Nossa descoberta de um planeta menor além de Netuno mostra que pode não haver um planeta nove, afinal
p O telescópio Canadá-França-Havaí detectou um novo planeta anão. Crédito:Michele Banister, Autor fornecido
p Desde que o entusiasmo começou a crescer com a possibilidade de que poderia haver um nono grande planeta orbitando o sol além de Netuno, os astrônomos têm estado ocupados em caçá-lo. Um grupo está investigando quatro novos objetos móveis encontrados por membros do público para ver se eles são potenciais novas descobertas do sistema solar. Por mais emocionante que seja, os pesquisadores também estão fazendo descobertas que questionam toda a perspectiva de um nono planeta. p Uma dessas descobertas é a nossa descoberta de um planeta menor no sistema solar externo:2013 SY99. Tão pequeno, mundo gelado tem uma órbita tão distante que leva 20, 000 anos por um longo, passagem em loop. Encontramos o SY99 com o telescópio Canadá-França-Havaí como parte do Outer Solar System Origins Survey. A grande distância do SY99 significa que ele viaja muito lentamente pelo céu. Nossas medições de seu movimento mostram que sua órbita é uma elipse muito esticada, com a mais próxima aproximação do sol em 50 vezes que entre a Terra e o sol (uma distância de 50 "unidades astronômicas").
p O novo planeta menor gira ainda mais longe do que planetas anões previamente descobertos, como Sedna e 2013 VP113. O eixo longo de sua elipse orbital é de 730 unidades astronômicas. Nossas observações com outros telescópios mostram que SY99 é um pequeno, mundo avermelhado, cerca de 250 quilômetros de diâmetro, ou sobre o tamanho do País de Gales no Reino Unido.
p SY99 é um dos apenas sete pequenos mundos gelados conhecidos que orbitam além de Netuno a distâncias notáveis. Como esses "objetos transnetunianos extremos" foram colocados em suas órbitas é incerto:seus caminhos distantes estão isolados no espaço. Sua abordagem mais próxima do Sol está tão além de Netuno que eles são considerados "destacados" da forte influência gravitacional dos planetas gigantes em nosso sistema solar. Mas em seus pontos mais distantes, eles ainda estão muito próximos para serem empurrados pelas marés lentas da própria galáxia.
p O Planeta Nove poderia explicar por que os poucos objetos transneptunianos extremos conhecidos parecem estar agrupados no espaço. O diagrama foi criado usando o WorldWide Telescope. Crédito:Caltech / R. Ferida (IPAC)
p Foi sugerido que os objetos transnetunianos extremos poderiam ser agrupados no espaço pela influência gravitacional de um "Planeta Nove" que orbita muito mais longe do que Netuno. A gravidade deste planeta pode se elevar e se desprender de suas órbitas - mudando constantemente sua inclinação. Mas este planeta está longe de ser comprovado.
p Na verdade, sua existência é baseada nas órbitas de apenas seis objetos, que são muito tênues e difíceis de descobrir, mesmo com grandes telescópios. Eles são, portanto, propensos a vieses estranhos. É um pouco como olhar para o fundo do oceano para um cardume de peixes. Os peixes nadando perto da superfície são claramente visíveis. Mas as que estão a apenas um metro de profundidade são mais fracas e turvas, e é preciso muito peering para ter certeza. A grande maioria da escola, nas profundezas, é completamente invisível. Mas os peixes na superfície e seu comportamento revelam a existência de todo um cardume.
p Os preconceitos significam que a descoberta de SY99 não pode provar ou refutar a existência de um Planeta Nove. Contudo, modelos de computador mostram que um Planeta Nove seria um vizinho hostil a mundos minúsculos como SY99:sua influência gravitacional mudaria drasticamente sua órbita - lançando-o inteiramente do sistema solar, ou colocando-o em uma órbita tão altamente inclinada e distante que não seríamos capazes de vê-lo. SY99 teria que ser um de uma multidão totalmente vasta de pequenos mundos, sendo continuamente sugado e expulso pelo planeta.
p Nova descoberta 2013 SY99 (vermelho) e as órbitas dos outros planetas menores trans-Neptunianos conhecidos com órbitas maiores que 250 unidades astronômicas (cinza). Todas as suas órbitas estão longe do planeta mais externo conhecido, Netuno (azul), mesmo em sua abordagem mais próxima do sol. Autor fornecido
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A explicação alternativa
p Mas acontece que existem outras explicações. Nosso estudo baseado em modelagem de computador, aceito para publicação no
Astronomical Journal , dica a influência de uma ideia da física cotidiana chamada difusão. Este é um tipo de comportamento muito comum no mundo natural. A difusão geralmente explica o movimento aleatório de uma substância de uma região de concentração mais alta para uma de concentração mais baixa - como a maneira como o perfume se espalha pela sala.
p Mostramos que uma forma de difusão relacionada pode fazer com que as órbitas dos planetas menores mudem de uma elipse que inicialmente tem apenas 730 unidades astronômicas em seu eixo longo para uma que é tão grande quanto 2, 000 unidades astronômicas ou maiores - e altere novamente. Nesse processo, o tamanho de cada órbita variaria em uma quantidade aleatória. Quando SY99 chega à sua aproximação mais próxima a cada 20, 000 anos, Netuno frequentemente estará em uma parte diferente de sua órbita, no lado oposto do sistema solar. Mas em encontros onde SY99 e Netuno estão próximos, A gravidade de Netuno irá empurrar sutilmente SY99, mudando minuciosamente sua velocidade. Conforme o SY99 se afasta do sol, a forma de sua próxima órbita será diferente.
p O eixo longo da elipse do SY99 será alterado, tornando-se maior ou menor, no que os físicos chamam de "passeio aleatório". A mudança de órbita ocorre em escalas de tempo verdadeiramente astronômicas. Ele se difunde no espaço de dezenas de milhões de anos. O longo eixo da elipse do SY99 mudaria em centenas de unidades astronômicas ao longo dos 4,5 bilhões de anos de história do sistema solar.
p Vários outros objetos transnetunianos extremos com órbitas menores também mostram difusão, em uma escala menor. Onde um vai, mais podem seguir. É inteiramente plausível que os efeitos graduais da difusão atuem nas dezenas de milhões de mundos minúsculos orbitando na orla próxima da nuvem de Oort (uma concha de objetos gelados na borda do sistema solar). Esta suave influência levaria lentamente alguns deles a mudar aleatoriamente suas órbitas para perto de nós, onde os vemos como objetos transnetunianos extremos.
p Contudo, a difusão não explica a órbita distante de Sedna, que tem seu ponto mais próximo muito longe de Netuno para mudar a forma de sua órbita. Talvez Sedna ganhou sua órbita de uma estrela que passava, eons atrás. Mas a difusão certamente poderia estar trazendo objetos transnetunianos extremos da nuvem interna de Oort - sem a necessidade de um Planeta Nove. Para saber com certeza, precisaremos fazer mais descobertas nesta região mais distante usando nossos maiores telescópios. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.