Según una definición geofísica , cualquier objeto de masa planetaria es un cuerpo planetario . Las definiciones difieren sobre si todos los cuerpos planetarios son planetas .
Definiciones
En 2002, los científicos planetarios Alan Stern y Harold Levison propusieron las siguientes reglas para determinar si un objeto en el espacio satisface la definición de cuerpo planetario, que fueron diseñadas con el objetivo de retener a Plutón como planeta. [1]
Un cuerpo planetario se define como cualquier cuerpo en el espacio que satisface los siguientes criterios de límite superior e inferior comprobables en su masa: Si está aislado de perturbaciones externas (por ejemplo, dinámicas y térmicas), el cuerpo debe:
- Tener una masa lo suficientemente baja como para que en ningún momento (pasado o presente) pueda generar energía en su interior debido a alguna reacción en cadena de fusión nuclear autosostenida (de lo contrario sería una enana marrón o una estrella ). Y también,
- Ser lo suficientemente grande como para que su forma se determine principalmente por la gravedad en lugar de la resistencia mecánica u otros factores (por ejemplo, tensión superficial, velocidad de rotación) en menos de un tiempo de Hubble , de modo que el cuerpo en esta escala de tiempo o más corto alcance un estado de equilibrio hidrostático en su interior.
Aclararon que el sello distintivo de la existencia de planetas es el comportamiento colectivo de la masa del cuerpo para dominar la fuerza mecánica y fluir hacia un elipsoide de equilibrio cuya forma está dominada por su propia gravedad y que la definición permite un período temprano durante el cual la gravedad aún no puede tener un efecto total. se manifestó como la fuerza dominante . Subclasificaron los cuerpos planetarios como,
- planetas , que orbitan sus estrellas directamente
- satélites a escala planetaria , que en el Sistema Solar son siete (Luna, los satélites galileanos , Titán y Tritón , siendo el último aparentemente 'anteriormente un planeta por derecho propio')
- planetas desatados , planetas rebeldes entre las estrellas
- planetas dobles , en los que un planeta y un satélite masivo orbitan un punto entre los dos cuerpos (el único ejemplo en el Sistema Solar es Plutón-Caronte)
Además, existen categorías dinámicas importantes:
- überplanetas orbitan estrellas y son dinámicamente lo suficientemente dominantes como para despejar planetesimales vecinos en un tiempo Hubble
- los subplanetas , que no pueden despejar su vecindad, por ejemplo, están en órbitas inestables, o están en resonancia con u orbitan un cuerpo más masivo. Establecieron el límite en Λ = 1 .
Una revisión de 2018 del algoritmo definió todos los cuerpos planetarios como planetas. Fue redactado para una audiencia más general y fue pensado como una alternativa a la definición de la IAU de un planeta . Señaló que los científicos planetarios encuentran una definición diferente de "planeta" para ser más útil para su campo, al igual que los diferentes campos definen "metal" de manera diferente. Para ellos, un planeta es: [2]
un cuerpo de masa subestelar que nunca ha sufrido una fusión nuclear y tiene suficiente gravitación para ser redondo debido al equilibrio hidrostático, independientemente de sus parámetros orbitales.
