Vulcano: the search for the hypothetical world between the Sun and Mercury

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Desde las primeras observaciones del cielo por Galileo a través del telescopio, se abrían las puertas para miles de apasionados que querían descubrir otros mundos más allá de nuestra atmósfera. Varias de estas cacerías dieron sus frutos, mientras otras promesas fracasaron terriblemente. Un claro ejemplo de esto fue Vulcano, el hipotético planeta que debía encontrarse entre el Sol y Mercurio. Aquella historia dejó grandes aprendizajes que nos siguen hasta hoy en la búsqueda del llamado Planeta 9 o X.

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Recreación digital de cómo se vería el planeta Vulcano frente al Sol. Dada su gran cercanía estaría acoplado de marea y siempre mostraría una misma cara al Sol.

Redescubriendo el sistema solar

Durante mucho tiempo el sistema solar se reducía a una serie de estrellas cuya posición cambiaba a lo largo de las noches. Estas eran llamadas vagabundos, dada la libertad de movimiento que mostraban. De vez en cuando el cielo se inundaba por largas manchas de luz. Con el tiempo se descubrió que estos fenómenos correspondían a planetas y cometas, respectivamente.

Una vez el telescopio permitió al ojo observar objetos menos brillantes y poder resolver detalles muchos menores. Entre ellos encontramos sistemas solares en miniatura, las lunas de Júpiter, asteroides que fueron originalmente clasificados como planetas y un gran número de detalles y relieves en cuerpos como la Luna, Marte y los anillos de Saturno.

Real color composite image of the solar system planets and their moons.

Durante las búsquedas de cometas, varios astrónomos encontraron uno peculiar. Los instrumentos disponibles no ofrecían suficiente resolución para poder distinguir un disco, y solo lograban ver un punto luminoso que cambiaba su posición con el tiempo. Sin embargo, al analizar la órbita observaron un comportamiento muy similar al de un planeta, dado que contaba con una excentricidad relativamente pequeña. Esta fue la primera vez en mucho tiempo que un nuevo cuerpo mayor del sistema solar era descubierto.

Gravitational perturbations

El nuevo planeta, llamado Urano, se encontraba respecto al Sol a una distancia de veinte veces la de la Tierra. Después del anuncio del descubrimiento, muchos astrónomos deseaban corroborarlo. Hasta ese momento, la ley de gravitación universal de Newton era la herramienta perfecta para predecir donde encontrar a un planeta en un momento dado. Pero a la hora de la verdad, se encontraban grandes diferencias entre la teoría y la práctica. Algo más debía estar induciendo perturbaciones.

De forma independiente Adams y Leverrier, resolvieron el problema inverso. En vez de usar la gravitación universal para predecir la posición de un planeta en cualquier momento, la emplearon para a partir de la posición del planeta conocer las masas del sistema. Aquel estudio dio sus frutos en 1846, cuando finalmente se observó a Neptuno muy cerca de donde se esperaba encontrarlo.

Medio siglo antes del descubrimiento de Neptuno se encontraron varios planetas con órbitas muy similares ubicados en la gran separación entre Marte y Júpiter. Todos los mundos conocidos anteriormente y los que se iban encontrando satisfacían en primera aproximación la llamada ley o regla de Titius-Bode. La cual define las distancias entre los planetas y el Sol como una sucesión numérica. Donde Mercurio se encuentra al valor asociado con el valor cero de la sucesión y Neptuno con el octavo.

En búsqueda del planeta Vulcano

Mercurio mostraba una perturbación conocida como precesión del perihelio. Donde su punto máximo más cercano se movía en dirección contraria a las agujas del reloj a una tasa de cuarenta y tres segundos de arco por siglo. Las cuales no podían explicarse con las masas conocidas hasta ese momento.

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Recreación digital de la comparación entre una órbita fija y una bajo el fenómeno de precesión del perihelio.

El primer paso para explicar el fenómeno fue recurrir a la gravitación universal e inferir la posición de Vulcano, como fue denominado el hipotético planeta. Incluso cuando las primeras búsquedas no dieron resultados, hubo quienes se excusaron en la dificultad de encontrar un objeto pequeño tan cerca del Sol, dado que sería opacado por la brillante estrella.

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Composición de varias imágenes del tránsito de Venus sobre el disco solar tomada por la sonda SDO de NASA.

Se barajó una alternativa, aprovechar el fenómeno conocido como tránsito. Donde el planeta pasaría entre la Tierra y el Sol, y al observar la estrella aparecería una pequeña mancha oscura circular que debería seguir una trayectoria muy específica. La cual también permitiría conocer con gran precisión su órbita.

A lo largo de los años aparecieron varios reportes de avistamientos por diferentes astrónomos. Sin embargo, cuando otras personas trataban de corroborarlo no encontraban nada.

Una revolución en el universo

La búsqueda de Vulcano no ofrecía resultados y aquellos adeptos a la idea seguían inventando propuestas para explicar por qué no era encontrado. No fue hasta 1905 y 1915 con las publicaciones de la teoría de la relatividad especial y general, respectivamente, que se descubriría la verdad detrás de la precesión.

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Ilustración digital de un corte en dos dimensiones de la curvatura del tiempo por dos objetos de diferente masa. En este caso la tercera dimensión representa la intensidad de la perturbación gravitacional.

Albert Einstein, en su teoría de la relatividad general, ofrecía una nueva perspectiva y matemáticas para entender la gravedad. Se reformulaba la interacción entre objetos masivos, donde aparecían nuevas perturbaciones sobre el movimiento de los demás objetos. Más específicamente, lograba explicar con una precisión increíble la precesión de Mercurio, sepultando finalmente la idea de Vulcano.

Una historia del sistema solar

Aunque Vulcano resultó ser algo completamente diferente a lo esperado, sirvió como un interesante desafío para los astrónomos y quedó en la historia como uno de los objetos hipotéticos que no existían. Así como un gemelo de la Tierra en el punto de Lagrange 3, el satélite de Venus o una segunda luna de la Tierra. Sin embargo, todavía no hemos terminado y existe la posibilidad de encontrar más planetas en el cinturón de Fernández-Kuiper o la nube de Oort. Mundos fríos y alejados que dirigen a los cometas hacia el interior.

Francisco Andrés Forero Daza