C'è o non c'è un Planet 9? Esiste un pianeta in uscita alla periferia del nostro sistema solare, con una massa sufficiente per spiegare i movimenti di oggetti distanti? O è responsabile un disco di materiale ghiacciato? Non ci sono ancora prove dirette di un vero Pianeta 9, ma qualcosa con una massa sufficiente sta influenzando le orbite di oggetti distanti del Sistema Solare.
Un nuovo studio suggerisce che un disco di materiale ghiacciato provoca gli strani movimenti degli oggetti del Sistema Solare esterno e che non abbiamo bisogno di inventare un altro pianeta per spiegare quei movimenti. Lo studio viene da
Professor Jihad Touma, dell'Università americana di Beirut, e
Antranik Sefilian, uno studente di dottorato nel Dipartimento di Matematica Applicata e Fisica Teorica di Cambridge. I loro risultati sono pubblicati sull'Astronomical Journal.
L'idea di un altro pianeta là fuori nelle parti più lontane del nostro Sistema Solare è attraente. Dà energia all'avventuriero in tutti noi. E per l'astronomo o gli astronomi che potrebbero finalmente scoprirlo, sarebbe un risultato coraggioso. Chi non vorrebbe essere conosciuto come lo scopritore di un pianeta completamente nuovo, proprio qui nel nostro sistema solare? È molto più eccitante di essere la persona che ha finalmente confermato la massa di un disco di materiale ghiacciato.
Mentre gli astronomi sono migliorati nello studio e nella comprensione del lontano Sistema Solare, hanno trovato sempre più oggetti. Negli ultimi 15 anni circa, gli astronomi hanno scoperto circa 30 oggetti transnettunali (TNO) che viaggiano in orbite altamente ellittiche. Il più recente è stato "The Goblin", un corpo con un'orbita che lo porta fino a 2300 UA dal Sole.
Dato che questi corpi non interagiscono gravitazionalmente con gli altri pianeti del Sistema Solare, là fuori deve esserci qualche altro aggregato di massa che modella le loro orbite. E mentre la spiegazione del Pianeta 9 ha guadagnato vapore nel corso degli anni, non ci sono prove dirette che un pianeta sia responsabile della formazione di queste strane orbite.
"L'ipotesi Planet Nine è affascinante, ma se esiste l'ipotizzato nono pianeta, finora ha evitato il rilevamento."
Co-autore Antranik Sefilian, studente di dottorato nel Dipartimento di Matematica Applicata e Fisica Teorica.
Il nuovo studio propone che un disco di materiale ghiacciato sia responsabile delle orbite altamente ellittiche di oggetti distanti. Non è la prima teoria a suggerire questo, ma è la prima che può spiegare le orbite osservate, tenendo conto al contempo della massa e della gravità degli altri otto pianeti nel nostro sistema solare.
I 30 TNO che percorrono queste orbite altamente ellittiche fanno parte di un gruppo più ampio di TNO e oggetti che compongono la Cintura di Kuiper. La cintura di Kuiper è costituita da materiale rimasto dalla formazione del sistema solare. La maggior parte di questi oggetti percorre percorsi quasi circolari attorno al Sole. Ma i 30 che non percorrono orbite quasi circolari condividono un diverso orientamento spaziale e ciò richiede una spiegazione.
La spiegazione più discussa è Planet Nine. Planet Nine dovrebbe essere circa 10 volte più massiccio della Terra. Questo pianeta, nascosto là fuori nella penombra del Sistema Solare, porterebbe questi 30 corpi nelle loro insolite orbite.
Il problema è che nessuno lo ha ancora rilevato Planet Nine, ed è noto solo per effetto osservato.
"L'ipotesi di Planet Nine è affascinante, ma se esiste l'ipotizzato nono pianeta, finora ha evitato di essere scoperto", ha affermato Antranik Sefilian, co-autore del Dipartimento di Matematica Applicata e Fisica Teorica di Cambridge. “Volevamo vedere se ci potesse essere un'altra causa, meno drammatica e forse più naturale, per le insolite orbite che vediamo in alcuni TNO. Abbiamo pensato, piuttosto che consentire un nono pianeta, e quindi preoccuparci della sua formazione e orbita insolita, perché non spiegare semplicemente la gravità dei piccoli oggetti che costituiscono un disco oltre l'orbita di Nettuno e vedere cosa fa per noi? "
Il nuovo studio si basa sulla modellizzazione dettagliata del sistema solare e anche sulle osservazioni di altri sistemi solari.
