Los mundos helados del Cinturón de Kuiper

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Más allá de la órbita de Neptuno, a más de 30 unidades astronómicas del Sol, se encuentra el Cinturón de Kuiper (KBO), el Disco Disperso (SDO) y la Nube de Oort. Los objetos que habitan estas lejanas regiones del Sistema Solar se denominan genéricamente Objetos Transneptunianos (TNOs) y son pequeños planetas, asteroides y cometas. Los más grandes son mundos helados como los planetas Plutón, Haumea, Makemake y Eris. Además se concocen más de 50 objetos con un diámetro mayor de 700 km, candidatos a planetas, como Caronte, Sedna, Orcus, Quaoar, 2002 TC302, Varuna, Ixión, 2002 UX25, 2002 TX300, 1996 TO66 y 2002 AW197.

PLANETAS, PLANETAS ENANOS Y OTROS CUERPOS MENORES

Hasta 1990 los únicos mundos conocidos más allá de Neptuno eran Plutón y Caronte. Pero desde 1992 se han descubierto miles de TNOs, la mayoría de cientos de kilómetros de diámetro. Y por esto, en 2006, la IAU clasificó los objetos del Sistema Solar en tres categorías, planeta, planeta enano y cuerpo menor.

Los Cuerpos Menores del Sistema Solar no son satélites y no tienen tamaño suficiente para adoptar forma esencialmente esférica. Se incluyen aquí los asteroides del Cinturón de Asteroides, los cometas y todos los TNOs que no son planetas enanos. Hay cientos de miles o millones.

La IAU reconoce actualmente 5 "planetas enanos", Ceres en el Cinturón de Asteroides, y Plutón, Haumea, Makemake y Eris, más allá de la órbita de Neptuno. Se sospecha que, al menos, un centenar de objetos conocidos son planetas enanos y que el Cinturón de Kuiper alberga unos 200, y más de 10000 considerando los objetos del Disco Disperso.  Sin embargo la diferenciación de estos objetos del resto de planetas no tiene base geológica y es un tema muy discutido en la comunidad científica.

Es 2005 se lanzó la misión New Horizons para explorar Plutón, sus lunas y otros objetos del Cinturón de Kuiper. El 14 de julio New Horizons pasó a 12500 km de distancia de Plutón y 28800 km de Caronte. Los datos muestran un planeta geológicamente activo. El 1 de enero de 2019 la sonda llegó a Arrokoth, más conocido como Ultima Thule, un binario de contacto -compuesto por dos cuerpos, Ultima de 20 km y Thule de 14 km-, a más de 8000 millones de km del Sol. En la actualidad New Horizons sigue adentrándose en el Cinturón de Kuiper.

PLUTÓN Y SUS LUNAS

Plutón fue descubierto en 1930. Tiene cinco lunas, Caronte, descubierta en 1978, Nix e Hidra en 2005, Cerbero en 2011 y Estigia en 2012. La New Horizons ha puesto de manifiesto un grado de diversidad y complejidad en el sistema de Plutón que no se esperaba en los mundos de las frías zonas del Cinturón de Kuiper.

Algunas estructuras superficiales de Plutón parecen ser muy recientes, incluso actuales, formadas en los últimos 100 millones de años. El descubrimiento de esta diversidad geológica y de la aparente actividad actual es fundamental para comprender cómo han evolucionado estos pequeños planetas durante miles de millones de años y sugiere que otros mundos del Cinturón de Kuiper podrían tener historias complejas.

En realidad Plutón y Caronte son un sistema doble de planetas, ya que el baricentro de sus órbitas está fuera de ambos cuerpos. Caronte es candidato a "planeta enano", sin embargo, la IAU aún tiene que definir los planetas enanos binarios.

Plutón es un mundo helado activo geológicamente.

• Tiene una tenue atmósfera con estructura vertical que alcanza los 130 km de altura y varias capas de neblinas. 
• Su superficie es hielo de agua que aflora en forma de montañas, aunque la mayor parte está cubierta por un barniz de hielos y escarchas de nitrógeno (N₂), metano (CH₄) y monóxido de carbono (CO). El metano es la sustancia base a partir de la cual se forman los compuestos orgánicos que le dan un tono rojizo a Plutón, está concentrado en algunas zonas geológicamente recientes, como Sputnik Planum y ausente en Cthulhu Regio, la región más antigua de Plutón.Muestra una sorprendente variedad de formas de relieve, color, composición, albedo y zonas de distintas edades.
• Tiene un manto helado, y posiblemente un océano subterráneo de agua líquida.
• El núcleo es rocoso.

