p Um desconhecido, invisível "objeto de massa planetária" pode se esconder nos confins de nosso sistema solar, de acordo com novas pesquisas sobre as órbitas de planetas menores a serem publicadas no Astronomical Journal . Este objeto seria diferente - e muito mais próximo do - do chamado Planeta Nove, um planeta cuja existência ainda aguarda confirmação. p No papel, Kat Volk e Renu Malhotra, do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, ou LPL, apresentam evidências convincentes de um corpo planetário ainda a ser descoberto com uma massa em algum lugar entre a de Marte e a Terra. A misteriosa massa, os autores mostram, entregou sua presença - por enquanto - apenas controlando os planos orbitais de uma população de rochas espaciais conhecidas como objetos do Cinturão de Kuiper, ou KBOs, na periferia gelada do sistema solar.

p Enquanto a maioria dos KBOs - detritos remanescentes da formação do sistema solar - orbitam o sol com inclinações orbitais (inclinações) que correspondem ao que os cientistas planetários chamam de plano invariável do sistema solar, o mais distante dos objetos do Cinturão de Kuiper, não. Seu plano médio, Volk e Malhotra descobriram, está inclinado para fora do plano invariável em cerca de oito graus. Em outras palavras, algo desconhecido está distorcendo o plano orbital médio do sistema solar externo.

p "A explicação mais provável para nossos resultados é que há alguma massa invisível, "diz Volk, um pós-doutorado na LPL e o principal autor do estudo. "De acordo com nossos cálculos, algo tão massivo quanto Marte seria necessário para causar a deformação que medimos. "

p O Cinturão de Kuiper fica além da órbita de Netuno e se estende por algumas centenas de unidades astronômicas, ou AU, com uma UA representando a distância entre a Terra e o sol. Como seu primo interno do sistema solar, o cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter, o Cinturão de Kuiper hospeda um grande número de planetas menores, principalmente pequenos corpos gelados (os precursores dos cometas), e alguns planetas anões.

p Para o estudo, Volk e Malhotra analisaram os ângulos de inclinação dos planos orbitais de mais de 600 objetos no Cinturão de Kuiper para determinar a direção comum sobre a qual todos esses planos orbitais precessam. A precessão se refere à mudança lenta ou "oscilação" na orientação de um objeto em rotação.

p KBOs operam de maneira análoga aos piões, explica Malhotra, que é Louise Foucar Marshall Science Research Professor e Regents 'Professor of Planetary Sciences na LPL.

p "Imagine que você tem muitos piões girando rapidamente, e você dá a cada um um leve empurrão, "ela diz." Se você tirar uma foto deles, você vai descobrir que seus eixos de rotação estarão em diferentes orientações, mas em média, eles estarão apontando para o campo gravitacional local da Terra.

p "Esperamos que cada ângulo de inclinação orbital dos KBOs esteja em uma orientação diferente, mas em média, eles estarão apontando perpendicularmente ao plano determinado pelo sol e pelos grandes planetas. "

p Se alguém fosse pensar no plano orbital médio de objetos no sistema solar externo como uma folha, deve estar bem plano depois de 50 UA, de acordo com Volk.

p "Mas indo mais longe de 50 para 80 UA, descobrimos que o plano médio realmente se distancia do plano invariável, "ela explica." Há uma série de incertezas para a deformação medida, mas não há mais de 1 ou 2 por cento de chance de que essa distorção seja apenas um acaso estatístico da amostra observacional limitada de KBOs. "

p Em outras palavras, o efeito é provavelmente um sinal real, em vez de um acaso estatístico. De acordo com os cálculos, um objeto com a massa de Marte orbitando cerca de 60 UA do Sol em uma órbita inclinada em cerca de oito graus (para o plano médio dos planetas conhecidos) tem influência gravitacional suficiente para deformar o plano orbital dos distantes KBOs dentro de cerca de 10 UA para qualquer lado.

p "Os KBOs distantes observados estão concentrados em um anel de cerca de 30 UA de largura e sentiriam a gravidade de tal objeto de massa planetária ao longo do tempo, "Volk disse, "então, hipotetizar uma massa planetária para causar a deformação observada não é irracional nessa distância."

p Isso elimina a possibilidade de que o objeto postulado, neste caso, possa ser o hipotético Planeta Nove, cuja existência foi sugerida com base em outras observações. Prevê-se que esse planeta seja muito mais massivo (cerca de 10 massas terrestres) e muito mais distante em 500 a 700 UA.

p "Isso está muito longe para influenciar esses KBOs, "Volk disse." Certamente tem que estar muito mais perto do que 100 UA para afetar substancialmente os KBOs nessa faixa. "

p Porque um planeta, por definição, deve ter limpado sua órbita de planetas menores, como KBOs, os autores referem-se à massa hipotética como um objeto de massa planetária. Os dados também não descartam a possibilidade de que a deformação possa resultar de mais de um objeto de massa planetária.

p Então, por que não encontramos ainda? Provavelmente, de acordo com Malhotra e Volk, porque ainda não procuramos em todo o céu por objetos distantes do sistema solar. O lugar mais provável em que um objeto de massa planetária poderia estar se escondendo seria no plano galáctico, uma área tão densamente repleta de estrelas que pesquisas do sistema solar tendem a evitá-la.

p "A chance de não termos encontrado tal objeto de brilho e distância corretos simplesmente por causa das limitações das pesquisas é estimada em cerca de 30 por cento, "Volk disse.

p Uma possível alternativa para um objeto invisível que poderia ter bagunçado o plano dos objetos externos do Cinturão de Kuiper poderia ser uma estrela que zumbiu no sistema solar na história recente (pelos padrões astronômicos), disseram os autores.

p "Uma estrela que passasse atrairia todos os 'piões' em uma direção, "Disse Malhotra." Assim que a estrela se for, todos os KBOs voltarão à precessão em torno de seu plano anterior. Isso teria exigido uma passagem extremamente fechada em cerca de 100 UA, e a dobra seria apagada em 10 milhões de anos, portanto, não consideramos isso um cenário provável. "

p A chance da humanidade de ter um vislumbre do misterioso objeto pode vir muito em breve, uma vez que a construção do Grande Telescópio de Pesquisa Sinóptico seja concluída. Administrado por um consórcio que inclui a UA e previsto para a primeira luz em 2020, o instrumento levará sem precedentes, pesquisas em tempo real do céu, noite após noite.

p "Esperamos que o LSST traga o número de KBOs observados de atualmente cerca de 2.000 para 40, 000, "Disse Malhotra." Existem muitos mais KBOs por aí - nós apenas não os vimos ainda. Alguns deles são muito distantes e escuros até mesmo para o LSST detectar, mas porque o telescópio cobrirá o céu de forma muito mais abrangente do que as pesquisas atuais, deve ser capaz de detectar este objeto, se estiver lá fora. "