Un noveno planeta en nuestro sistema solar: pero no es Plutón

Hay un misterioso dominio oscuro, distante y gélido en nuestro Sistema Solar, ubicado mucho más allá del planeta gigante de hielo Neptuno, el planeta principal más lejano conocido de nuestro Sol. Los astrónomos acaban de comenzar a explorar este extraño dominio, donde una multitud danzante de objetos congelados y helados, algunos grandes, otros pequeños, giran alrededor de nuestra Estrella en la misteriosa oscuridad del espacio interplanetario, donde nuestro Sol brilla con solo un débil fuego. , y parece ser solo una estrella inusualmente grande nadando en el crepúsculo perpetuo de un cielo frío. Esta región se llama la Cinturón de Kuipery es el gélido hogar del planeta enano Plutón y sus lunas, así como una gran cantidad de otros objetos similares a cometas. En enero de 2016, los astrónomos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, California, anunció su histórico descubrimiento de nueva evidencia que indica la existencia de un planeta gigante que traza una órbita muy alargada en los límites exteriores de nuestro Sistema Solar. Este supuesto noveno planeta principal, que los científicos han denominado «Planeta Nueve», tiene una masa impresionante de aproximadamente diez veces la de la Tierra, y gira alrededor de nuestra estrella unas 20 veces más lejos en promedio que Neptuno, que gira alrededor de nuestro Sol a una distancia promedio de 2.800 millones de millas. De hecho, los astrónomos calculan que este nuevo planeta potencial tardaría entre 10.000 y 20.000 años en dar una vuelta completa alrededor de nuestro Sol.

Los astrónomos que hicieron este descubrimiento, Dr. Konstantin Batygin y el Dr. Michael Brown, detectaron la existencia del supuesto planeta utilizando modelos matemáticos y simulaciones de supercomputadoras, pero aún no han observado directamente esta posible nueva adición a la familia de nuestro Sol.

«Este sería un noveno planeta real. Solo se han descubierto dos planetas verdaderos desde la antigüedad, y este sería un tercero. Es una parte bastante importante de nuestro Sistema Solar que aún está por descubrir, lo cual es bastante emocionante. Dr. Brown comentó en un 20 de enero de 2016 Comunicado de prensa de Caltech. Dr. Brown es el Richard y Barbara Rosenberg Profesor de Astronomía Planetaria en Caltech.

El Dr. Brown señaló además que el potencial noveno planeta principal, con 5.000 veces la masa del pobrecito Plutón, es lo suficientemente grande como para que no haya debate sobre si es o no un verdadero planeta principal. A diferencia de la clase de objetos más pequeños designados planetas enanos–como Plutón–Planeta Nueve claramente dominaría sin ambigüedad gravitacionalmente su vecindad de nuestro Sistema Solar. De hecho, este valiente nuevo mundo dominaría una región más grande que cualquiera de los otros ocho planetas principales conocidos. Como continuó comentando el Dr. Brown, este hecho hace Planeta Nueve «el más planetario de los planetas de todo el Sistema Solar».

Observatorio Lowell fundador, el astrónomo estadounidense Percival Lowell, especuló hace un siglo que un misterioso y remoto Planeta X acecha en secreto en la extraña y gélida oscuridad de las franjas más externas de nuestro Sistema Solar, y Planeta Nueve proporciona la mejor opción hasta ahora para un mundo tan difícil de alcanzar. Planeta Nueveen su órbita elíptica alrededor de nuestro Sol, nunca se acercaría más de 200 veces la distancia entre la Tierra y el Sol, o 200 unidades astronómicas (AU). Ese rango colocaría al planeta mucho más allá de Plutón, en el extraño reino de los Cinturón de Kuiper, donde los cuerpos helados dan vueltas en la congelación profunda lejos, lejos lejos de nuestra Estrella. Una Australia es equivalente a la separación entre la Tierra y nuestro Sol, que es de unos 93.000.000 de millas.

El Dr. Batygin y el Dr. Brown infirieron la existencia de este mundo distante a partir de los movimientos de varios otros Objetos del cinturón de Kuiper (KBO). Por desgracia, la historia de especulaciones científicas similares y anteriores sobre la existencia de mundos distantes, como planeta nueve, sugieren que podría terminar como otro falso positivo. De hecho, los astrónomos han especulado durante años sobre la existencia de grandes planetas adicionales que habitan nuestro Sistema Solar exterior, además de los cuatro ya conocidos: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Sin embargo, aún no se ha confirmado ninguno.

