¿Quién fue Gerard Kuiper? – Universo Hoy

En los confines del Sistema Solar, más allá de la órbita de Neptuno, se encuentra una región impregnada de objetos celestes y planetas menores. Esta región se conoce como el “Cinturón de Kuiper”, y recibe su nombre en honor al astrónomo del siglo XX que especuló sobre la existencia de dicho disco décadas antes de que fuera observado. Este disco, razonó, era la fuente de muchos cometas del Sistema Solar, y la razón por la que no había grandes planetas más allá de Neptuno.

Gerard Kuiper también es considerado por muchos como el “padre de la ciencia planetaria”. Durante las décadas de 1960 y 1970, desempeñó un papel crucial en el desarrollo de la astronomía aérea infrarroja, una tecnología que condujo a muchos descubrimientos fundamentales que habrían sido imposibles utilizando observatorios terrestres. Al mismo tiempo, ayudó a catalogar asteroides, inspeccionó la Luna, Marte y el Sistema Solar exterior y descubrió nuevas lunas.

Primeros años de vida:
Gerard Kuiper, de soltera Gerrit Kuiper, nació el 7 de diciembre de 1905 en el pueblo de Harenkarspel, en el norte de Holanda. Cuando era niño, tenía una vista extraordinariamente aguda y podía ver estrellas de magnitud 7,5 a simple vista (que son unas cuatro veces más débiles que la mayoría de las estrellas visibles a simple vista). Su aguda vista estimuló su interés por la astronomía, que fue evidente desde una edad temprana.

Educación:
En 1924, Kuiper comenzó a estudiar en la Universidad de Leiden, donde también estudió el famoso astrónomo holandés del siglo XVII Christiaan Huygens. En ese momento, un gran número de astrónomos se habían congregado en la universidad, y Kuiper se hizo amigo de muchos de ellos. Entre sus maestros se encontraban el astrónomo holandés Jan Oort (que da nombre a la Nube de Oort) y Paul Ehrenfest, el físico austríaco-holandés que desarrolló la teoría de transición de fase de la mecánica cuántica.

En 1927, recibió su B.Sc. en Astronomía y se fue directamente a sus estudios de posgrado. En 1933, terminó su tesis doctoral sobre estrellas binarias y luego viajó a California para convertirse en becario en la Observatorio Lick. En 1935, se fue a trabajar a la Observatorio de la Universidad de Harvard, donde conoció a su futura esposa, Sarah Parker Fuller. Los dos se casaron el 20 de junio de 1936.

Logros en astronomía:
En 1937, Kuiper ocupó un puesto en la Observatorio Yerkes en la Universidad de Chicago y se convirtió en ciudadano estadounidense. En el transcurso de las próximas décadas, participó en muchos estudios astronómicos e hizo muchos descubrimientos que avanzaron en el campo de la ciencia planetaria. El primero llegó entre 1944 y 1947, mientras realizaba observaciones de Marte y el Sistema Solar exterior.

Usando telescopios terrestres, Kuiper confirmó la existencia de una atmósfera rica en metano sobre Titán (la luna más grande de Saturno). En 1947, utilizó métodos similares para descubrir que el dióxido de carbono era un componente principal de la atmósfera de Marte. Ese mismo año predijo que los anillos de Saturno estaban compuestos principalmente por partículas de hielo y descubrió Miranda, la quinta luna de Urano.

En 1949, Kuiper inició el estudio de asteroides Yerkes-McDonald, un estudio fotométrico de asteroides realizado por la Universidad de Chicago y el Universidad de Texas en Austin, que se desarrolló entre 1950 y 1952. En ese momento, el estudio se limitaba a asteroides de magnitud 16, pero también allanó el camino para el estudio Palomar-Leiden, que también inició Kuiper, en 1961.

Este esfuerzo de colaboración involucró a la Laboratorio Lunar y Planetario (LPL) en Arizona, el Observatorio Palomar en San Diego, y el Observatorio de Leiden en los Países Bajos (Alma Mater de Kuiper). Este estudio utilizó placas fotográficas tomadas por la LPL con la cámara Schmidt de 48 pulgadas en el Observatorio Palomar.

Una vez que se descubrieron los planetas menores (y los asteroides con magnitudes superiores a 20), sus elementos orbitales se calcularon en el Observatorio de Cincinnati, y todos los demás aspectos del programa, incluido el análisis de las fotografías, se realizaron en el Observatorio de Leiden. Esta encuesta resultó en el descubrimiento de una gran cantidad de asteroides, con aproximadamente 200-400 asteroides descubiertos por placa y un total de 130 placas en uso.

