Planeta Nueve

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Planeta Nueve
Planet nine artistic plain.png
Representación artística del Planeta Nueve como un gigante de hielo eclipsando el centro de la Vía Láctea, con un sol en forma de estrella en la distancia.[1]​ La órbita de Neptuno se muestra como un pequeño elipse alrededor del Sol.
Elementos orbitales
Inclinación 30º a la eclíptica (est.)[2]
Argumento del periastro 150º
Semieje mayor 700 UA (est.)[3]
Excentricidad 0.6 (est.)[2]
Elementos orbitales derivados
Periastro o perihelio 200 UA (est.)[2]
Apoastro o afelio 1200 UA (est.)[1]
Período orbital sinódico 10.000-20.000 años[2]
Características físicas
Masa 6 × 1025 kg (est.)
≥10 masas terrestres (est.)[2]
Diámetro 26,000–52,000 km (est.)[2]
Magnitud absoluta >22 (est.)[1]
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Las órbitas de seis de los objetos más distantes en el cinturón de Kuiper sugieren la presencia de un planeta cuyo efecto gravitatorio explicaría sus inusuales órbitas.
Posible recorrido del Planeta Nueve en la constelación de Orión entre los años 1000 y 3000.
Se ha hecho la suposición de que el Planeta Nueve es similar en tamaño y composición a los gigantes azules de hielo Urano y Neptuno, representados aquí a escala con los gigantes de gas y los planetas terrestres.[4]

Planeta Nueve, Noveno Planeta o Phattie es el nombre provisional dado a un hipotético planeta helado de gran tamaño que podría existir en el sistema solar exterior, principalmente a partir del estudio publicado el 20 de enero de 2016 en el Astronomical Journal[5]​ por los astrónomos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) Michael E. Brown y Konstantin Batygin. La existencia de este planeta puede inferirse por el comportamiento de un grupo de objetos transneptunianos.[6]​ Según informes de prensa de enero de 2016, el astrónomo Michael Brown situaría las probabilidades de la existencia del Planeta Nueve en un 90%.[5]​ Podría tratarse del quinto gigante gaseoso que habría sido expulsado del sistema solar interior según postula el modelo de Niza.[7]​ La existencia del Planeta Nueve explicaría las órbitas peculiares de dos grupos de objetos del cinturón de Kuiper.[4]

Características[editar]

Órbita[editar]

Se plantea como hipótesis que el Planeta Nueve sigue una órbita altamente elíptica alrededor del Sol, con un periodo orbital de entre 10 000 y 20 000 años terrestres. La órbita del planeta tendría un semieje mayor de aproximadamente 700 UA, unas veinte veces la distancia de Neptuno al Sol, aunque podría aproximarse hasta las 200 UA (30 000 millones de km), y su inclinación estimada sería de unos 30 (±10) grados sobre el plano de la eclíptica.[1][2][8]​ La alta excentricidad de la órbita del Planeta Nueve podría alejarlo hasta unas 1200 UA en su afelio.

El afelio, o el punto más lejano desde el Sol, estaría en la dirección aproximada de las constelaciones de Orión y Tauro, mientras el perihelio, o el punto más cercano al Sol, estaría en la dirección aproximada de las áreas del sur de Serpens (Caput), Ofiuco y Libra.[9][10]

Según un artículo publicado en el Washington Post,[11]​ los telescopios de al menos dos continentes se encontrarían ya buscando exhaustivamente el objeto, cuya órbita se encontraría 20 veces más alejada del Sol que la del planeta Neptuno, con un tiempo para completar su órbita estimado entre 10 000 y 20 000 años terrestres.[12]

Acompañando a este planeta gigante helado, según los modelos informáticos utilizados para este estudio, debería existir al menos un conjunto de cinco objetos realizando órbitas perpendiculares al plano del Sistema Solar. De encontrarse actualmente en la parte más alejada del Sol dentro de su órbita, serían necesarios los mayores telescopios del mundo, como el telescopio Subaru ubicado en Hawái.

Tamaño[editar]

Se estima que el planeta tiene diez veces la masa[8][4]​ y de dos a cuatro veces el diámetro de la Tierra.[5][13]​ Una inspección con infrarrojos del Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) en 2009 no excluye tal objeto, ya que sus resultados permiten la existencia de un objeto del tamaño de Neptuno más allá de 700 UA.[14]​ Un estudio similar realizado en 2014 se enfocó en los posibles cuerpos de mayor masa en el Sistema Solar exterior y descartó objetos de la masa de Júpiter fuera de las 26.000 UA.[15]​ Brown estima que la masa del Planeta Nueve es mayor que la masa necesaria para limpiar su órbita a lo largo de 4600 millones de años, y que por tanto cumple con la definición de planeta.[16]

Composición[editar]

Brown especula que el planeta predicho es muy probablemente un gigante de hielo expulsado, de composición similar a Urano y Neptuno: una mezcla de roca y hielo, con una pequeña envoltura de gas.[1][5]

Nombres informales[editar]