«Aunque inicialmente éramos bastante escépticos de que este planeta pudiera existir, a medida que continuamos investigando su órbita y lo que significaría para el Sistema Solar exterior, nos convencimos cada vez más de que está ahí afuera. Por primera vez en más de 150 años, existe evidencia sólida de que el censo planetario del Sistema Solar está incompleto», comentó el Dr. Batygin en el 20 de enero de 2016 Comunicado de prensa de Caltech.

La búsqueda histórica del planeta X

El planeta gigante de hielo azul verdoso Urano, el séptimo planeta principal desde nuestro Sol, fue descubierto completamente por accidente por el astrónomo británico William Herschel el 13 de marzo de 1781. Herschel estaba realizando un estudio de todas las estrellas que tenían una magnitud 8 o más brillante cuando notó un objeto que viajaba frente al fondo estelar a medida que pasaba el tiempo. Esto indicaba muy claramente que el objeto misterioso estaba más cerca de nosotros que las estrellas distantes. Inicialmente, Herschel pensó que había descubierto un cometa, pero finalmente se dio cuenta de que este objeto era un nuevo planeta que giraba alrededor de nuestro Sol, el primero en ser descubierto desde la antigüedad. Más tarde, los astrónomos se dieron cuenta de que Urano en realidad había sido observado desde 1690, pero fue William Herschel quien fue el primero en determinar la verdadera naturaleza de este brillante mundo distante en nuestro cielo nocturno.

El astrónomo alemán Johann Gottfried Galle descubrió Neptuno en 1846, guiado por predicciones derivadas de las perturbaciones observadas en la órbita de Urano. En 1906, Perceval Lowell comenzó a buscar el misterioso e hipotético Planeta X, que predijo que rodearía nuestra Estrella más allá de Neptuno, tal como Neptuno reside más allá de Urano. Los cálculos de Lowell llevaron a los astrónomos del observatorio homónimo de Lowell en Flagstaff, Arizona, a descubrir Plutón, pero este pequeño y fascinante mundo distante demostró no ser lo suficientemente masivo como para ser Planeta X.

La órbita de cada uno de los ocho planetas principales conocidos de la familia de nuestro Sol está levemente perturbada por los tirones gravitatorios de los otros siete planetas. Los conflictos entre lo que se ha observado y lo que esperaban los astrónomos a principios del siglo XX (con respecto al más distante de los planetas exteriores, Urano y Neptuno) provocaron la sospecha generalizada de que había más planetas en los límites exteriores de nuestro Sistema Solar más allá de Neptuno. Sin embargo, la persecución solo resultó en el descubrimiento del pequeño Plutón por parte del astrónomo estadounidense Clyde Tombaugh en 1930.

los Cinturón de Kuiper recibió su nombre en honor al astrónomo holandés-estadounidense Gerard Kuiper, aunque en ocasiones se ha cuestionado su verdadero papel al sugerir su existencia. Desde el primer momento Objeto del cinturón de Kuiper (KBO) fue visto en 1992, el número de conocidos KBO ha aumentado a miles, y más de 100,000 KBO que tienen más de 62 millas de diámetro se cree que giran alrededor de nuestro Sol en esta región remota y congelada.

En 1999, las perturbaciones observadas en las órbitas de los cometas hicieron que algunos astrónomos propusieran que una estrella fallida, denominada estrella enana marrón–perseguía las franjas exteriores de nuestro Sistema Solar. A enana marrón es el enano de la camada estelar, más pequeño que una verdadera estrella, pero más grande que un planeta. Estos objetos, que en realidad son de un color rosado-púrpura muy bonito llamado «magenta», probablemente se formen de la misma manera que las estrellas verdaderas, como resultado del colapso gravitatorio de una gota relativamente pequeña dentro de un enorme y oscuro nube molecular compuesto de gas y polvo. Sin embargo, enanas marrones son demasiado pequeños para que la fusión nuclear encienda sus fuegos.

