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La Incógnita entre Marte y Júpiter

(Este post forma parte del diario de la obra en proceso «Entre Marte y Júpiter)

Como dijimos en el post anterior (Entre Marte y Júpiter), Kepler estimó con mucha precisión los tamaños de las órbitas planetarias, sin embargo, en esta secuencia de asociaciones y distancias solares, a Kepler no le cerraban las cuentas. Para que Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno coincidieran con la sucesión de números que había estimado se necesitaba de un quinto planeta.

¡Faltaba un planeta!

Pero… ¿Cómo se busca un planeta perdido?

Incluso, si un objeto celeste es posible de ver, su distancia no puede apreciarse. Sólo su movimiento.
Kepler había encontrado en su tercera ley de movimiento planetario que hay una relación entre la órbita de un planeta y su período o movimiento aparente.

La solución era buscar un objeto que se moviera en relación con una estrella fija, algo que realmente formulaba un reto en pleno siglo VIII, teniendo en cuenta que la fotografía no se había desarrollado aún, la única forma de detectar un movimiento era comparando a simple vista las muchas estrellas durante varias noches consecutivas.

Cartografiar el cielo fue la tarea que se propuso realizar el director del Observatorio de Palermo (Italia), Giuseppe Piazzi. Quien en 1803 presentó un primer catálogo con 6784 estrellas y luego, en 1814, un segundo catálogo con 7646.

Una ilustración del catálogo de posiciones estelares de Giuseppe Piazzi.
A la derecha la ilustración del telescopio de Jesse Ramsden construido para tal propósito.

Para llevar este trabajo a buen puerto, Piazzi encargó un telescopio especial a quien, en ese momento, era el mejor fabricante de instrumentos de toda Europa, Jesse Ramsden de Londres. El telescopio fue denominado el Círculo de Palermo y estaba montado en una estructura de última generación. Tenía una escala de altitud, para medir hacia arriba y hacia abajo y una escala acimut, para medir de Este a Oeste.

Telescopio Círculo de Palermo construido por Jesse Ramsden.

Para que las mediciones fuesen lo más precisas posibles se había colocado también un microscopio en la escala de modo que era posible realizar mediciones con una precisión superior a 0,01. Realmente, se trataba de un instrumento tecnológico muy avanzado.

Así fue como Piazzi utilizó esta tecnología para realizar innumerables mediciones de la posición de las estrellas. Cada estrella debía ser observada cuatro o más noches para asegurar su correcta posición.

En un momento muy particular, el primer día del siglo XIX, Piazzi que no estaba festejando como los demás la entrada al nuevo siglo, observó una estrella en la llamada constelación de Tauro. En el transcurso de las siguientes noches descubrió que se movía aproximadamente una décima de grado por noche.

Descubrir un objeto en movimiento, en ese entonces, era toda una novedad. Piazzi informó a la prensa de que había descubierto un cometa.

Pero los cometas suelen mostrar una estela, una tenue nubosidad producto de que el hielo que contiene comienza a vaporizarse a medida que se calienta, por otra parte, los cometas suelen tener órbitas muy elípticas, lo que hace que se muevan más rápido a medida que se acercan al Sol.

Pero este objeto, era diferente. No respondía al movimiento de un cometa. Piazzi conocía el problema del planeta desaparecido de Kepler y se dio cuenta de que este objeto podría ser un buen candidato.

Fue por esto que les escribió a dos astrónomos amigos, Johann Elert Bode en Berlín y Joseph Lalande en Francia. Bode no dudó ni un instante y anunció el descubrimiento a la Academia Prusiana de Ciencias llamando a este nuevo planeta Juno, pero Piazzi ya había nombrado al objeto Ceres Ferdinandea.

El primer nombre en honor a la diosa patrona de Sicilia, diosa romana de la agricultura, las cosechas y la fecundidad, y el segundo al Rey Fernando de Sicilia. Se abandonó el nombre de Ferdinandea y CERES se convirtió en el primer asteroide conocido.

Fotografía de Ceres en color natural tomada por la sonda espacial Dawn en Mayo de 2015.

Ocurrió que en junio de 1801 Ceres ya no se podía observar, se había movido detrás del Sol y ningún otro astrónomo lo había vuelto a ver. Después de meses de búsqueda infructuosa se empezó a dudar de su existencia. Fue entonces cuando Carl Friedrich Gauss calculó la órbita de Ceres a partir de las escasas observaciones de Piazzi y un nuevo desarrollo suyo denominado El Método de los Mínimos Cuadrados, una técnica que se utiliza actualmente en el análisis estadístico, hizo posible la realización de una tabla con las futuras posiciones de Ceres. Para finales de 1801 Ceres fue encontrado nuevamente donde Gauss había predicho.

Por ese entonces los astrónomos de Europa central bajo la organización del barón Franz Xaver von Zach habían decidido buscar el planeta desaparecido. El doctor y astrónomo Wilhem Olbers mientras observaba las estrellas de la constelación de virgo, meses más tarde de la recuperación de Ceres, encontró un segundo planeta al cual llamó Pallas en honor a la diosa Griega Palas de Atenea.

Pero resultó que Pallas era una gran anomalía, ningún otro planeta tenía un compañero como Ceres, tan cercano, a la misma distancia solar. el propio Olbers pensó que en realidad se trataba de dos fragmentos de un planeta mayor que en su día había ocupado ese lugar y que había explotado. Las pruebas de este pensamiento se encontraban en la distancia similar que compartían estos objetos respecto del sol, el pequeño tamaño y su aparente irregularidad.

Concepción artística del asteroide Pallas por Pablo Carlos Budassi

Si eso era correcto, significaba que se podían encontrar otros fragmentos, así fue como los astrónomos de la época centraron su atención en el lugar donde se cruzan las órbitas de Ceres y Pallas, y en 1804 el astrónomo Karl l. Harding descubrió un tercer objeto, mientras que en 1807 el propio Olbers descubrió un cuarto objeto y lo llamó Vesta. Llegados a este punto, no se descubrirán más objetos en un lapso de 40 años.

La primera imagen obtenida por la nave espacial Dawn, de la NASA, después de su exitosa entrada en órbita alrededor de Vesta tomada el 15 de julio 2011. Crédito de la fotografía: NASA/JPL–Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

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