As estranhas órbitas de alguns objetos nos confins do nosso sistema solar, a hipótese de alguns astrônomos ser moldada por um nono planeta desconhecido, pode, em vez disso, ser explicado pela força gravitacional combinada de pequenos objetos orbitando o Sol além de Netuno, dizem pesquisadores.

A explicação alternativa para a chamada hipótese do 'Planeta Nove', apresentado por pesquisadores da Universidade de Cambridge e da Universidade Americana de Beirute, propõe um disco feito de pequenos corpos gelados com uma massa combinada de até dez vezes a da Terra. Quando combinado com um modelo simplificado do sistema solar, as forças gravitacionais do disco hipotético podem explicar a arquitetura orbital incomum exibida por alguns objetos nos confins do sistema solar.

Embora a nova teoria não seja a primeira a propor que as forças gravitacionais de um disco massivo feito de pequenos objetos possam evitar a necessidade de um nono planeta, é a primeira dessas teorias que é capaz de explicar as características significativas das órbitas observadas enquanto leva em conta a massa e a gravidade dos outros oito planetas em nosso sistema solar. Os resultados são relatados no Astronomical Journal .

Além da órbita de Netuno está o Cinturão de Kuiper, que é feito de pequenos corpos que sobraram da formação do sistema solar. Netuno e outros planetas gigantes influenciam gravitacionalmente os objetos no Cinturão de Kuiper e além, coletivamente conhecidos como objetos transnetunianos (TNOs), que circundam o Sol em caminhos quase circulares de quase todas as direções.

Contudo, astrônomos descobriram alguns outliers misteriosos. Desde 2003, cerca de 30 TNOs em órbitas altamente elípticas foram identificados:eles se destacam do resto dos TNOs por compartilhar, na média, a mesma orientação espacial. Este tipo de agrupamento não pode ser explicado pela arquitetura do nosso sistema solar de oito planetas e levou alguns astrônomos a levantar a hipótese de que as órbitas incomuns poderiam ser influenciadas pela existência de um nono planeta ainda desconhecido.

A hipótese do 'Planeta Nove' sugere que, para explicar as órbitas incomuns desses TNOs, teria que haver outro planeta, que se acredita ter cerca de dez vezes mais massa do que a Terra, espreitando nos confins do sistema solar e 'pastoreando' os TNOs na mesma direção através do efeito combinado de sua gravidade e do resto do sistema solar.

"A hipótese do Planeta Nove é fascinante, mas se o hipotético nono planeta existe, até agora evitou a detecção, "disse o co-autor Antranik Sefilian, um Ph.D. estudante do Departamento de Matemática Aplicada e Física Teórica de Cambridge. "Queríamos ver se poderia haver outro, menos dramático e talvez mais natural, causa para as órbitas incomuns que vemos em alguns TNOs. Nós pensamos, em vez de permitir um nono planeta, e então se preocupar com sua formação e órbita incomum, por que não simplesmente explicar a gravidade de pequenos objetos que constituem um disco além da órbita de Netuno e ver o que isso faz por nós? "

Professor Jihad Touma, da American University of Beirut, e seu ex-aluno Sefilian modelou a dinâmica espacial completa dos TNOs com a ação combinada dos gigantes planetas externos e um enorme, disco estendido além de Netuno. Os cálculos da dupla, que surgiu de um seminário na Universidade Americana de Beirute, revelou que tal modelo pode explicar as órbitas espacialmente agrupadas confusas de alguns TNOs. No processo, eles foram capazes de identificar intervalos na massa do disco, sua 'redondeza' (ou excentricidade), e mudanças graduais forçadas em suas orientações (ou taxa de precessão), que reproduziu fielmente as órbitas TNO outlier.

"Se você remover o planeta nove do modelo e, em vez disso, permitir muitos pequenos objetos espalhados por uma ampla área, atrações coletivas entre esses objetos poderiam facilmente explicar as órbitas excêntricas que vemos em alguns TNOs, "disse Sefilian, que é Gates Cambridge Scholar e membro do Darwin College.

Tentativas anteriores de estimar a massa total dos objetos além de Netuno somam apenas cerca de um décimo da massa da Terra. Contudo, para que os TNOs tenham as órbitas observadas e para que não haja Planeta Nove, o modelo proposto por Sefilian e Touma exige que a massa combinada do Cinturão de Kuiper seja entre algumas a dez vezes a massa da Terra.

“Ao observar outros sistemas, frequentemente estudamos o disco ao redor da estrela hospedeira para inferir as propriedades de quaisquer planetas em órbita ao seu redor, "disse Sefilian." O problema é quando você está observando o disco de dentro do sistema, é quase impossível ver tudo de uma vez. Embora não tenhamos evidências de observação direta para o disco, nem temos para o Planeta Nove, É por isso que estamos investigando outras possibilidades. No entanto, é interessante notar que as observações de análogos do cinturão de Kuiper em torno de outras estrelas, bem como modelos de formação de planetas, revelar enormes populações remanescentes de detritos.

"Também é possível que as duas coisas sejam verdadeiras - pode haver um disco enorme e um nono planeta. Com a descoberta de cada novo TNO, reunimos mais evidências que podem ajudar a explicar seu comportamento. "