precisar qué es y si está ahí. Pero ése es el sello distintivo de un tema realmente interesante, porque de lo contrario la gente no tendría opiniones acaloradas al respecto».

Pronto podría zanjarse el debate, una vez que entre en funcionamiento a finales de 2025 un nuevo telescopio capaz de sondear todo el cielo disponible cada pocas noches. Hasta entonces, un equipo de investigadores cree haber encontrado las pruebas más convincentes hasta la fecha de que el planeta oculto es real.

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El astrónomo de Caltech Mike Brown señala la «órbita prevista», en amarillo, del teorizado Planeta Nueve mientras habla en el Laboratorio de Sismología de Caltech en Pasadena, California, el 20 de enero de 2016. Brown y su colega, el científico planetario Konstantin Batygin, informaron de que tenían pruebas fehacientes de la existencia de un planeta oculto en los confines de nuestro sistema solar. Crédito: AFP vía Getty Images

Una «pistola humeante»

La búsqueda del Planeta Nueve apenas comenzó hace poco, pero el debate sobre su existencia se remonta a hace más de 175 años.
«Desde que Neptuno fue descubierto con éxito en 1846, al menos 30 astrónomos han propuesto la existencia de diversos tipos de objetos transneptunianos y siempre se han equivocado», afirma Konstantin Batygin, colega de Brown y profesor de Ciencia Planetaria en el Instituto de Tecnología de California. Cualquier cuerpo que orbite alrededor del sol más allá de la órbita de Neptuno es definido como «transneptuniano» por los astrónomos.

«Nunca pensé que estaría hablando de que existen pruebas de un planeta transneptuniano, pero creo que, a diferencia de todas las veces anteriores, en este caso sí que estamos en lo cierto», añadió.

Batygin y Brown se encuentran entre los más firmes defensores del Planeta Nueve. Llevan trabajando activamente en la búsqueda del planeta oculto desde 2014, inspirados por un estudio de los astrónomos Scott Sheppard, científico de plantilla de la Institución Carnegie para la Ciencia de Washington, y Chadwick Trujillo, profesor asociado de Astronomía y Ciencias Planetarias de la Universidad del Norte de Arizona.

Sheppard y Trujillo fueron los primeros en darse cuenta de que las órbitas de un puñado de objetos transneptunianos conocidos estaban todas extrañamente agrupadas. El dúo argumentó que un planeta aún no visto de varias veces mayor que la Tierra y a más de 200 veces la distancia de nuestro planeta al sol podría estar «pastoreando» estos objetos más pequeños.

Esta animación conceptual muestra cómo un Planeta Nueve podría ayudar a explicar el comportamiento observado de algunos objetos transneptunianos, o cuerpos que orbitan alrededor del sol más allá de la órbita de Neptuno. Crédito: CNN/Caltech

«La prueba visualmente más sorprendente sigue siendo la más antigua: que los objetos más distantes más allá de Neptuno tienen todos órbitas (que) apuntan en una dirección», dijo Brown en un correo electrónico.

Desde entonces, Batygin ha sido coautor de media docena de estudios sobre el Planeta Nueve, ofreciendo varias líneas de evidencia sobre su existencia. La más sólida, según él, se encuentra en su último estudio, del que son coautores Brown y otros dos investigadores y que se publicó en abril en The Astrophysical Journal Letters.

El estudio rastrea cuerpos helados sometidos a algún tipo de perturbación que los está inyectando en la órbita de Neptuno antes de que abandonen por completo el sistema solar. «Si nos fijamos en estos cuerpos, sus vidas son diminutas en comparación con la edad del sistema solar», dijo Batygin. «Eso significa que algo los está colocando allí. ¿Y qué puede ser?».

Una opción podría ser algo llamado marea galáctica, una combinación de fuerzas ejercidas por estrellas distantes en la Vía Láctea.

Pero Batygin y su equipo realizaron simulaciones por ordenador para poner a prueba este escenario frente a la presencia del Planeta Nueve, y descubrieron que un sistema solar sin el planeta oculto queda «fuertemente refutado por los datos».

«Se trata de una ‘pistola humeante’ realmente notable. Y es obvio en retrospectiva, así que me siento un poco avergonzado de que hayamos tardado casi una década en darnos cuenta de esto. Más vale tarde que nunca, supongo», dijo Batygin.

El Planeta Nueve, según Batygin, es un objeto «supertierra», de unas cinco a siete veces la masa de nuestro planeta, y su periodo orbital oscila entre 10.000 y 20.000 años. «Lo que no puedo calcular haciendo simulaciones es en qué punto de su órbita se encuentra, así como su composición», dijo Batygin. «La explicación más mundana es que es una especie de versión más pequeña de Urano y Neptuno, y probablemente uno de los núcleos que participaron en el proceso de formación de esos planetas».

La hipótesis de la supertierra es quizá la que cuenta con más apoyo entre los creyentes en el Planeta Nueve, pero las teorías rivales presentan explicaciones alternativas.