Brown y Batygin han utilizado los nombres «Jehoshaphat» y «George» (Jorge) para el Planeta Nueve. Brown ha declarado: «En realidad lo llamamos «Fattie» (Gordito) cuando estamos hablando entre nosotros».[17]​ En agosto de 2014 Lorenzo Iorio propuso el nombre «Thelisto», en las noticias mensuales de la Real Sociedad Astronómica, para el planeta hipotético responsable de las órbitas inusuales de los sednoides y los objetos separados.[18]

Detección indirecta[editar]

Primeras especulaciones[editar]

El descubrimiento de Sedna y su peculiar órbita en 2004 llevó a la conclusión de que hace algún tiempo algo situado más allá de los ocho planetas conocidos perturbó a Sedna lejos del cinturón de Kuiper. Pudo haber sido otro planeta, pudo haber sido una estrella que se aproximó al Sol o pudo haber sido un grupo de estrellas si el Sol se formó en un cúmulo.[19]

Después de analizar las órbitas de un grupo de objetos transneptunianos con órbitas altamente elongadas, Rodney Gomes, del Observatorio Nacional de Brasil, creó varios modelos que demostraban la posible existencia de un planeta todavía no detectado, de tamaño desconocido y órbita indeterminada, que podría estar demasiado alejado para influir en los movimientos de la Tierra y de los restantes planetas interiores, pero aún suficientemente próximo al disco de objetos dispersos para conducirlos a sus órbitas alargadas.[20]

El anuncio del descubrimiento de 2012 VP113 en marzo de 2014, que compartía unas pocas características orbitales raras con Sedna y con otros objetos transneptunianos extremos, aumentó aún más la posibilidad de una supertierra no detectada y situada en una gran órbita exterior.[21]

Caso para un nuevo planeta[editar]

Trujillo y Shepherd analizaron las órbitas de los objetos transneptunianos (TNO) con perihelio superior a 30 UA y un semieje mayor más grande que 150 UA, y encontraron que tenían una agrupación de características orbitales, particularmente en términos del argumento del perihelio, que describe la orientación de las órbitas elípticas en sus planos orbitales.[3][22]​ Propusieron un «cuerpo único de 2-15 masas terrestres en una órbita circular de baja inclinación entre 200 y 300 UA» para explicar el patrón. No era la única manera de crear la agrupación de las orientaciones orbitales.

Brown y Batygin analizaron entonces seis objetos transneptunianos extremos en una configuración estable de órbitas mayormente fuera del cinturón de Kuiper (a saber, Sedna, 2012 VP113, 2007 TG422, 2004 VN112, 2013 RF98, y 2010 GB174).[3]​ Un análisis más detallado de los datos demostró que estos seis objetos trazan órbitas elípticas que están alineadas aproximadamente en la misma dirección en el espacio físico y se encuentran aproximadamente en el mismo plano.[23][24]​ Encontraron que esto solo ocurriría por azar, con una probabilidad del 0,007 %.[25]

Estos seis son los únicos planetas menores que se sabe que tienen perihelios superiores a 30 UA y un semieje mayor superior a 250 UA, hasta enero de 2016.

TNO con perihelio mayor que 30 AU y un semieje mayor que 250 UA[26]
Objeto Órbita Cuerpo
Período orbital
(Años)
Semieje mayor
(AU)
Perihelio
(AU)
Excentricidad Argumento del perihelio
(ω)
Magnitud aparente Diámetro (km)
2012 VP113 4,300 263 80 0.70 294° 23.4 600
2013 RF98 5,600 317 36 0.88 316° 24.4 80
2004 VN112 5,850 327 47 0.85 327° 23.3 200
2010 GB174 6,600 351 48 0.87 348° 25.2 200
2007 TG422 11,200 501 36 0.93 286° 21.9 200
90377 Sedna 11,400 506 76 0.86 311° 21.0 1,000
Planeta Nueve (hipotetizado) ~ 15,000 ~ 700 ~ 200 0.6 150° >22 26,000–52,000

Hipótesis sobre el Planeta Nueve[editar]

Correlaciones orbitales entre los seis objetos transneptunianos distantes llevó a la hipótesis. (Ver: Cuadro final de órbitas)

El primer argumento con fuerza a favor de la existencia del Planeta Nueve fue publicado en 2014 por los astrónomos Scott Sheppard, del Instituto Carnegie de Ciencias, y Chad Trujillo, del Observatorio Gemini de Hawái, que sugirieron que las órbitas similares de ciertos objetos tales como los sednoides podrían estar influenciados por un planeta masivo desconocido en el borde del Sistema Solar.[22]​ Sus hallazgos sugieren que una supertierra de unas 2 a 15 M, más allá de las 200 UA, con una órbita altamente inclinada de 1500 UA podría conducir a los objetos extremos del cinturón de Kuiper (KBO) en órbitas de similar tipo.

