El verdadero tamaño del sistema solar; La nube de Oort y el Cinturón de Kuiper

La nube de Oort es un hipotético conjunto de pequeños cuerpos astronómicos, sobre todo asteroides y cometas, situados más allá de Plutón en el extremo del sistema Solar. (aunque pluton no es considerado un planeta conserva ese nombre  Plutón 134340)  

En 1950 el astrónomo holandés Jan Oort, basado en cuidadosos estudios orbitales y análisis estadísticos de las trayectorias de los cometas, formuló una hipótesis, hoy comúnmente aceptada, según la cual, los núcleos de los cometas de largo periodo proceden de una nube esférica que rodea el Sistema solar mas allá de la órbita de Plutón, desde unas 30.000 Unidades astronómicas has unos 3 años luz.

Estos objetos se habrían formado en las primeras fases de acrección del Sistema Solar en las proximidades del Sol, pero habrían sido expelidos hacia sus confines por el efecto de las fuerzas de la gravedad. Los que no escaparon totalmente a éstas habrían formado la nube de Oort.

Algunos de los objetos de esta nube, a causa de la iteración con alguna estrella próxima, serían impulsados de cuando en cuando en dirección al Sol, hacia el cual se desplazarían en un viaje de cientos de miles de años hasta que se comenzase a alterar su órbita por el efecto de la gravedad de los grandes planetas Júpiter y Saturno, de manera que algunos se transforman en cometas de largo periodo, aunque otros después de su paso por el Sistema Solar cercano pueden perderse para siempre en el espacio exterior.

Se estima, sin que se tengan datos que corroboren estas hipótesis, que existen en la nube de Oort más de un billón de objetos de diámetro pequeño, cuya masa total puede ser equivalente a la del planeta Júpiter.

En 1951 el astrónomo americano de origen holandés, Gerard Kuiper, que es considerado el padre de la moderna astronomía planetaria, postuló que debía existir una especie de disco de proto-cometas en el plano del sistema solar, que debería empezar pasada la órbita de Neptuno, aproximadamente entre las 30 y 100 unidades astronómicas. De este cinturón provendrían los cometas de corto período.

El Cinturón de Kuiper es una región en forma de disco que se encuentra más allá de la órbita de Neptuno, aproximadamente entre 30 y 100 UA del Sol, que contiene muchos pequeños cuerpos helados. Actualmente se le considera la fuente de los cometas de periodo corto.

norme población de pequeños cuerpos helados que orbitán más allá de la órbita de Neptuno. Aunque los valores de las estimaciones son bastante variables, se calcula que existen al menos 70.000 "transneptunianos" entre las 30 y 50 unidades astronómicas, con diámetros superiores a los 100 km. Más allá de las 50 UA es posible que existan más cuerpos de este tipo, pero en todo caso están fuera del alcance de las actuales técnicas de detección. Las observaciones muestran también que se hallan confinados dentro de unos pocos grados por encima o por debajo del plano de la eclíptica. Estos objetos se les conoce como KBOs (Kuiper Belt Objects).

El estudio del cinturón de Kuiper es muy interesante por varios motivos:

a) Los objetos que contiene son remanentes muy primitivos de las primeras fases de acreción del sistema solar. La región central, más densa, se condensó para formar los planetas gigantes (las composiciones de Urano y Neptuno son casi idénticas a la de los cometas). En la región más y menos densa, la acreción progresó lentamente, pese a lo cual se formaron un gran número de pequeños cuerpos.

b) Es aceptado ampliamente que el cinturón de Kuiper es la fuente de los cometas de corto período, del mismo modo que la nube de Oort lo es para los de largo período.

Ocasionalmente, la órbita de un objeto del Cinturón de Kuiper se verá perturbada por las interacciones de los planetas gigantes de tal forma que cruzará la de Neptuno. Entonces será muy probable que tenga un encuentro cercano con Neptuno, quien le expulsará del sistema solar o lo enviará en una órbita que cruce las de los otros planetas gigantes o incluso hacia el sistema solar interior.

En la actualidad se conocen nueve objetos orbitando entre Júpiter y Neptuno (incluyendo a 2060 Chiron (alias 95 P/Chiron) y 5145 Pholus; ver la lista del MPC). La IAU ha designado a esta clase de objetos Centauros. Sus órbitas no son estables. Estos objetos son, casi con toda certeza, "refugiados" del Cinturón de Kuiper. Su destino futuro no se conoce. Algunos de estos objetos muestran alguna actividad cometaria (sus imágenes son un poco borrosas). El mayor de estos objetos es Chiron, que tiene unos 170 km de diámetro, 20 veces mayor que el Halley. Si alguna vez ve perturbada su órbita a una que se acerque al Sol será un cometa realmente espectacular.

Curiosamente, parece que los objetos de la Nube de Oort se formaron más cerca del Sol que los objetos del Cinturón de Kuiper. Los objetos pequeños que se formaran cerca de los planetas gigantes habrían sido eyectados del sistema solar debido a los encuentros gravitatorios. Aquellos que no escaparan del todo formarían la distante Nube de Oort. Los objetos pequeños que se formaran más lejos no sufrirían estas interacciones y formarían el Cinturón de Kuiper.

Recientemente se han descubierto unos cuantos objetos del Cinturón de Kuiper incluyendo a 1992 QB1 y a 1993 SC (arriba). Parecen ser pequeños cuerpos helados similares a Plutón y Tritón (pero más pequeños). Se conocen unos 100 objetos transneptunianos. Muchos de ellos orbitan en una resonancia 3:2 con Neptuno (igual que Plutón). Medidas de color de algunos de los más brillantes muestran que son anormalmente rojos.

Se estima que existen al menos 35,000 objetos en el Cinturón de Kuiper por encima de los 100 km de diámetro, que es varios cientos de veces el número (y la masa) de los objetos de tamaño parecido del cinturón principal de asteroides.

Un equipo de astrónomos liderado por Anita Cochran informó que el Telescopio Espacial Hubble ha detectado objetos del Cinturón de Kuiper extremadamente débiles . Los objetos son muy pequeños y débiles, quizá de unos 20 km de diámetro. Puede haber unos 100 millones de tales cometas en órbitas de baja inclinación, más brillantes que el límite de magnitud 28 del HST. (Sin embargo, una observación posterior del HST no pudo confirmar esta observación.)

Se han obtenido datos espectrales y fotométricos de 5145 Pholus. Su albedo es muy bajo (menos de 0.1). Su espectro indica la presencia de compuestos orgánicos, que acostumbran a ser muy oscuros (por ejemplo el núcleo del Cometa Halley).

Algunos opinan que Tritón, Plutón y su luna Caronte son simplemente los ejemplares más grandes de los objetos del Cinturón de Kuiper.

Pero son más que curiosidades distantes. Son con casi toda certeza prístinos remanentes de la nebulosa a partir de la cual se formó todo el sistema solar. Su composición y distribución comporta importantes restricciones en los modelos de la evolución temprana del sistema solar.

La unidad astronómica (ua) es una unidad de distancia que es aproximadamente igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol y cuyo valor, determinado experimentalmente, es alrededor de 149,597,870 km