La superficie de Plutón presenta zonas muy viejas -Cthulhu Regio- y muy jóvenes -Sputnik Planum-.

• En las regiones antiguas se aprecian grietas y fallas de hasta 600 km de longitud y cráteres de impacto de hasta 260 km de diámetro, algunos deformados o rellenos por depósitos de hielos exóticos.
• Las regiones jóvenes, como la Llanura Sputnik -el corazón de Plutón- no tienen cráteres de impacto y están cubiertas de hielos exóticos, con montañas de hielo de agua de 3 km de altura, terrenos caóticos y glaciares de nitrógeno en sus bordes. Son hielos de N₂, CO y CH₄ que pueden llegar a fluir como un glaciar gracias a las bajas temperaturas de la superficie de Plutón.

 Caronte, con un diámetro de 1212 km, la mitad que Plutón, es la luna más grande del Sistema Solar en comparación con el planeta al que orbita. Posiblemente se formó por un impacto gigantesco en el manto helado de Plutón.

• No tiene atmósfera digna de mención.
• La superficie es principalmente hielo de agua, con hidratos de amoniaco (NH₃) y cristales de agua que sugieren la presencia de criogéiseres activos, y cubierta por un barniz de hielos exóticos. Refleja una historia compleja y violenta. La escasez de cráteres de impacto indica que su superficie es joven y ha sido modelada por la actividad geológica.
• Tiene un manto helado, con un océano subterráneo de agua líquida.
• El núcleo es rocoso.

 HAUMEA

Haumea tiene forma de huevo. Su forma alargada, su rápida rotación, su alta densidad y su alto albedo podrían ser resultado de una enorme colisión, hace miles de millones de años, que modificó el giro de Haumea y creó sus lunas. Su superficie es de hielo y tiene una mancha rojiza de origen desconocido. Posiblemente tiene un núcleo de roca rodeado por una capa delgada de hielo puro, algo de cianuro de hidrógeno, potasio y cobre, arcillas, y más de un 8% de compuestos orgánicos. Tiene dos lunas, Namaka, de color oscuro, y Hi'iaka, cubierta de hielo cristalino.

MAKEMAKE

Su superficie es parecida a Plutón, una mezcla de nitrógeno, metano y etano congelados, de tonos rojizos por la presencia de tolinas. La superficie no es homogénea, la mayoría está cubierta por nitrógeno y metano helados, con un albedo del 78-90%, pero hay pequeñas zonas oscuras con albedo sólo del 2-12%, que constituyen el 3-7% de la superficie. Actualmente carece de atmósfera, pero la presencia de metano y nitrógeno sugiere que podría desarrollar una atmósfera transitoria cerca de su perihelio cuando está más cerca del Sol.  Tiene una luna provisional, S / 2015 (136472) 1, apodada MK 2, con un diámetro de unos 80 km.

ERIS

Hasta el momento, es el mayor objeto conocido del Disco de Objetos Dispersos. Su tamaño, masa y densidad, similares a las de Plutón, sugieren que es un mundo de roca y hielo. La superficie también es similar a la de Plutón, aunque más brillante. Tiene un albedo de, al menos, el 90%, lo que lo convierte en uno de los objetos más brillantes del Sistema Solar, por detrás de algunas lunas de Saturno. Está cubierto de hielos de metano puro y metano diluido en nitrógeno -causa del alto albedo-, y moléculas orgánicas complejas, tolinas, que le dan un tono rojizo. El metano es tan volátil que su presencia en este mundo muestra que siempre ha estado en el extremo exterior del Sistema Solar, donde hace suficiente frío para conservar el metano helado. En caso de tener atmósfera, sería miles de veces menos densa que la de Plutón y solo se desarrollaría de forma transitoria durante el perihelio. Tiene una luna, Disnomia, con un diámetro de 350 km que orbita el planeta cada 16 días.

MILES DE MUNDOS POR DESCUBRIR

Sedna es uno de los objetos más lejanos conocidos del Sistema Solar, exceptuando los cometas de período largo, y tiene una órbita excepcionalmente larga y excéntrica. La composición de su superficie es una mezcla de hielo y tolina, con metano y nitrógeno congelados. Su superficie es una de las más rojas del Sistema Solar.

Estos pequeños mundos son probablemente algunos de los cientos de miles de objetos distantes que habitan la Nube de Oort interior, donde se estima una población total mayor que la del Cinturón de Kuiper y el Cinturón de Asteroides. Los resultados del telescopio espacial WISE no descartan que puedan existir decenas de supertierras o cientos de cuerpos del tamaño de Marte allá fuera. El Sistema Solar es muy, pero que muy grande.

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