Las simulaciones por ordenador de Michael E. Brown y Konstantin Batygin, originalmente desarrolladas para refutar el artículo de 2014, en su lugar proporcionaron evidencia adicional de que el Planeta Nueve puede existir. Su modelo teórico explica tres aspectos esquivos del cinturón de Kuiper (a saber, el alineamiento físico de las órbitas distantes, la generación de objetos separados tales como Sedna y la existencia de una población que traza trayectorias orbitales perpendiculares) en un cuadro único, unificador.[23][24]​ Brown describió después el planeta hipotético como un perturbador de los KBO extremos y especuló que, si se demuestra que las conclusiones actuales son correctas, el Planeta Nueve se podría haber desarrollado en el núcleo de un gigante gaseoso, si no hubiera sido arrojado a los confines del sistema solar.[5]

Brown piensa que si el nuevo objeto existe y se confirma que tiene los efectos observados, necesita ser incluso más masivo si está más alejado. Piensa que no importa dónde se especule que está; si existe, entonces domina el límite exterior del Sistema Solar, lo que es suficiente para hacerlo un planeta en las definiciones actuales.[16]

Trujillo y Sheppard (2014)[editar]

El argumento inicial para la existencia de un planeta más allá de Neptuno fue publicado en 2014 por los astrónomos Chad Trujillo y Scott S. Sheppard, quienes sugirieron que las órbitas similares de los objetos trans-neptunianos extremos tales como sednoides podrían ser causadas por un planeta desconocido masivo en un Unos pocos cientos de unidades astronómicas a través del mecanismo de Kozai para explicar las alineaciones.[27]​ En esta disposición los argumentos de perihelio de los objetos se librarían alrededor de 0 ° o 180 ° C, de modo que sus órbitas cruzan el plano de la órbita del planeta cerca del perihelio y el afelio, en los puntos más lejanos del planeta. Trujillo y Sheppard analizaron las órbitas de doce objetos trans-neptunianos (TNOs) con perihelia mayor de 30 UA y ejes semi-mayores mayores de 150 AU, y encontraron un agrupamiento de características orbitales, particularmente sus argumentos de perihelio (lo que indica la orientación de las órbitas elípticas dentro de sus planos orbitales).[28][29]​ Las perturbaciones de los cuatro planetas gigantes conocidos del Sistema Solar (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) deberían haber dejado alejados del perihelio de los doce TNO, como en el resto de la región trans-neptuniana, a menos que haya algo que los sostenga En un trabajo posterior que anunciaba el descubrimiento de varios objetos más distantes, Trujillo y Sheppard observaron una correlación entre la longitud del perihelio y el argumento del perihelio de estos objetos. Los que tienen una longitud de perihelio de 0-120 ° tienen argumentos de perihelio entre 280-360 °, y aquellos con longitud de perihelio de 180-340 ° tienen argumento de perihelio 0-40 °. Encontraron una significación estadística de esta correlación de 99,99%.[30]

Simulaban numéricamente un solo cuerpo de 2-15 masas de tierra en una órbita circular de baja inclinación entre 200 UA y 300 UA, así como simulaciones adicionales con un objeto de masa de Neptuno en una órbita de alta inclinación a 1500 AU para mostrar la idea básica de cómo un solo planeta grande puede pastorear los objetos trans-Neptunianos extremos más pequeños en tipos similares de órbitas. Era una prueba básica de la simulación de concepto que no obtuvo una órbita única para el planeta, ya que indican que hay muchas configuraciones orbitales posibles que el planeta podría tener. Por lo tanto, no formularon un modelo que incorporara con éxito toda la agrupación de los objetos extremos con una órbita para el planeta. Pero fueron los primeros en notar que había un agrupamiento en las órbitas de objetos extremadamente distantes y que la razón más probable era de un planeta distante masivo desconocido. Su trabajo es muy similar a cómo Alexis Bouvard observó que el movimiento de Urano era peculiar y sugirió que era probable que las fuerzas gravitatorias de un desconocido octavo planeta, que condujeron al descubrimiento de Neptuno.

De la Fuente Marcos et al. (2014)[editar]

En junio de 2014, Raúl y Carlos de la Fuente Marcos incluyeron un decimotercer planeta menor y notaron que todos sus argumentos de perihelio cerca de 0 °.[31][32]​ En otro análisis, Carlos y Raúl de la Fuente Marcos con Sverre J. Aarseth confirmaron que la única manera conocida es que la alineación observada de los argumentos del perihelio puede ser explicada por un planeta no detectado. También han teorizado que un conjunto de objetos trans-Neptunianos extremos (ETNO) son mantenidos agrupados por un mecanismo Kozai similar al que existe entre el cometa 96P/Machholz y Júpiter.[33]​ Ellos especularon que tendría una masa entre la de Marte y Saturno y orbitaría a unos 200 UA del Sol. Ellos sugieren que este planeta está en resonancia con un mundo más masivo a aproximadamente 250 UA del Sol, tal como el predicho en la obra de Trujillo y Sheppard.[34][35]​ Tampoco descartaron la posibilidad de que el planeta pudiera haber estado mucho más lejos pero mucho más masivo para tener el mismo efecto y admitió que la hipótesis necesitaba más trabajo.[36]​ Tampoco descartaron otras explicaciones y esperaron más claridad a medida que los investigadores estudian órbitas de objetos más distantes.[37][38][39]

Batygin y Brown (2016)[editar]

Las correlaciones orbitales entre seis objetos trans-Neptunianos distantes llevaron a la hipótesis. (Véase: Órbitas del cuadro final)