En 1956, Kuiper demostró que los casquetes polares de Marte no estaban compuestos de dióxido de carbono, como se había pensado anteriormente, sino de hielo de agua. En la década de 1960, Kuiper también ayudó a identificar yositios de andar en la Luna para el programa apolo, e incluso predijo cómo sería caminar sobre la superficie de la Luna. Sus afirmaciones de que la superficie lunar sería «como nieve crujiente» fueron confirmadas en 1969 por el astronauta Neil Armstrong.

También fue en la década de 1960 cuando Kuiper hizo sus contribuciones fundamentales al desarrollo de la astronomía aérea infrarroja. En 1967, el avión a reacción de cuatro motores Convair 990 de la NASA estuvo disponible con un telescopio a bordo, que se utilizó para realizar estudios infrarrojos a una altitud de 12.192 metros (40.000 pies). Kuiper lo utilizó ampliamente para realizar estudios espectroscópicos del Sol, las estrellas y los planetas solares.

Kuiper pasó la mayor parte de su carrera en la Universidad de Chicago, pero se mudó a Tucson, Arizona, en 1960 para fundar el Laboratorio Lunar y Planetario en la Universidad de Arizona. Para sus colegas, Gerard era conocido por ser un jefe exigente, cuya rutina incluía trabajo duro y muchas horas. Dale Cruikshank, un colega científico que trabajó en la LPL con Kuiper, afirmó que:

“Él mismo trabajó extremadamente duro y exigió la misma dedicación, devoción y seriedad de todos los que lo rodeaban. Si no daban eso, o si no actuaban, se enfadaban con él. Eso se aplica a los estudiantes. También se aplicaba a sus compañeros de facultad, asociados técnicos e ingenieros, cualquiera que lo rodeara. Pero al mismo tiempo, tenía un lado humorístico, un lado cálido, un lado personal que en cierto modo era atractivo”.

Pero aunque era difícil trabajar con Kuiper, también era conocido por tener un lado cálido y sentido del humor. También se enorgullecía de estar bien informado y de rodearse de personas que sabían cosas que él no. Kuiper fue el director del laboratorio hasta su muerte en 1973.

El cinturón de Kuiper:
Se había especulado sobre la posible existencia de una población transneptuniana de objetos desde poco después del descubrimiento de Plutón en 1930. Uno de los primeros fue el astrónomo Armin O. Leuschner, quien en 1930 sugirió que Plutón “podría ser uno de los muchos Objetos planetarios de época aún por descubrir.

En 1943, en el Revista de la Asociación Astronómica BritánicaKenneth Edgeworth amplió el tema, afirmando que el material dentro de la nebulosa solar primordial más allá de Neptuno estaba demasiado espaciado para condensarse en planetas y, por lo tanto, se condensó en una miríada de cuerpos más pequeños.

En 1951, en un artículo para la revista Astrofísica, Gerard Kuiper especuló cómo se podría haber formado un disco similar al principio de la evolución del Sistema Solar. Ocasionalmente, uno de los objetos de este disco vagaría por el Sistema Solar interior y se convertiría en un cometa, afirmó, explicando así los orígenes de los cometas y al mismo tiempo ofreciendo una explicación de por qué no había grandes planetas más allá de Neptuno.

Sin embargo, pasarían muchas décadas antes de que se probara la existencia de este disco y se le diera un nombre. El primer paso se dio en 1980, cuando el astrónomo uruguayo Julio Fernández envió un trabajo a la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society en el que especuló que se requeriría un cinturón de cometas que se encontraba entre 35 y 50 UA para dar cuenta del número observado de cometas. Fue este documento en el que se basarían los astrónomos posteriores cuando llegó el momento de nombrar el cinturón.

En 1987, el astrónomo David Jewitt del MIT y la estudiante graduada Jane Luu comenzaron a usar los telescopios en el Observatorio Nacional de Kitt Peak en Arizona y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile para buscar en el Sistema Solar exterior. Después de cinco años de búsqueda, el 30 de agosto de 1992, Jewitt y Luu anunciaron el “Descubrimiento del objeto candidato del cinturón de Kuiper” (15760) 1992 QB1. Seis meses después, descubrieron un segundo objeto en la región, (181708) 1993 FW, y muchos más lo siguieron.

De manera similar, en 1988, un equipo canadiense de astrónomos (equipo de Martin Duncan, Tom Quinn y Scott Tremaine) comenzó a ejecutar simulaciones por computadora que determinaron que la nube de Oort no pudo dar cuenta de todos los cometas de período corto. Con un “cinturón”, como lo describió Fernández, agregado a las formulaciones, las simulaciones coincidían con las observaciones.