¿Super-Plutón? Teorías rivales sobre el Cinturón de Kuiper

Un estudio publicado en agosto de 2023 propone la existencia de un planeta oculto que en realidad es mucho más pequeño, con una masa entre 1,5 y 3 veces la de la Tierra. «Es posible que se trate de una Tierra helada y rocosa, o de un super-Plutón», afirma Patryk Sofia Lykawka, profesor asociado de Ciencias Planetarias en la Universidad Kindai de Japón y coautor del estudio.

«Debido a su gran masa, tendría una gran energía interna que podría sustentar, por ejemplo, océanos subsuperficiales. Su órbita estaría muy alejada, mucho más allá de Neptuno, y mucho más inclinada si se compara con la de los planetas conocidos – incluso más inclinada que la de Plutón, cuya inclinación es de unos 17 grados», explicó Lykawka. (Los astrónomos se refieren a la órbita de un planeta como inclinada cuando no está en el mismo plano que la de la Tierra).

La presencia del planeta se deriva de modelos computacionales destinados a explicar los extraños comportamientos de poblaciones de objetos transneptunianos, lo que sugiere similitudes con la investigación de Batygin. Sin embargo, señaló Lykawka, su modelo no contempla las mismas alineaciones orbitales y es muy diferente del de Batygin. Por eso no se refiere al objeto misterioso como Planeta Nueve, sino como «planeta del Cinturón de Kuiper», para «dejar claro que estamos hablando de planetas hipotéticos diferentes», explicó.

Otras teorías proponen que las anomalías que todos intentan explicar se deben a algo totalmente distinto, como un agujero negro primordial -creado justo después del Big Bang- que nuestro sistema solar capturó mientras se desplazaba por la galaxia. Otra idea sugiere que podría haber algo erróneo en la comprensión actual de la gravedad por parte de la ciencia.

Pero según Rice, de la Universidad de Yale, estas teorías serían muy difíciles de probar. «Hay muchas otras ideas, pero normalmente intento guiarme por la navaja de Occam a la hora de decidir a qué dar prioridad en términos de comprobación», dijo, citando un principio clásico de la filosofía que afirma que entre las ideas que compiten, la más simple suele ser la correcta. «En términos de viabilidad científica, sabemos que ya hay ocho planetas, así que no es tan descabellado tener otro planeta dentro del mismo sistema».

El camino más prometedor, añadió, es encontrar realmente más de los objetos transneptunianos en los que Batygin basa su hipótesis, y demostrar que es estadísticamente significativo que sus órbitas estén agrupadas.

Un concepto artístico ilustra el teorizado Planeta Nueve, que Batygin y Brown creen que tiene entre cinco y siete veces la masa de la Tierra. Una teoría competidora propone la existencia de un planeta oculto del Cinturón de Kuiper más pequeño, con una masa entre 1,5 y 3 veces la de nuestro mundo. Crédito: Caltech/R. Hur

La búsqueda de más pruebas

Algunos investigadores creen que en la actualidad los científicos han detectado muy pocos de estos objetos transneptunianos distantes como para sacar conclusiones sobre sus órbitas.

«Tenemos más o menos una docena de estos objetos», afirma Renu Malhotra, profesora de Ciencias Planetarias en la Universidad de Arizona, «pero solo observamos los más brillantes, y solo una pequeña fracción incluso de ellos, porque los observamos cuando están en su máxima aproximación al sol».

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Los datos adolecen de un sesgo de observación, según Malhotra, razón por la que los investigadores se muestran escépticos al respecto. Entre los escépticos se encuentra Sheppard, de la Institución Carnegie para la Ciencia, uno de los coautores del estudio de 2014 que inspiró la investigación de Batygin.

«A estas alturas, esperábamos haber encontrado muchos más de estos objetos transneptunianos extremos», dijo Sheppard en un correo electrónico. «Disponer de varias decenas de ellos nos permitiría determinar con fiabilidad si están realmente agrupados en el espacio o no. Pero, por desgracia, todavía estamos en el terreno de las estadísticas de números pequeños, porque son mucho más raros de lo que se pensaba en un principio. Ahora mismo diría que es posible que haya un planeta supertierra en el sistema solar lejano, pero no podemos afirmarlo con mucha seguridad».

La controversia puede llegar a ser acalorada, según Malhotra. «Los científicos tienen distintos tipos de personalidad, como todo el mundo. Algunos son más agresivos con su ciencia, mientras que otros son más comedidos», dijo. «Existe la percepción de que la idea de un Planeta Nueve con masa de Neptuno se está impulsando de forma más agresiva de lo que justifican las estadísticas».

Malhotra es coautora de un artículo de agosto de 2017 que sugiere la presencia de un planeta del tamaño de Marte en el Cinturón de Kuiper, pero no descarta por completo la hipótesis del Planeta Nueve.

«Está en el aire. Está justo en el límite de la significación estadística», dijo. «Pero no hay nada en la física que conocemos y en las observaciones que tenemos que descarte la posibilidad de grandes planetas a decenas de veces la distancia de Neptuno al sol».

Observar directamente el planeta pondría fin, por supuesto, a toda controversia, pero todos los intentos realizados hasta ahora han resultado baldíos.