Konstantin Batygin y Michael E. Brown, de Caltech, buscaron refutar el mecanismo propuesto por Trujillo y Sheppard .[40]​ Mostraban que la formulación original de Trujillo y Sheppard, que había identificado una agrupación de argumentos de perihelio a 344 °, estaba principalmente bajo el efecto de las resonancias de medio movimiento de Neptuno para muchos objetos en su conjunto de análisis y que, una vez filtrada, el argumento de El perihelio para los objetos restantes no afectados por Neptuno estaba en 318 ° ± 8 °. Esto estaba fuera de la alineación con cómo el mecanismo de Kozai alinearía estas órbitas, en c. Sin embargo, Batygin y Brown encontraron que los cuatro objetos destacados restantes no afectados por Neptuno eran aproximadamente coplanares con los Sednoides Sedna y 2012 VP113, así como agrupados alrededor de un argumento De perihelio con ellos, y encontró que sólo había un 0,007% de probabilidad de que esto se debía al azar.

Batygin y Brown analizaron seis objetos trans-Neptunianos extremos (ETNOs) en una configuración estable de órbitas en su mayoría fuera del cinturón de Kuiper (es decir Sedna, 2012 VP113, 2007 TG422, 2004 VN112, 2013 RF98, 2010 GB174). Una mirada más cercana a los datos mostró que estos seis objetos tienen órbitas que no están agrupadas en sus argumentos de perihelio, sino que están alineadas aproximadamente en la misma dirección en el espacio físico y se encuentran aproximadamente en el mismo plano.[41][42]​ Encontraron que esto sólo ocurriría con una probabilidad de 0,007% por casualidad.[43]

Estos seis objetos habían sido descubiertos por seis estudios diferentes en seis telescopios diferentes. Eso hizo menos probable que el aglutinamiento pudiera ser debido a un sesgo de observación como apuntar un telescopio en una parte particular del cielo. Y nuevamente, siendo los seis objetos más distantes, significaban que eran menos propensos a ser perturbados por Neptuno, que orbita 30 AU desde el Sol. Generalmente, los TNO con perihelia menores de 36 UA experimentan fuertes encuentros con Neptuno.

Estos seis son los únicos planetas menores que se sabe que tienen perihelia mayor que 30 AU y un eje semi-mayor mayor que 250 UA, a partir de enero de 2016.[44]​ Los seis objetos son relativamente pequeños, pero actualmente son relativamente brillantes porque están cerca de su distancia más cercana al Sol en sus órbitas elípticas.

Una simulación numérica fue capaz de explicar tanto los argumentos de perihelio como la coincidencia de planos orbitales con resonancias de movimiento medio causadas por un objeto masivo hipotético de 10 M on sobre una órbita altamente excéntrica y moderadamente inclinada. El modelo generó un patrón de objetos de alta inclinación que especularon como resultado de una combinación de efecto de movimiento medio con el efecto de Kozai relativo al planeta hipotético, y que posteriormente encontraron en bases de datos de objetos menores en el Sistema Solar . Su origen no podría explicarse previamente bien.

Su modelo teórico explicó tres aspectos evasivos de la región trans-neptuniana en un solo cuadro unificador: la alineación física de las órbitas distantes, la generación de objetos separados separados del cinturón de Kuiper como Sedna y la existencia de una población de Objetos con órbitas de alta inclinación. Su trabajo es similar a cómo Urbain Le Verrier predijo la posición de Neptuno basada en las observaciones de Alexis Bouvard y la teoría del movimiento peculiar de Urano.

Dentro de la hipótesis del Planeta Nueve y dependiendo de los valores reales de los parámetros orbitales del perturbador putativo, los ETNO pueden ser una población primordial o transitoria.[45]​ La órbita de 2013 RF98 es similar a la de (474640) 2004 VN112. Los espectros visibles de (474640) 2004 VN112 y 2013 RF98 son similares pero muy diferentes de los de 90377 Sedna. El valor de su pendiente espectral sugiere que las superficies de RFN pueden tener hielos de metano puros (como en el caso de Plutón) y carbones altamente procesados, incluyendo algunos silicatos amorfos. Su pendiente espectral es similar a la de 2004 VN112

Inferencia[editar]

Batygin fue cauto en la interpretación de los resultados, diciendo: «Hasta que el Planeta Nueve sea captado por la cámara no cuenta como real. Todo lo que tenemos ahora es un eco».[46]

Brown situó las probabilidades para la existencia del Planeta Nueve en alrededor del 90 %.[5]Greg Laughlin, uno de los pocos investigadores que sabían de antemano acerca de este artículo, da una estimación del 68,3 %. Otros científicos escépticos exigen más datos en cuanto a KBO adicionales para ser analizados o evidencia final a través de la confirmación fotográfica.[47][48]​ Brown, aunque concede el punto de los escépticos, todavía piensa que hay datos suficientes para montar una búsqueda seria de un nuevo planeta, y asegura a todos que no va a ser una búsqueda inútil.[49]

Brown está apoyado por Jim Green, director de la División para Ciencias Planetarias de la NASA, quien dijo que «la evidencia es más clara ahora de lo que nunca ha sido antes».[50]