Touma e Sefilian hanno modellato l'intera dinamica spaziale dei TNO con l'azione combinata dei giganteschi pianeti esterni e un enorme, esteso disco di materiale oltre Nettuno. Hanno calcolato un modello in grado di spiegare le orbite altamente ellittiche e spazialmente raggruppate dei 30 TNO. Hanno anche identificato gamme di massa e forme per il disco ghiacciato del materiale. Inoltre, furono in grado di forzare cambiamenti graduali nei suoi orientamenti (o tasso di precessione), che riproducevano fedelmente le orbite TNO più esterne.
"Se rimuovi il pianeta nove dal modello e invece consenti un sacco di piccoli oggetti sparsi in una vasta area, le attrazioni collettive tra quegli oggetti potrebbero facilmente spiegare le orbite eccentriche che vediamo in alcuni TNO", ha detto Sefilian, che è un Gates Cambridge Scholar e un membro del Darwin College.
Quindi, caso chiuso? Non proprio.
"Anche se non abbiamo prove osservative dirette per il disco, non lo abbiamo nemmeno per Planet Nine, motivo per cui stiamo studiando altre possibilità."
Antranik Sefilian
È un po 'facile proporre un altro pianeta da scoprire della giusta massa per spiegare queste orbite osservate. Ma finora un tale pianeta ha evitato il rilevamento. Ma in un certo senso, il disco della teoria dei materiali ghiacciati soffre della stessa cosa. È abbastanza facile proporlo e costruire un modello matematico di successo che supporti la teoria del disco ghiacciato dimostra almeno che è possibile, ma non è stato ancora rilevato.
In effetti, i precedenti tentativi di stimare la massa di oggetti ghiacciati oltre Nettuno hanno solo sommato a circa un decimo della massa della Terra, non abbastanza per spiegare questo strano ammasso di orbite. Il modello creato dai due scienziati alla base di questo nuovo studio richiede una massa dieci volte maggiore di quella.
È qui che entra in gioco l'osservazione di altri sistemi solari.
"Il problema è quando si osserva il disco dall'interno del sistema, è quasi impossibile vedere tutto in una volta".
Antranik Sefilian.
"Quando osserviamo altri sistemi, studiamo spesso il disco che circonda la stella ospite per inferire le proprietà di tutti i pianeti in orbita attorno ad esso", ha detto Sefilian. "Il problema è che quando osservi il disco dall'interno del sistema, è quasi impossibile vedere tutto in una volta. Anche se non abbiamo prove osservative dirette per il disco, non lo abbiamo nemmeno per Planet Nine, motivo per cui stiamo studiando altre possibilità. Tuttavia, è interessante notare che le osservazioni degli analoghi della fascia di Kuiper attorno ad altre stelle, così come i modelli di formazione dei pianeti, rivelano enormi popolazioni residue di detriti. "
Altri sistemi solari hanno un disco di materiale ghiacciato rimasto dalla loro formazione, con una massa sufficiente per tenere conto delle orbite altamente ellittiche di oggetti ai margini dei sistemi. Lo stesso potrebbe essere vero nel nostro sistema solare? Potrebbe esserci sia un disco di materiale ghiacciato, sia un Planet 9?
Sefilian la pensa così. "È anche possibile che entrambe le cose possano essere vere: potrebbero esserci un disco enorme e un nono pianeta. Con la scoperta di ogni nuovo TNO, raccogliamo più prove che potrebbero aiutare a spiegare il loro comportamento. "
Il avanti e indietro degli scienziati che si sforzano di scoprire prove, a volte concordanti e talvolta in disaccordo con veemenza, è in mostra in questo numero.
Lo studio, in particolare l'introduzione e la conclusione, presenta e cita altri studi che supportano e non sono d'accordo con questo. Siamo ancora agli albori della comprensione del distante Sistema Solare in ogni dettaglio. Con i telescopi più potenti che entreranno in linea nei prossimi anni e con computer più potenti e metodi di osservazione migliorati, è solo una questione di tempo prima che le strane orbite di questi corpi distanti siano finalmente spiegate.
Fonti:
- Research paper: PASTORE IN UN DISCO AUTOGAVAVENTE DI OGGETTI TRANS-NEPTUNIANI
- Comunicato stampa: le orbite misteriose nelle zone più esterne del sistema solare non sono causate da "Planet Nine", affermano i ricercatori
- Articolo della rivista Space: nuovo pianeta nano trovato alla periferia del sistema solare, dando agli astronomi più munizioni per cercare prove del pianeta 9
- Comunicato stampa Caltech: i ricercatori Caltech trovano prove di un vero nono pianeta
- Documento di ricerca: PROVE PER UN PIANETA GIGANTE DISTANTE NEL SISTEMA SOLARE
