Serendipias astronómicas

Por Marco Arturo Moreno Corral*

La palabra serendipia proviene del vocablo inglés “serendipity”, inventado en 1754 por el escritor Horace Walpole para referirse a un descubrimiento inesperado, ocurrido cuando se busca un resultado diferente al obtenido.

En ciencia se aplica a aquellos hallazgos notables que se obtienen al margen de las investigaciones principales, que los diferentes científicos realizan para lograr nuevos conocimientos en sus respectivas disciplinas.

La Astronomía no ha sido ajena a ese proceso, por lo que aquí haré referencia a algunas de las serendipias astronómicas más notables.

El astrónomo y matemático alemán Johannes Kepler es uno de los mejores ejemplos de descubrimientos casuales, pero muy importantes ocurridos en la investigación astronómica. En los primeros años del siglo XVII, todavía se discutía en forma intensa si el universo era geocéntrico como se había afirmado desde la antigüedad o heliocéntrico como Nicolás Copérnico había mostrado en 1543. Kepler había aceptado esta última teoría, por lo que dedicó gran parte de sus investigaciones a mostrar su validez.  Al tener influencia de las ideas de los pitagóricos y de Platón, pensaba que las órbitas seguidas por los planetas no podían ser consecuencia del azar, por lo que se dedicó a buscar proporciones matemáticas que las describieran.

Razonó que no podía ser casual que solamente existieran seis planetas y, por tanto, cinco intervalos entre ellos. Llegó así a elaborar un modelo matemático basado en los cinco poliedros regulares; el dodecaedro, el octaedro, el tetraedro, el icosaedro y el cubo con el que pretendió explicar las armonías del mundo, pero a pesar de todos sus esfuerzos y de los años dedicados a ese trabajo, tuvo que abandonarlo pues aunque matemáticamente esa representación del movimiento de los planetas era bella, no se ajustó a lo observado. Sin embargo, Kepler perseveró en sus investigaciones y mientras buscaba construir un modelo geométrico que representara en su totalidad al universo, descubrió las tres leyes fundamentales que rigen el movimiento de los planetas en torno al Sol, con lo que logró un avance sustancial de la Astronomía y mostró que el heliocentrismo era correcto, lo que años después fue corroborado por Isaac Newton, quien finalmente demostró porqué eran correctas las Leyes de Kepler.

En 1705 Edmund Halley, después de estudiar cuidadosamente las trayectorias que siguieron diferentes cometas, llegó a la conclusión que los vistos en 1535, 1607 y 1682 en realidad eran el mismo. Tras realizar los cálculos pertinentes, encontró que ese cometa tenía un período de 76 años, por lo que debería regresar en 1757. Ese astro fue llamado el Cometa Halley y entre los astrónomos causó gran expectativa, ya que si regresaba como se había predicho, sería una prueba más de la validez de la teoría de gravitación universal enunciada por Newton.  Al mediar aquel año, gran parte de los astrónomos europeos dirigieron sus telescopios a la zona del firmamento donde se suponía que aparecería. Finalmente se le halló en 1758, pero en su búsqueda, el astrónomo francés Charles Messier  fue encontrando una serie de objetos nebulosos de color blanquecino, que por su aspecto parecían cometas. Como eso le ocurrió en varias ocasiones, tomó la determinación de catalogarlos, para que ni él ni otros observadores los volvieran a confundir con astros de ese tipo. Así nació el famoso Catálogo Messier que contiene una lista de 110 objetos celestes, entre los que algunos de los más notables son M1 la supernova del Cangrejo; M31 la galaxia de Andrómeda; M42 la Nebulosa de Orión; M45 el cúmulo estelar de las Pléyades y M57 la nebulosa planetaria del Anillo. Este catálogo, que no tiene información alguna sobre cometas, resultó tan importante, que todavía en la actualidad los astrónomos lo usan y mantienen las denominaciones que Messier dio a los diversos objetos celestes que encontró mientras buscaba el cometa Halley.