Tom Levenson concluyó que, por ahora, el Planeta Nueve parece ser la única explicación satisfactoria para todo lo que ahora se conoce acerca de las regiones exteriores del sistema solar.[46]

Esfuerzos subsiguientes hacia la detección indirecta[editar]

Oblicuidad solar[editar]

Los análisis realizados contemporáneamente e independientemente por Bailey, Batygin y Brown y Gomes, Deienno y Morbidelli sugieren que el Planeta Nueve podría ser responsable de inducir el desalineamiento de la órbita de rotación del Sistema Solar. El eje de rotación del Sol está inclinado aproximadamente a seis grados del plano orbital de los planetas gigantes. La razón exacta de esta discrepancia sigue siendo una pregunta abierta en astronomía. El análisis utilizó simulaciones por computadora para mostrar que tanto la magnitud como la dirección de la inclinación pueden ser explicadas por los pares gravitacionales ejercidos por el Planeta Nueve en los otros planetas durante la vida del Sistema Solar. Estas observaciones son consistentes con la hipótesis del Planeta Nueve, pero no prueban que el Planeta Nueve existe, ya que podría haber alguna otra razón, o más de una razón, para el desalineamiento de la órbita-espiral del Sistema Solar.

Mediciones Cassini de las perturbaciones de Saturno[editar]

Un análisis de los datos de Cassini sobre los residuos orbitales de Saturno fue inconsistente con el Planeta Nueve que se encuentra con una verdadera anomalía de -130 ° a -110 ° o -65 ° a 85 °. El análisis, usando los parámetros orbitales de Batygin y Brown para el Planeta Nueve, sugiere que la falta de perturbaciones a la órbita de Saturno se explica mejor si el Planeta Nueve se encuentra en una verdadera anomalía de 117.8 ° + 11 ° -10 °. En este lugar, el Planeta Nueve estaría aproximadamente a 630 UA del Sol, con ascensión recta cerca de 2h y declinación cercana a -20 °, en Cetus. En contraste, si el planeta putativo está cerca del afelio podría moverse proyectado hacia el área del cielo con límites: ascensión recta 3.0h a 5.5h y declinación -1 ° a 6 °.

Un análisis matemático mejorado de los datos de Cassini por los astrofísicos Matthew Holman y Matthew Payne reforzó las restricciones sobre posibles ubicaciones del Planeta Nueve. Holman y Payne cruzaron sus regiones preferidas, basadas en las mediciones de posición de Saturno, con las limitaciones dinámicas de Batygin y Brown en la órbita del Planeta Nueve. Holman y Payne concluyeron que el Planeta Nueve es más probable que esté localizado en un área del cielo cerca de la constelación Cetus, en (RA, Dec) = (40 °, -15 °), y extendiendo c. 20 ° en todas las direcciones. Recomiendan esta área como alta prioridad para una campaña de observación eficiente.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro ha declarado que de acuerdo con sus gerentes de misión y expertos en determinación de órbita, la sonda Cassini no está experimentando desviaciones inexplicables en su órbita alrededor de Saturno. William Folkner, un científico planetario del JPL, declaró: "Un planeta sin descubrir fuera de la órbita de Neptuno, 10 veces la masa de la Tierra, afectaría la órbita de Saturno, no Cassini ... Esto podría producir una firma en las mediciones de Cassini mientras En órbita alrededor de Saturno si el planeta estaba lo suficientemente cerca del Sol. Pero no vemos ninguna firma inexplicable por encima del nivel del ruido de medición en los datos de Cassini tomados de 2004 a 2016. "Las observaciones de la órbita de Saturno no prueban ni refutan Que Planeta Nueve existe. Más bien, sugieren que el Planeta Nueve no podría estar en ciertas secciones de su órbita propuesta porque su gravedad causaría un efecto notable en la posición de Saturno, inconsistente con las observaciones reales.

Análisis de la órbita de Plutón[editar]

Un análisis de la órbita de Plutón por Matthew J. Holman y Matthew J. Payne encontró perturbaciones mucho mayores de lo previsto por Batygin y la órbita propuesta por Brown para el Planeta Nueve. Holman y Payne sugirieron tres posibles explicaciones. Los datos relativos a la órbita de Plutón podrían tener errores sistemáticos significativos. Podría haber masa no modificada en el Sistema Solar, tal como un pequeño planeta sin descubrir en el rango de 60-100 AU además del Planeta Nueve; Esto podría ayudar a explicar el acantilado de Kuiper. Podría haber un planeta más masivo o más cercano al Sol en lugar del planeta predicho por Batygin y Brown.

