Vulcano (planeta hipotético)

Vulcano ( / ˈ v ʌ l k ən / ) ^{[ 2 ]} fue un planeta propuesto que algunos astrónomos anteriores al siglo XX creían que existía en una órbita entre Mercurio y el Sol . Las especulaciones e incluso las supuestas observaciones de cuerpos o planetas intermercuriales se remontan a principios del siglo XVII.

La evidencia de su probable existencia se vio reforzada por el apoyo del matemático francés Urbain Le Verrier , quien había predicho la existencia de Neptuno a partir de perturbaciones en la órbita de Urano . En 1859, confirmó peculiaridades inexplicables en la órbita de Mercurio y predijo que debían ser el resultado de la influencia gravitacional de otro planeta cercano desconocido o de una serie de asteroides . El informe de un astrónomo aficionado francés que observó un objeto pasando frente al Sol ese mismo año llevó a Le Verrier a anunciar que el planeta largamente buscado, al que bautizó como Vulcano, había sido finalmente descubierto.

Durante las décadas siguientes se realizaron numerosas búsquedas de Vulcano, pero, a pesar de varias supuestas observaciones, no se pudo confirmar su existencia. La necesidad del planeta como explicación de las peculiaridades orbitales de Mercurio se volvió innecesaria posteriormente cuando la teoría de la relatividad general de Einstein de 1915 demostró que la desviación de Mercurio de una órbita predicha por la física newtoniana se explicaba por efectos derivados de la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa del Sol. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Durante siglos se había hipotetizado la existencia de cuerpos celestes en el interior de la órbita de Mercurio, se los había buscado e incluso se afirmaba que se habían observado. ^{[ 5 ]}

Las afirmaciones de ver objetos pasando frente al Sol incluyeron las hechas por el astrónomo alemán Christoph Scheiner en 1611 (que resultó ser el descubrimiento de las manchas solares ), ^{[ 6 ]} las observaciones del abogado, escritor y astrónomo aficionado británico Capel Lofft de "un cuerpo opaco atravesando el disco del sol" el 6 de enero de 1818, ^{[ 7 ]} y el informe del médico y astrónomo bávaro Franz von Paula Gruithuisen del 26 de junio de 1819 de ver "dos pequeñas manchas... en el Sol, redondas, negras y de tamaño desigual". ^{[ 8 ]} El astrónomo alemán JW Pastorff informó muchas observaciones afirmando también haber visto dos manchas, con la primera observación el 23 de octubre de 1822 y observaciones posteriores en 1823, 1834, 1836 y 1837; En 1834, la mancha más grande se registró con un diámetro de 3 segundos de arco , y la más pequeña con 1,25 segundos de arco. ^{[ 8 ]}

El científico británico Thomas Dick propuso en 1838 ^{[ 9 ] : 264} y el físico, matemático y astrónomo francés Jacques Babinet en 1846 sugirió que podría haber "nubes incandescentes de tipo planetario, orbitando alrededor del Sol" y propuso el nombre "Vulcano" (en honor al dios Vulcano de la mitología romana ) para un planeta cercano al Sol. ^{[ 9 ] : 156}

Dado que un planeta cercano al Sol se perdería en su resplandor, varios observadores realizaron búsquedas sistemáticas para intentar captarlo durante un " tránsito ", es decir, cuando pasa frente al disco solar. El astrónomo aficionado alemán Heinrich Schwabe buscó sin éxito en todos los días despejados desde 1826 hasta 1843, y el científico de Yale Edward Claudius Herrick realizó observaciones dos veces al día a partir de 1847, con la esperanza de captar un planeta en tránsito. ^{[ 9 ] : 264} El médico y astrónomo aficionado francés Edmond Modeste Lescarbault comenzó a buscar en el disco solar en 1853, y de forma más sistemática después de 1858, con un refractor  de 3,75 pulgadas (95 mm) en un observatorio que instaló fuera de su consultorio. ^{[ 9 ] : 146}