Algunos descubrimientos

Cuando solamente se conocían los planetas Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno, se halló una relación empírica que hasta la fecha no tiene fundamento físico, la cual predecía razonablemente bien la distancia de cada uno de esos planetas al Sol. Llamada Ley de Titius-Bode en honor de sus descubridores los alemanes Johann Titius y Johann Bode, que en 1772 la dieron a conocer. Esa relación matemática predecía la existencia de un planeta situado en una región que distaba del Sol 2.7 veces la distancia que hay entre él y la Tierra, lo que lo ubicaba entre las órbitas de Marte y de Júpiter. Cuando en 1781 William Herschel descubrió el planeta Urano, esa ley tomó relevancia ya que predecía bien su distancia al astro rey, que resultó ser 19.2 veces la que separa a nuestro planeta del Sol. Varios fueron los astrónomos que buscaron aquel desconocido astro. Uno de ellos fue el italiano Giuseppe Piazzi, quien desde el Observatorio de Palermo, Italia, se dedicó a esa tarea. La noche del 1 de enero de 1801 encontró un objeto celeste que se desplazaba respecto a las lejanas estrellas de fondo. Para estar seguro que no se trataba de un cometa, lo estudió por varias noches viendo que seguía una trayectoria similar a la de los planetas. Piazzi lo bautizó como Ceres, en honor de la diosa romana de la agricultura. Ese descubrimiento llamó la atención de otros observadores que pensaron que finalmente se había descubierto el hipotético planeta predicho por la Ley de Titius-Bode, así que comenzaron a observarlo para determinar sus características. Mientras tanto, en 1803 el alemán Heinrich Olbers descubrió otro astro como ese en la misma región del firmamento, el cual fue llamado Palas para honrar a la diosa griega de la sabiduría. Un año más tarde, Karl Ludwing Harding encontró otro, que fue nombrado Juno y en 1807 Olbers halló uno más, que recibió el nombre de Vesta. Herschel, quien tenía el telescopio más grande de aquella época, usándolo determinó que el tamaño de Ceres era del orden de unos 260 kilómetros de diámetro, lo que sin duda resultaba muy pequeño para ser un planeta, así que acuñó la palabra asteroide para nombrar a los nuevos objetos. Fue así como buscando un planeta que ahora sabemos que no existe, los astrónomos descubrieron los asteroides.

El ya referido descubrimiento de Urano es otro caso de serendipia astronómica. William Herschel fue un músico alemán que se trasladó a Inglaterra para ejercer su profesión, pero ya ahí adquirió el gusto por la investigación astronómica. Por no tener recursos para comprar telescopios, se puso a estudiar sus fundamentos ópticos, llegando a ser un buen constructor de instrumentos de ese tipo. Para 1773 había fabricado uno suficientemente potente como para iniciar la búsqueda de estrellas dobles o binarias, lo que le permitió descubrir que ese tipo de estrellas, se mueven una alrededor de la otra y ambas lo hacen en torno a un centro común. En pocos años había observado alrededor de mil de esos sistemas binarios, por lo que elaboró un catálogo que contenía la información que obtuvo sobre ellas. El 13 de marzo de 1781  dirigió su telescopio a un sector de la constelación de Géminis buscando más de esas estrellas, cuando observó  “una estrella difusa” que resultó ser  “notablemente más grande que el resto”. No tardó en descartar la posibilidad de que se tratara de una estrella, porque además de tener clara forma de disco y un distintivo color verdoso, se desplazaba respecto de las estrellas de fondo, así que pensó haber descubierto un cometa. Como persistió en el estudio de ese astro, pronto se dio cuenta que no mostraba las características propias de los cometas y que su movimiento era más acorde con el que seguían los planetas. Finalmente se convenció que lo que había descubierto mientras buscaba estrellas dobles, en realidad era un nuevo planeta, que finalmente fue llamado Urano.

*Instituto de Astronomía, Campus Ensenada, Universidad Nacional Autónoma de México.

mam@astro.unam.mx