Búsqueda de objetos trans-neptunianos extremos adicionales[editar]

Encontrar más objetos permitiría a los astrónomos hacer predicciones más precisas sobre la órbita del planeta hipotético. El Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos, que se completará en 2023, será capaz de mapear todo el cielo en sólo unas pocas noches, proporcionando más datos sobre objetos distantes del cinturón de Kuiper que podría reforzar la evidencia de Planeta Nueve y ayudar a determinar su ubicación actual.[51]

Batygin y Brown también predicen una población aún no descubierta de objetos distantes. Estos objetos tendrían ejes semi-mayores mayores de 250 AU, pero tendrían excentricidades y órbitas inferiores que estarían alineadas con el Planeta Nueve. El perihelia más grande de estos objetos los haría más débiles y más difíciles de detectar que los objetos anti-alineados.[52]

Una exploración sistemática (realizada por Carlos de la Fuente Marcos y otros en julio de 2016) sobre la existencia de conmensurabilidades entre los ETNO conocidos utilizando sus ejes semi-mayores heliocéntricos y barycéntricos, sus incertidumbres y las técnicas de Monte Carlo, Los objetos de tamaño más allá de Plutón son probables.[53]​ El análisis de las distribuciones de las direcciones de perihelia y los polos orbitales de los ETNOs también sugieren la presencia de más de un planeta trans-plutoniano.[54]

Las simulaciones (de Samantha Lawler et al., En mayo de 2016) indican que el número de objetos en las órbitas de alto perihelio y moderado-semi- eje mayor (q> 37 AU, 50 <a <500 AU) se triplica si hay un distante Planeta en una órbita circular y diez veces si está en una órbita excéntrica. Estos objetos también tienen una distribución de inclinación más amplia, con una fracción significativa que tiene inclinaciones mayores de 60 °, si el planeta lejano tiene una órbita excéntrica. Sin embargo, debido a que tales objetos distantes son difíciles de detectar con los instrumentos actuales ya menudo no se trasladan, las encuestas actuales no pueden aún distinguir entre estas posibilidades.[55]​ Los objetos Trans-Neptunianos extremos recientemente descubiertos incluyen:

  • Uo3L91, otro objeto distante manchado por el Outer Solar Orígenes del Sistema de Encuesta, discutido por Michele Bannister en una conferencia de marzo de 2016 organizado por el Instituto SETI y el mismo se informó en octubre de 2016 AAS conferencia[56][57]​ El perihelio de este objeto parece estar alineado con los otros seis objetos distantes, pero si el plano de su órbita está también alineado no se conoce porque estos datos no han sido liberados.[58][59]​ "L91" - como se ha apodado - parece que podría encajar con el grupo anti alineados, pero la astrofísica Michele Bannister de la Universidad de la Reina de Belfast, que describió el objeto en la reunión, citó modelos que sugieren que podría no tener nada que ver con el Planeta Nueve.[60][61]
  • 2013 FT28, situado en el lado opuesto del cielo (Longitud del perihelio alineado con el Planeta Nueve) - pero bien dentro de la órbita propuesta del Planeta Nueve, donde el modelado por computadora sugiere que estaría a salvo de patadas gravitatorias.
  • 2014 SR349, cayendo en línea recta con los seis objetos anteriores.
  • 2014 FE72, un objeto con una órbita tan extrema que alcanza a unos 3000 UA del Sol en una elipse masivamente alargada - a esta distancia su órbita está influenciada por la marea galáctica y otras estrellas[62][63][64][65]

Efecto en la nube de Oort[editar]

En una preimpresión sin publicar del estudiante de doctorado de Technion Erez Michaely y el profesor de astronomía Avi Loeb de Harvard ha sugerido que el Planeta Nueve conduciría a la formación de una estructura esferoidal dentro de la nube de Oort a aproximadamente 1200 UA que podría ser una fuente de cometas y difieren de la estructura producida por una estrella pasajera. Sugirieron que el Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos o las Iniciativas de Descubrimiento podría detectar esta estructura, si existe.

Órbitas de cometas casi parabólicas[editar]

Un análisis de las órbitas de los cometas con órbitas casi parabólicas identifica cinco nuevos cometas con órbitas hiperbólicas que se aproximan a la órbita nominal del Planeta Nueve descrito en el trabajo inicial de Batygin y Brown. Si estas órbitas son hiperbólicas debido a encuentros cercanos con el Planeta Nueve el análisis estima que el Planeta Nueve está actualmente cerca de afelio con una ascensión recta de 83 ° -90 ° y una declinación de 8 ° -10 °.[66]​ Scott Sheppard, que es escéptico de este análisis, señala que muchas fuerzas influyen en las órbitas de los cometas.[67]

Correlación de argumentos y longitudes de perihelio[editar]

Trujillo y Sheppard en un papel que anuncia el descubrimiento de varios objetos distantes observaron una correlación entre la longitud del perihelio y el argumento del perihelio de estos objetos. Los que tienen una longitud de perihelio de 0-120 ° tienen argumentos de perihelio entre 280-360 °, y aquellos con una longitud de perihelio de 180-340 ° tienen argumento de perihelio 0-40 °. La significación estadística de esta correlación fue de 99,99%. Sugieren que la correlación se debe a las órbitas de estos objetos que evitan acercamientos al Planeta Nueve pasando por encima o por debajo de su órbita. Trujillo y Sheppard también observaron que los argumentos de perihelio de ETNOs con perihelio inferior a 35 AU son opuestos a aquellos con perihelio mayor de 35 AU.