En su artículo de 1988, Tremaine y sus colegas se refirieron a la región hipotética más allá de Neptuno como el «Cinturón de Kuiper», aparentemente debido al hecho de que Fernández usó las palabras «Kuiper» y «cinturón de cometas» en la oración inicial de su artículo. Si bien este sigue siendo el nombre oficial, los astrónomos a veces usan el nombre alternativo «Edgeworth-Kuiper Belt» para acreditar a Edgeworth por su trabajo teórico anterior.

Muerte y legado:
Gerard Kuiper murió en 1973 mientras estaba de vacaciones con su esposa en México, donde sufrió un infarto fatal. Debido a sus muchos logros y su larga historia de trabajo en el campo de la astronomía, ha recibido muchos elogios a lo largo de los años. Estos incluyen nombrar el Cinturón de Kuiper en su honor, así como nombrar el objeto del cinturón de asteroides 2520 P-L en su honor (también conocido como 1776 Kuiper).

También se han nombrado tres cráteres en su honor: el cráter Kuiper en la Luna, el cráter Kuiper en Marte y el cráter Kuiper en Mercurio. Debido a su trabajo en astronomía aerotransportada, el ahora fuera de servicio de la NASA Observatorio Aerotransportado de Kuiper (KAO), un Lockheed C-141A Starlifter altamente modificado que llevaba un telescopio de 91,5 cm (36 pulgadas), también recibió su nombre.

El Premio Kuiper también lleva su nombre, y es el galardón más distinguido que otorga la Sociedad Astronómica AmericanaDivisión de Ciencias Planetarias de . El premio se otorga anualmente a científicos cuyos logros a lo largo de su vida han hecho avanzar nuestra comprensión de las ciencias planetarias.

Los ganadores de este premio incluyen a Carl Sagan, James Van Allen (descubrimiento del cinturón de radiación de Van Allen alrededor de la Tierra) y Eugene Shoemaker (quien descubrió conjuntamente el cometa Shoemaker-Levy 9 con su esposa Carolyn S. Shoemaker y David H. Levy).

Debido a su dedicado liderazgo en el Laboratorio Lunar y Planetario, uno de los tres edificios que componen la instalación (el Edificio de Ciencias Espaciales Kuiper, que se muestra arriba) recibió su nombre en su honor. Y cien años después del nacimiento de Gerard, la NASA Nuevos horizontes La misión estaba en camino a la región del Cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar, como parte de su misión de estudiar Plutón y su luna Caronte.

El Dr. Richard Binzel, co-investigador de New Horizons y profesor de la Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), reconoció el departamento de su equipo al científico fallecido. “Kuiper fue uno de los primeros científicos en enfocarse casi exclusivamente en explorar las propiedades de los planetas”, dijo. “Su trabajo sentó las bases para las misiones de naves espaciales de finales del siglo XX y principios del XXI”.

Durante su vida, Kuiper también recibió muchas recompensas en reconocimiento a su trabajo. En 1947, recibió el premio Jules Janssen de la Sociedad Astronómica Francesa, que es su mayor honor. En 1959, la Sociedad Astronómica Estadounidense le otorgó la cátedra Henry Norris Russell, en reconocimiento a sus muchos años de investigación astronómica. Y en 1971, Kuiper recibió la Medalla de Oro Kepler de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y el Instituto Franklin.

A medida que avanzamos en nuestra exploración del Sistema Solar, no podemos negar la gran deuda que tenemos con Gerard Kuiper. Lo que sabemos sobre Marte y Titán, y su habitabilidad potencial, se basa en el trabajo de Kuiper con la astronomía infrarroja y espectroscópica. Sin él, las misiones Apolo podrían no haberse llevado a cabo y nuestro conocimiento de los asteroides y el Sistema Solar exterior se vería muy disminuido.

Uno puede imaginar que cuando comencemos a estudiar el Cinturón de Kuiper con más detalle, y comencemos a catalogar los muchos, muchos objetos dentro, muchos llevarán nombres que recordarán al difunto gran Kuiper.

Hemos escrito muchos artículos sobre Gerard Kuiper para Universe Today. Aquí hay un artículo sobre el Cinturón de Kuiper, y aquí hay un artículo sobre la Hipótesis del Protoplaneta.

Si desea obtener más información sobre Gerard Kuiper, consulte el artículo de la NASA sobre Gerard Kuiper y el Laboratorio Lunar y PlanetarioLa página de él.

También hemos grabado un episodio completo de Astronomy Cast sobre los planetas enanos. Escucha aqui, Episodio 194: Planetas enanos.