Un desconocido, Un "objeto de masa planetaria" invisible puede acechar en los confines de nuestro sistema solar, Según una nueva investigación sobre las órbitas de planetas menores que se publicará en el Diario astronómico . Este objeto sería diferente y mucho más cercano que el llamado Planeta Nueve, un planeta cuya existencia aún espera confirmación.

En el papel, Kat Volk y Renu Malhotra del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, o LPL, presentar pruebas convincentes de un cuerpo planetario aún por descubrir con una masa en algún lugar entre la de Marte y la Tierra. La misa misteriosa, los autores muestran, ha revelado su presencia, por ahora, solo controlando los planos orbitales de una población de rocas espaciales conocidas como objetos del Cinturón de Kuiper, o KBO, en las heladas afueras del sistema solar.

Si bien la mayoría de los KBO, escombros que quedan de la formación del sistema solar, orbitan alrededor del sol con inclinaciones orbitales (inclinaciones) que promedian lo que los científicos planetarios llaman el plano invariable del sistema solar, el más distante de los objetos del Cinturón de Kuiper no. Su plano medio, Volk y Malhotra descubrieron, está inclinado hacia fuera del plano invariable en unos ocho grados. En otras palabras, algo desconocido está deformando el plano orbital promedio del sistema solar exterior.

"La explicación más probable de nuestros resultados es que hay una masa invisible, "dice Volk, becario postdoctoral en LPL y autor principal del estudio. "Según nuestros cálculos, se necesitaría algo tan masivo como Marte para causar la deformación que medimos ".

El Cinturón de Kuiper se encuentra más allá de la órbita de Neptuno y se extiende a unos pocos cientos de Unidades Astronómicas, o AU, con una AU que representa la distancia entre la Tierra y el sol. Como su primo del sistema solar interior, el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, el cinturón de Kuiper alberga una gran cantidad de planetas menores, en su mayoría pequeños cuerpos helados (los precursores de los cometas), y algunos planetas enanos.

Para el estudio, Volk y Malhotra analizaron los ángulos de inclinación de los planos orbitales de más de 600 objetos en el Cinturón de Kuiper con el fin de determinar la dirección común sobre la cual precesan todos estos planos orbitales. La precesión se refiere al cambio lento o "oscilación" en la orientación de un objeto en rotación.

Los KBO operan de manera análoga a las peonzas, explica Malhotra, quien es Profesora de Investigación Científica Louise Foucar Marshall y Profesora Regents de Ciencias Planetarias en LPL.

"Imagina que tienes montones de peonzas que giran rápidamente, y le das a cada uno un ligero codazo, ", dice." Si luego tomas una instantánea de ellos, encontrará que sus ejes de giro estarán en diferentes orientaciones, pero en promedio, apuntarán al campo gravitacional local de la Tierra.

"Esperamos que cada ángulo de inclinación orbital de los KBO tenga una orientación diferente, pero en promedio, estarán apuntando perpendicularmente al plano determinado por el sol y los grandes planetas ".

Si uno pensara en el plano orbital promedio de los objetos en el sistema solar exterior como una hoja, debería ser bastante plano después de 50 AU, según Volk.

"Pero yendo más allá de 50 a 80 AU, Descubrimos que el plano promedio en realidad se aleja del plano invariable, ", explica." Hay una variedad de incertidumbres para la deformación medida, pero no hay más del 1 o 2 por ciento de posibilidades de que esta deformación sea simplemente una casualidad estadística de la muestra de observación limitada de KBO ".

En otras palabras, Lo más probable es que el efecto sea una señal real más que una casualidad estadística. Según los cálculos, un objeto con la masa de Marte orbitando aproximadamente a 60 UA del sol en una órbita inclinada alrededor de ocho grados (al plano promedio de los planetas conocidos) tiene suficiente influencia gravitacional para deformar el plano orbital de los KBO distantes dentro de aproximadamente 10 AU a cualquier lado.

"Los KBO distantes observados se concentran en un anillo de unas 30 UA de ancho y sentirían la gravedad de un objeto de masa planetaria con el tiempo, "Volk dijo, "por lo que la hipótesis de que una masa planetaria cause la deformación observada no es descabellada a lo largo de esa distancia".

Esto descarta la posibilidad de que el objeto postulado en este caso sea el hipotético Planeta Nueve, cuya existencia se ha sugerido en base a otras observaciones. Se predice que ese planeta será mucho más masivo (alrededor de 10 masas terrestres) y mucho más alejado entre 500 y 700 AU.

"Eso está demasiado lejos para influir en estos KBO, "Dijo Volk." Ciertamente tiene que estar mucho más cerca de 100 AU para afectar sustancialmente a los KBO en ese rango ".

Porque un planeta por definición, tiene que haber despejado su órbita de planetas menores como KBO, los autores se refieren a la masa hipotética como un objeto de masa planetaria. Los datos tampoco descartan la posibilidad de que la deformación pueda resultar de más de un objeto de masa planetaria.

Entonces, ¿por qué no lo hemos encontrado todavía? Más probable, según Malhotra y Volk, porque todavía no hemos buscado en todo el cielo objetos distantes del sistema solar. El lugar más probable donde podría estar escondido un objeto de masa planetaria sería en el plano galáctico, un área tan densamente poblada de estrellas que los estudios del sistema solar tienden a evitarla.

"Se estima que la probabilidad de que no hayamos encontrado un objeto de este tipo con el brillo y la distancia adecuados simplemente debido a las limitaciones de los estudios es de alrededor del 30 por ciento, "Dijo Volk.

Una posible alternativa a un objeto invisible que podría haber alterado el plano de los objetos exteriores del Cinturón de Kuiper podría ser una estrella que zumbó en el sistema solar en la historia reciente (según los estándares astronómicos). dijeron los autores.

"Una estrella que pasa atraería todas las 'peonzas' en una dirección, "Dijo Malhotra." Una vez que la estrella se ha ido, todos los KBO volverán a precesión alrededor de su plano anterior. Eso habría requerido un pasaje extremadamente cercano a aproximadamente 100 AU, y la disformidad se borraría en 10 millones de años, por lo que no consideramos que este sea un escenario probable ".

La oportunidad de la humanidad de vislumbrar el misterioso objeto podría llegar bastante pronto una vez que se complete la construcción del Gran Telescopio de Encuesta Sinóptica. Gestionado por un consorcio que incluye la UA y cuya primera luz está prevista para 2020, el instrumento tomará sin precedentes, estudios del cielo en tiempo real, noche tras noche.

"Esperamos que LSST lleve el número de KBO observados de aproximadamente 2000 a 40, 000, "Dijo Malhotra." Hay muchos más KBO por ahí, simplemente no los hemos visto todavía. Algunos de ellos están demasiado lejos y tenues incluso para que LSST los detecte, pero debido a que el telescopio cubrirá el cielo de manera mucho más completa que los estudios actuales, debería poder detectar este objeto, si está ahí fuera ".