Nodos ascendentes de objetos con largos semieje mayores[editar]

En un artículo de Carlos y Raúl de la Fuente Marcos se muestra evidencia para una posible distribución bimodal de las distancias nodales de los ETNOs. Es poco probable que esta correlación sea el resultado de un sesgo observacional, ya que también aparece en la distribución nodal de los centauros y cometas con largos semieje mayores. Si se debe a que los TNO extremos experimentan aproximaciones cercanas al Planeta Nueve, es consistente con un planeta con un eje semi-mayor de 300-400 UA

Posible interrupción de un binario[editar]

Semejanzas entre las órbitas de 2013 RF98 y (474640) 2004 VN112 han llevado a la sugerencia de que eran un objeto binario interrumpido cerca del afelio durante un encuentro con un objeto distante. Los espectros visibles de (474640) 2004 VN112 y 2013 RF98 son también similares pero muy diferentes de los de 90377 Sedna. El valor de sus pendientes espectrales sugiere que las superficies de (RF98) pueden tener helados de metano puros (como en el caso de Plutón) y carbones altamente procesados, incluyendo algunos silicatos amorfos. La ruptura de un binario requeriría un encuentro relativamente cercano con el Planeta Nueve,sin embargo, que es menos probable a grandes distancias del Sol.

Dinámica secular de los TNO extremos[editar]

Hervé Beust calculó numéricamente el Hamiltoniano describiendo la dinámica secular de los objetos perturbados por el Planeta Nueve. Las parcelas de excentricidad frente a la longitud del perihelio usando estos resultados formaron curvas cerradas, o islas de libación para objetos alineados y anti-alineados. Estos se asemejan a las parcelas de Batygin y el papel original de Brown que mostró la evolución de los elementos orbitales de ETNOs en simulaciones bajo la influencia del Planeta Nueve. Beust también produjo parcelas similares para objetos en resonancia con un Planeta Nueve en un eje semi-mayor de 665 UA, por ejemplo Sedna en una resonancia de 3: 2, según lo propuesto por Malhotra, Volk y Wang. Las islas de libration en algunos de estos casos incluyeron ubicaciones que no sean alineación o anti-alineación. Beust señala que mientras que la protección de fase de objetos resonantes proporciona protección adicional, los cuerpos de la población antinatural no necesitan estar en resonancia con el Planeta Nueve para permanecer en órbitas estables a largo plazo.

Detección directa[editar]

Localización[editar]

Si existe el planeta y está cerca de su perihelio, los astrónomos podrían identificarlo a partir de imágenes existentes. Para su afelio, se requieren los telescopios más grandes. Sin embargo, si el planeta se encuentra actualmente en el medio, muchos observatorios podrían detectar al Planeta Nueve.[8]​ Estadísticamente, el planeta tiene más probabilidades de estar más cerca de su afelio, a una distancia de más de 500 UA.[1]​ Esto es porque los objetos se mueven más lentamente cuando están cerca de su afelio, de acuerdo con la segunda ley de Kepler. La búsqueda en bases de datos de objetos estelares realizada por Brown y Batygin ya ha excluido la mayor parte del cielo donde el planeta predicho podría estar, salvo la dirección de su afelio, o en los fondos difíciles de detectar donde la órbita cruza el fondo de la Vía Láctea, que está cerca de las direcciones del afelio o al lado de su perihelio en la dirección aproximada de Escorpio y Sagitario.[9]

Búsquedas en curso[editar]

Debido a que se predice que el planeta es visible en el Hemisferio Norte, se espera que la búsqueda primaria se lleve a cabo utilizando el Telescopio Subaru, que tiene una abertura suficientemente grande para ver objetos débiles y un amplio campo de visión para acortar la búsqueda. Dos equipos de astrónomos -Batygin y Brown, así como Trujillo y Sheppard- están llevando a cabo esta búsqueda conjuntamente, y ambos equipos esperan que la búsqueda lleve hasta cinco años . Brown y Batygin inicialmente redujeron la búsqueda de Planet Nine a aproximadamente 2.000 grados cuadrados de cielo cerca de Orión, una franja de espacio que, según la opinión de Batygin, podría ser cubierta en 20 noches por el Telescopio Subaru. Los subsiguientes refinamientos de Batygin y Brown han reducido el espacio de búsqueda a 600-800 grados cuadrados de cielo.

Una zona alrededor de la constelación Cetus, donde los datos de Cassini sugieren que el Planeta Nueve puede estar localizado, está siendo buscada a partir de 2016 por la Encuesta de Energía Oscura, un proyecto en el Hemisferio Sur diseñado para investigar la aceleración del Universo. DES observa alrededor de 105 noches por temporada, durando de agosto a febrero.