Batygin es coautor de un estudio de marzo que utilizó datos del telescopio Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, o Pan-STARRS, observatorio de Hawai, lo que permitió a los investigadores analizar el 78% del cielo donde supuestamente podría estar el Planeta Nueve… pero no pudieron encontrarlo.

«Ha sido un verdadero esfuerzo», dijo sobre el intento, citando la dificultad de tener que trabajar con telescopios durante solo unos pocos días de tiempo asignado mientras se luchaba contra las roturas de los equipos y la climatología adversa.

Avistar un objeto tan lejano sin saber dónde mirar es sumamente difícil, y es como intentar buscar un objetivo con un rifle de francotirador en lugar de unos binoculares, según Batygin.

«El cielo es un lugar muy, muy grande cuando se busca algo tan dolorosamente tenue», dijo. «Esta cosa es algo así como 100 millones de veces menos brillante que Neptuno; eso es realmente empujar hacia el límite de lo que es posible con los telescopios absolutamente más grandes del mundo en este momento».

El telescopio Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, o Pan-STARRS, observatorio situado en Hawai, permitió a los investigadores analizar el 78% del cielo donde posiblemente podría estar el Planeta Nueve. Pero hasta ahora, los intentos de los científicos de observar directamente el teorizado planeta han resultado vanos. Crédito: NASA

Otras búsquedas, como la realizada para un estudio de diciembre de 2021 con el Telescopio Cosmológico de Atacama, en Chile, también se han quedado cortas. «Tuve que probar decenas de miles de órbitas diferentes. Al final no detecté nada», afirmó el autor principal del estudio, Sigurd Naess, investigador del Instituto de Astrofísica Teórica de la Universidad de Oslo, Noruega.

La sensibilidad del instrumento, añadió, era lo suficientemente buena como para haber podido detectar un planeta en una zona comprendida entre 300 y 600 veces la distancia entre la Tierra y el Sol.

«Eso es suficiente para ser informativo, pero está lejos de ser suficiente para refutar el Planeta Nueve en su conjunto», dijo Naess en un correo electrónico.

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Un posible «nuevo capítulo»

En medio de controversias y opiniones divergentes, todos los investigadores están de acuerdo en una cosa. Un nuevo telescopio gran angular actualmente en construcción podría acabar pronto con el debate, una vez que los investigadores de la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. y de la Universidad de Stanford inicien sus operaciones científicas a finales de 2025. Denominado Observatorio Vera C. Rubin, cuenta con la cámara digital más grande jamás construida y se encuentra en la cima de una montaña de 2.500 metros en el norte de Chile.

«Se trata de un telescopio de última generación que buscará en todo el cielo disponible cada pocos días», dijo Batygin. «Puede que encuentre directamente el Planeta Nueve, lo que sería una conclusión fantástica de la búsqueda y abriría un nuevo capítulo. Como mínimo, encontrará una tonelada más de objetos del Cinturón de Kuiper. Pero incluso si no descubre ni un solo objeto nuevo, será suficiente para confirmar la hipótesis del Planeta Nueve, porque pondrá a prueba todas las estadísticas, todos los patrones que vemos con un sondeo independiente».

El Observatorio Vera C. Rubin, que comenzará sus operaciones científicas a finales de 2025, cuenta con la cámara digital más grande del mundo y podría acabar con el debate sobre el planeta oculto. Crédito: Observatorio Vera C. Rubin

Rice está de acuerdo en que el telescopio contribuirá en gran medida a zanjar el debate y abordará claramente la cuestión de la importancia estadística de la alineación de los objetos transneptunianos, el punto clave de las pruebas del Planeta Nueve.

Si el telescopio Rubin encuentra una supertierra, dijo Rice, sería emocionante porque estos cuerpos celestes, entre los tamaños de la Tierra y Neptuno, son un tipo común de exoplaneta.

«No tenemos ninguno en el sistema solar, lo que parece realmente extraño, y ha sido una especie de misterio pendiente porque encontramos tantos de ellos en sistemas alrededor de otras estrellas – sería increíble estudiar realmente uno de cerca, porque los exoplanetas están tan lejos que es muy difícil hacerse una idea real de cómo son físicamente», dijo Rice.

Encontrar un planeta más pequeño también despertaría entusiasmo, añadió Rice, porque cada planeta del sistema solar es inmensamente útil para extrapolar información sobre los miles de exoplanetas comparables que los investigadores están descubriendo por toda la galaxia.

¿Y si no aparece nada? Seguiría siendo útil saber con certeza cuántos planetas hay, afirma Rice. «Creo que ni siquiera conocer el número de planetas de nuestro propio sistema solar es muy humillante».

Eso significa que incluso los hechos que muchas personas aprendieron de los libros de texto cuando eran niños pueden cambiar, a medida que los científicos descubren más cosas sobre el universo.

«En realidad, eso es algo maravilloso», añadió. «El conocimiento humano está en continuo movimiento: a veces se trata de grandes cambios, a veces es solo un debate de ida y vuelta. Es un ejemplo divertido y emblemático del proceso científico».

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