El camino hacia el descubrimiento teórico de Planeta Nueve no fue fácil. En 2014, un ex postdoctorado del Dr. Brown, el Dr. Chad Trujillo, y su colega el Dr. Scott Sheppard publicaron un artículo que explicaba que 13 de los objetos más remotos en el Cinturón de Kuiper son similares con respecto a una oscura característica orbital. Para explicar esa extraña similitud, los astrónomos propusieron la posible presencia de un pequeño planeta. El Dr. Brown pensó que la propuesta del planeta era poco probable, pero sin embargo sintió mucha curiosidad.

El Dr. Brown luego visitó al Dr. Batygin al final del pasillo en Caltech, y los dos científicos se embarcaron juntos en un estudio de un año y medio para investigar los objetos remotos. Como observador y teórico, los dos científicos planetarios investigaron la situación utilizando enfoques completamente diferentes. El Dr. Brown, el astrónomo observacional, mira al cielo tratando de comprender todo en el contexto de lo que se puede observar. En contraste, el Dr. Batygin, el teórico, se ubica dentro del contexto de la dinámica y trata de determinar cómo podrían operar las cosas desde el punto de vista de la física. Esas diferencias permitieron a los dos astrónomos desafiar las ideas del otro y considerar teorías nuevas y diferentes. «Aportaría algunos de estos aspectos de la observación, él volvería con argumentos de la teoría y nos empujaríamos unos a otros. No creo que el descubrimiento hubiera ocurrido sin esa ida y vuelta. Quizás fue el año más divertido». de trabajar en un problema en el Sistema Solar que he tenido», señaló el Dr. Brown en el 20 de enero de 2016 Comunicado de prensa de Caltech.

El Dr. Brown y el Dr. Batygin rápidamente se dieron cuenta de que la media docena de objetos más remotos tomados de la colección original del Dr. Trujillo y el Dr. Sheppard viajan en órbitas elípticas alrededor de nuestro Sol que apuntan en la misma dirección en el espacio físico. Esta observación es especialmente extraña porque los puntos más externos de sus órbitas viajan alrededor del Sistema Solar, pero se mueven a diferentes velocidades.

«Es casi como tener seis manecillas en un reloj, todas moviéndose a ritmos diferentes, y cuando miras hacia arriba, todas están exactamente en el mismo lugar», comentó el Dr. Brown en el mismo Comunicado de prensa de Caltech. Las posibilidades de que eso ocurra son de 1 en 100, agregó. Pero para complicar aún más las cosas, los seis objetos también están inclinados exactamente de la misma manera:todos apuntan unos 30 grados hacia abajo en la misma dirección en relación con el plano de los ocho planetas principales conocidos. La probabilidad de que eso suceda es solo del 0,007 por ciento. «Básicamente, no debería suceder. Pensamos que algo más debe estar dando forma a estas órbitas», agregó el Dr. Brown.

La primera explicación para estas observaciones inusuales propone que hay un número suficiente de KBO–algunos de los cuales aún no han sido descubiertos– para ejercer el efecto gravitatorio necesario para mantener esa subpoblación agrupada. Los científicos descartaron rápidamente esta explicación en particular cuando resultó que tal escenario exigiría que el Cinturón de Kuiper albergar unas 100 veces la masa que tiene hoy.

Eso dejó a los dos astrónomos con la teoría que postula que un misterioso planeta oculto era la verdadera fuente de sus extrañas observaciones. Para probar su idea, los científicos realizaron simulaciones de supercomputadoras que involucraban un planeta en una órbita remota que rodeaba las órbitas de los seis KBO. El planeta oculto actuaría como un enorme lazo para llevarlos a su extraña alineación. El Dr. Batygin señaló en el Comunicado de prensa de Caltech que, aunque este concepto casi funciona, no refleja las excentricidades observadas con la precisión necesaria.

Planeta Nueve

Muchos descubrimientos científicos se hacen por accidente, y fue por accidente que el Dr. Batygin y el Dr. Brown notaron que si realizaban sus simulaciones con un planeta masivo que residía en un órbita antialineadala KBO en la simulación adoptó la alineación precisa que realmente se observa. Un órbita antialineada es una órbita en la que el acercamiento más cercano del planeta a nuestra estrella (perihelio) es de 180 grados a través de la perihelio de los otros objetos y planetas conocidos–el muy remoto KBO creado por los científicos en sus simulaciones de supercomputadoras reprodujo la alineación que en realidad se está observando.