Radiación[editar]

Un planeta lejano como este reflejaría poca luz, pero —debido a que se estima que es un cuerpo grande—es más probable que su rúbrica de radiación sea detectada por telescopios infrarrojos o radiotelescopios terrestres (como ALMA). Sin embargo, esto todavía tendría que ser confirmado con la corroboración visual, ya que el ALMA no puede distinguir fácilmente entre un cuerpo pequeño y cercano y uno grande y distante.[68]

Visibilidad[editar]

Los telescopios están buscando el objeto que, debido a su distancia extrema del Sol, reflejaría poca luz solar y potencialmente evadiría los avistamientos con telescopio.[5]​ Se espera que tenga una magnitud aparente más débil que 22, por lo que es al menos seiscientas veces más débil que Plutón.[1]​ A modo de comparación, el telescopio espacial Hubble ha detectado objetos tan tenues como de magnitud 31 con una exposición de unos 2 millones de segundos durante la fotografía de campo ultra profundo del Hubble.[69]​ Sin embargo, el telescopio Subaru ha alcanzado un límite fotográfico de magnitud 27,7 con una exposición de diez horas.[70]​ Brown y Batygin están llevando a cabo una búsqueda primaria con el telescopio Subaru, que está ubicado en Hawái, ya que se prevé que sea visible en el hemisferio norte, y se espera que la búsqueda lleve hasta cinco años.[4][71]

Una búsqueda preliminar de los datos de archivo del Catalina Sky Survey, de Pan-STARRS y WISE, no ha identificado el Planeta Nueve.[1]​ Las áreas restantes para buscar están cerca del afelio, que se encuentra cerca del plano galáctico de la Vía Láctea.[1]​ Esta dirección del afelio es donde el planeta predicho sería menos brillante y tiene un campo de visión complicado para su detección.[9]

Telescopio SkyMapper en el Observatorio de Siding Spring[editar]

En abril de 2017, científicos ciudadanos localizan a cuatro candidatos en Observatorio de Siding Spring usando el telescopio SkyMapper.[72][73]

Zooniverse mundos en el patio trasero proyecto planeta 9[editar]

Otro proyecto de Zooniverse está usando los datos de WISE para buscar el planeta nueve.[74]

Más objetos predichos[editar]

Batygin y Brown también predicen una población de objetos distantes todavía no descubiertos. Estos objetos tendrían semiejes mayores de más de 250 UA, pero tendrían excentricidades inferiores y órbitas que se alinearían con el Planeta Nueve. Los perihelios más grandes de estos objetos podrían hacerlos más débiles y más difíciles de detectar que los objetos antialineados.[3][75]

Encontrar más de tales objetos permitiría a los astrónomos hacer predicciones más precisas sobre la órbita del planeta predicho.[76]​ El Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos, cuando esté completo en 2023, será capaz de cartografiar el cielo entero en tan solo un par de noches, proporcionando más datos sobre los objetos distantes del cinturón de Kuiper que podrían tanto reforzar la evidencia para el Planeta Nueve como ayudar a identificar su ubicación actual.[48]

Origen[editar]

Según Batygin y Brown, la nebulosa solar habría tenido que ser «excepcionalmente expansiva para ser compatible con la formación in situ de un planeta en una órbita tan distante y excéntrica», y por tanto especulan que el Planeta Nueve, si es que existe, probablemente se formó más cerca del Sol, pero fue finalmente empujado más lejos por Júpiter o Saturno durante la época nebular, arrojándolo a los extremos exteriores del Sistema Solar,[3]​ a través de un mecanismo que recuerda a la expulsión de un hipotético quinto planeta gigante en las últimas variaciones del modelo de Niza.[3]​ Sin embargo, las interacciones gravitatorias con el cúmulo de nacimiento del Sol, y probablemente los restos gaseosos de la nebulosa solar, podrían haber influido en el Planeta Nueve mientras era expulsado, colocándolo en una órbita muy amplia, pero estable, bastante fuera del cinturón de Kuiper, pero también dentro de la Nube de Oort interior.[77][78]

Según las estimaciones actuales de Batygin, para que la teoría de la eyección sea una explicación posible, la línea de tiempo para la expulsión habría estado entre tres millones y diez millones de años después de la formación del Sistema Solar.[4]​ Este calendario sugiere que el Planeta Nueve no es el planeta expulsado en el modelo de inestabilidad de Niza, a menos que esto ocurriese demasiado pronto para ser la causa del bombardeo intenso tardío,[79]​ que entonces requeriría otra explicación. Batygin también está de acuerdo en que estas eyecciones deben haber sido dos eventos separados.

Ethan Siegel, que es profundamente escéptico respecto a la existencia de un nuevo planeta no descubierto en el Sistema Solar, sin embargo especula que al menos un planeta de tipo supertierra, que han sido comúnmente descubiertos en otros sistemas planetarios pero no se han descubierto en el Sistema Solar, podría haber sido expulsado desde las órbitas interiores del Sistema Solar debido a la migración de Júpiter hacia el interior durante los inicios del Sistema Solar.[80][81]​ Hal Levinson cree que la posibilidad de que un objeto expulsado termine en la nube de Oort interior es solo alrededor del 2%, y especula que muchos objetos deben haber sido arrojados más allá de la nube de Oort si uno ha entrado en una órbita estable.[82]

Los astrónomos esperan que el descubrimiento del Planeta Nueve ayude en la comprensión de los procesos que están detrás de la formación del Sistema Solar y de otros sistemas planetarios, y a comprender como de inusual es el Sistema Solar comparado con otros sistemas planetarios.[83]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

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Enlaces externos[editar]