En 1840, François Arago , director del Observatorio de París , sugirió al matemático Urbain Le Verrier que trabajara en el tema de la órbita de Mercurio alrededor del Sol . El objetivo del estudio era construir un modelo basado en las leyes del movimiento y la gravitación de Sir Isaac Newton . En 1843, Le Verrier publicó su teoría provisional sobre el movimiento de Mercurio, con una presentación detallada publicada en 1845, que sería puesta a prueba durante un tránsito de Mercurio frente al Sol en 1848. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Las predicciones de la teoría de Le Verrier no coincidieron con las observaciones. ^{[ 10 ]}

A pesar de ello, Le Verrier continuó su trabajo y, en 1859, publicó un estudio más exhaustivo del movimiento de Mercurio. Este se basó en una serie de observaciones meridianas del planeta y 14 tránsitos. El rigor del estudio implicaba que cualquier diferencia entre el movimiento predicho y el observado apuntaría a la influencia de un factor desconocido. De hecho, persistieron algunas discrepancias. ^{[ 10 ]} Durante la órbita de Mercurio, su perihelio avanza una pequeña cantidad, fenómeno conocido como precesión del perihelio . El valor observado supera la predicción de la mecánica clásica en la pequeña cantidad de 43 segundos de arco por siglo. ^{[ 12 ]}

Le Verrier postuló que la precesión excesiva podría explicarse por la presencia de algún objeto o objetos no identificados dentro de la órbita de Mercurio. Calculó que se trataba de otro planeta del tamaño de Mercurio o, dado que era improbable que los astrónomos no pudieran observar un objeto tan grande, de un cinturón de asteroides desconocido cerca del Sol. ^{[ 13 ]}

El hecho de que Le Verrier hubiera predicho la existencia del planeta Neptuno en 1846, ^{[ 14 ]} utilizando las mismas técnicas, le dio veracidad a su afirmación.

Descubrimiento alegado

El 22 de diciembre de 1859, Le Verrier recibió una carta de Lescarbault, en la que le decía que había visto un tránsito del hipotético planeta el 26 de marzo de ese año. Le Verrier tomó el tren hasta el pueblo de Orgères-en-Beauce , a unos 70 kilómetros (43 millas) al suroeste de París , hasta el observatorio casero de Lescarbault. Le Verrier llegó sin previo aviso y procedió a interrogar al hombre. ^{[ 15 ]} 

Lescarbault describió detalladamente cómo, el 26 de marzo de 1859, observó un pequeño punto negro en la superficie del Sol . ^{[ 16 ]} Tras un tiempo, se percató de que se movía. Le pareció similar al tránsito de Mercurio que había observado en 1845. Calculó la distancia que ya había recorrido, realizó algunas mediciones de su posición y dirección de movimiento y, utilizando un reloj antiguo y un péndulo con el que tomaba el pulso de sus pacientes, estimó la duración total del tránsito (obteniendo 1 hora, 17 minutos y 9 segundos). ^{[ 15 ]}

Le Verrier no estaba contento con el equipo rudimentario de Lescarbault, pero sí satisfecho de que el médico hubiera observado el tránsito de un planeta hasta entonces desconocido. El 2 de enero de 1860, anunció el descubrimiento del nuevo planeta con el nombre propuesto de la mitología, "Vulcano", ^{[ 17 ]} en la reunión de la Academia de Ciencias de París. Lescarbault, por su parte, fue condecorado con la Legión de Honor e invitado a comparecer ante numerosas sociedades científicas. ^{[ 18 ]}

Sin embargo, no todos aceptaron la veracidad del «descubrimiento» de Lescarbault. Un eminente astrónomo francés, Emmanuel Liais , que trabajaba para el gobierno brasileño en Río de Janeiro en 1859, afirmó haber estado estudiando la superficie del Sol con un telescopio dos veces más potente que el de Lescarbault, precisamente en el momento en que este último dijo haber observado su misterioso tránsito. Por lo tanto, Liais estaba «en condiciones de negar, de la manera más categórica, el paso de un planeta sobre el Sol en el momento indicado». ^{[ 19 ]}