Planetas geofísicos del sistema solar
Se desconoce el número de planetas geofísicos en el Sistema Solar, pero se cree que supera los 130. En el momento de la definición de la IAU en 2006, se pensaba que el límite en el que los cuerpos astronómicos helados probablemente estarían en equilibrio hidrostático tenía alrededor de 400 km de diámetro, lo que sugiere que había una gran cantidad de planetas enanos en el cinturón de Kuiper y el Disco Disperso , lo que hace que los planetas enanos sean el tipo de planeta más común en el Sistema Solar . [3] Sin embargo, desde entonces se ha demostrado que las lunas heladas de hasta 1500 km de diámetro no están en equilibrio, y que al menos algunos objetos transneptunianos de hasta 900 a 1000 km de diámetro ni siquiera son cuerpos sólidos, lo que sugiere que puede haber ser sólo unos pocos planetas enanos en el sistema solar. Un examen de las imágenes de la nave espacial sugiere que el umbral en el que un objeto es lo suficientemente grande como para ser redondeado por la gravedad propia (ya sea debido a fuerzas puramente gravitacionales, como con Plutón y Titán , o aumentado por el calentamiento de las mareas, como con Io y Europa ) es aproximadamente el umbral de actividad geológica. [4] Sin embargo, hay excepciones como Calisto y Mimas , que tienen formas de equilibrio (históricas en el caso de Mimas) pero no muestran signos de actividad geológica pasada o presente, y Encelado , que es geológicamente activo debido al calentamiento de las mareas pero es aparentemente no actualmente en equilibrio. [5]
Comparación con la definición de la IAU de un planeta
Las definiciones geofísicas son más o menos equivalentes a la segunda cláusula de la definición de planeta de la IAU . La definición de Stern de 2018 (pero no su definición de 2002) excluye la primera cláusula (que un planeta esté en órbita alrededor del sol) y la tercera cláusula (que un planeta ha despejado el vecindario alrededor de su órbita). Por tanto, cuenta los planetas enanos y las lunas de masa planetaria como planetas. Actualmente, la IAU reconoce o nombra cinco cuerpos como planetas enanos: Ceres , Plutón (el planeta enano con el radio más grande conocido), [6] Eris (el planeta enano con la masa más grande conocida), [7] Haumea y Makemake. , aunque en realidad no se ha demostrado que los tres últimos sean planetas enanos. [8]
Reacción a la definición de IAU
Las definiciones geofísicas de un planeta son definiciones alternativas de lo que es y no es un planeta . [9] [10] [2] Una petición temprana que rechazaba la definición de la IAU atrajo más de 300 firmas, aunque no todos los críticos apoyaron una definición geofísica. [11] [12] [13] Los defensores de una definición geofísica han demostrado que tales concepciones de lo que es un planeta han sido utilizadas por científicos planetarios durante décadas, y continuaron después de que se estableció la definición de IAU, y que los asteroides se han considerado rutinariamente como planetas "menores", aunque el uso varía considerablemente. [14] [15] Muchos críticos de la decisión de la IAU se centraron específicamente en retener a Plutón como planeta, sin ver la necesidad de especificar qué debería ser un planeta en ese momento. [16] [17]
Aplicabilidad a exoplanetas.
Se han utilizado definiciones geofísicas para definir exoplanetas. La definición de la IAU de 2006 no aborda a propósito la complicación de los exoplanetas, aunque en 2003 la IAU declaró que "la masa mínima requerida para que un objeto extrasolar sea considerado un planeta debería ser la misma que la utilizada en el Sistema Solar" [18]. que es equivalente al límite geofísico. Si bien las definiciones geofísicas se aplican en teoría a exoplanetas y planetas rebeldes , [10] no se han utilizado en la práctica debido al desconocimiento de las propiedades geofísicas de la mayoría de los exoplanetas. Las definiciones geofísicas normalmente excluyen los objetos que alguna vez han sufrido una fusión nuclear y, por lo tanto, pueden excluir los objetos de mayor masa incluidos en los catálogos de exoplanetas, así como los objetos de menor masa. La Enciclopedia de planetas extrasolares , el Explorador de datos de exoplanetas y el Archivo de exoplanetas de la NASA incluyen objetos significativamente más masivos que el umbral de masa teórico de 13- Júpiter en el que se cree que se apoya la fusión de deuterio, [19] por razones que incluyen: incertidumbres sobre cómo se aplicaría este límite a un cuerpo con un núcleo rocoso, incertidumbres en las masas de exoplanetas y debate sobre si la fusión de deuterio o el mecanismo de formación es el criterio más apropiado para distinguir un planeta de una estrella. Estas incertidumbres se aplican igualmente a la concepción de la IAU de un planeta. [20] [21] [22]
Tanto las definiciones geofísicas como la definición de la IAU consideran la forma del objeto, teniendo en cuenta el equilibrio hidrostático . Determinar la redondez de un cuerpo requiere mediciones en múltiples cuerdas (e incluso eso no es suficiente para determinar si realmente está en equilibrio), pero las técnicas de detección de exoplanetas proporcionan solo la masa del planeta, la relación entre su área de sección transversal y la del planeta. estrella anfitriona, o su brillo relativo. Un pequeño exoplaneta, Kepler-1520b , tiene una masa de menos de 0,02 veces la de la Tierra, y la analogía con los objetos dentro del Sistema Solar sugiere que esto puede no ser suficiente para que un cuerpo rocoso sea un planeta. Otro, WD 1145 + 017 b , tiene solo 0,0007 masas terrestres, mientras que SDSS J1228 + 1040 b puede tener un tamaño de solo 0,01 radios terrestres, muy por debajo del límite superior de equilibrio para cuerpos helados en el Sistema Solar. (Ver Lista de exoplanetas más pequeños ).
Referencias
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