Basándose en el "tránsito" de Lescarbault, Le Verrier calculó la órbita de Vulcano: supuestamente giraba alrededor del Sol en una órbita casi circular a una distancia de 21 millones de kilómetros (0,14 UA; 13 000 000 millas) . El período de revolución era de 19 días y 17 horas, y la órbita estaba inclinada con respecto a la eclíptica en 12 grados y 10 minutos (un grado de precisión increíble). Vista desde la Tierra, la mayor elongación de Vulcano con respecto al Sol era de 8 grados. ^{[ 15 ]}   

En 1915, la teoría de la relatividad de Einstein , un enfoque para comprender la gravedad completamente distinto de la mecánica clásica , eliminó la necesidad del planeta hipotético de Le Verrier. ^{[ 3 ]} Demostró que las peculiaridades en la órbita de Mercurio eran el resultado de la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa del Sol. ^{[ 28 ]} Esto añadió un avance previsto de 0,1 segundos de arco del perihelio de Mercurio en cada revolución orbital, o 43 segundos de arco por siglo, exactamente la cantidad observada (sin recurrir a la existencia de un hipotético Vulcano). ^{[ 29 ]}

La nueva teoría modificó las órbitas predichas de todos los planetas, pero la magnitud de las diferencias con la teoría newtoniana disminuye rápidamente a medida que uno se aleja del Sol. Además, la órbita bastante excéntrica de Mercurio facilita mucho la detección del desplazamiento del perihelio en comparación con las órbitas casi circulares de Venus y la Tierra . La teoría de Einstein se verificó empíricamente en el experimento de Eddington durante el eclipse solar del 29 de mayo de 1919 , durante el cual las fotografías mostraron que la curvatura del espacio-tiempo desviaba la luz estelar alrededor del Sol. La mayoría de los astrónomos aceptaron rápidamente que un planeta grande dentro de la órbita de Mercurio no podía existir, dada la ecuación de gravedad corregida. ^{[ 26 ] : 220}

La Unión Astronómica Internacional ha reservado el nombre de « vulcanoide » para los asteroides que podrían existir dentro de la órbita del planeta Mercurio. Sin embargo, hasta el momento, los telescopios terrestres y espaciales, así como la sonda solar Parker de la NASA , no han detectado ningún asteroide de este tipo. ^{[ 30 ]}

• asteroide Atira
• Planetas ficticios del Sistema Solar
• Luna hipotética de Mercurio
• Némesis (estrella hipotética)
• Planeta Nueve
• Planetas más allá de Neptuno
• John H. Tice , meteorólogo que basó sus predicciones en supuestos movimientos de Vulcano
• Tique (planeta hipotético)
• Vulcano ( Star Trek )
• Vulcanoide
• 2021 PH 27 , un asteroide Atira con un perihelio intramercurial, el semieje mayor más pequeño y el período orbital más corto de todos los asteroides.
• (434326) 2004 JG 6 , un asteroide Atira con un perihelio intramercuriano
• 2010 XB ₁₁ , un asteroide Atira con perihelio intramercuriano

• Baum, Richard; Sheehan, William (1997). En busca del planeta Vulcano, el fantasma en la máquina de relojería de Newton . Nueva York: Plenum Press. ISBN 978-0-306-45567-4.
• Levenson, Thomas (2015). La caza de Vulcano: Cómo Albert Einstein destruyó un planeta y descifró el universo . Londres: Head of Zeus. ISBN 978-0812998986.Publicado originalmente como La caza de Vulcano: ... Y cómo Albert Einstein destruyó un planeta, descubrió la relatividad y descifró el universo .
• El tema también apareció en un episodio de Arthur C. Clarke's Mysterious World titulado "Strange Skies", emitido originalmente el 18 de noviembre de 1980.

• Asimov, Isaac (1975). "El planeta que no era" , The Magazine of Fantasy and Science Fiction
• Schlyter, Paul (2006). "Vulcano, el planeta intramercurial, 1860–1916, 1971" , Los Nueve 8 Planetas: Un recorrido multimedia por el sistema solar (Apéndice 7: "Planetas hipotéticos") convertido a HTML por Bill Arnett.
• " El planeta Vulcano ", Scientific American , 31 de agosto de 1878, pág.  128, columnas 2-3