«Tu respuesta natural es ‘Esta geometría orbital no puede ser correcta. Esto no puede ser estable a largo plazo porque, después de todo, esto haría que el planeta y estos objetos se encontraran y eventualmente colisionaran'», explicó el Dr. Batygin en el 20 de enero de 2016 Comunicado de prensa de Caltech. Pero a través de un mecanismo conocido como resonancia de movimiento mediola órbita antialineada del Noveno Planeta en realidad previene la KBO choque con él y los mantiene alineados. A medida que los objetos en órbita viajan uno hacia el otro, intercambian energía. El resultado es, por ejemplo, que por cada cuatro órbitas el Noveno Planeta hace, un control remoto KBO podría completar nueve órbitas. Nunca chocan, no pueden. En cambio, Planet Nine empuja las órbitas de distantes KBO de tal manera que se conserve su configuración con relación al planeta.

«Todavía era muy escéptico. Nunca había visto algo así en la mecánica celestial», agregó el Dr. Batygin.

Sin embargo, a medida que los astrónomos investigaban atributos y consecuencias adicionales de este modelo, se volvieron menos escépticos. «Una buena teoría no solo debe explicar las cosas que te propusiste explicar, sino que, con suerte, debería explicar las cosas que no te propusiste explicar y hacer predicciones que sean comprobables», continuó el Dr. Batygin.

En efecto, la existencia de la Noveno Planeta ayuda a explicar más que solo la alineación del control remoto KBO–también da una explicación de las órbitas misteriosas y desconcertantes que trazan un par de ellos. El primero de esos objetos, llamado sednafue descubierto por el Dr. Brown en 2003. De una manera muy diferente de la variedad de jardín KBOque sacan la bota gravitacional de Neptuno, solo para viajar de regreso a él, sedna nunca se acerca mucho a Neptuno. Un segundo KBO que se parece sedna, 2012 VP113 fue anunciado por los Dres. Trujillo y Sheppard en 2014. El Dr. Batygin y el Dr. Brown encontraron que la existencia de planeta nueve, mientras viaja en su supuesta órbita alrededor de nuestro Sol, produce sedna-como cuerpos atrapando una variedad de jardín KBOy luego alejándolo lentamente hacia una órbita que está menos vinculada a la de Neptuno.

Pero, quizás lo más importante de todo, las simulaciones de la supercomputadora de los astrónomos también predijeron que habría objetos en el Cinturón de Kuiper viajando en órbitas inclinadas perpendicularmente al plano de los planetas. El Dr. Batygin siguió encontrando evidencia de esto en sus simulaciones y luego se las llevó al Dr. Brown. «De repente me di cuenta de que había objetos como esos. Trazamos las posiciones de esos objetos y sus órbitas, y coincidieron exactamente con las simulaciones. Cuando encontramos eso, mi mandíbula golpeó el suelo», recordó el Dr. Brown en el número de enero. 20, 2016 Comunicado de prensa de Caltech. De hecho, en los últimos tres años, los observadores han visto un cuarteto de objetos como ese.

Pero, ¿de dónde vino el Planeta Nueve y cómo terminó en los límites exteriores de nuestro Sistema Solar? Los astrónomos han pensado durante años que el Sistema Solar primitivo comenzó con un cuarteto de núcleos planetarios que absorbieron todo el gas que los rodeaba, formando así los cuatro planetas gaseosos gigantes de los límites exteriores. Con el paso del tiempo, las colisiones y eyecciones formaron el cuarteto de enormes planetas y los empujaron a sus ubicaciones actuales. «Pero no hay razón para que no haya habido cinco núcleos, en lugar de cuatro», explicó el Dr. Brown en el Comunicado de prensa de Caltech. Por lo tanto, Planeta Nueve podría ser el quinto núcleo, y si hubiera viajado cerca de Júpiter o Saturno hace mucho tiempo, es posible que haya sido expulsado a su órbita excéntrica muy remota.

Dres. Batygin y Brown continúan refinando sus simulaciones de supercomputadoras y aprenden más sobre la órbita del planeta potencial, así como su influencia en el Sistema Solar exterior. Mientras tanto, el Dr. Brown y sus colegas buscan en el espacio interplanetario Planeta Nueve. Solo se conoce la órbita aproximada del planeta potencial, no su ubicación exacta en ese camino elíptico.

«Me encantaría encontrarlo», dijo el Dr. Brown en el Comunicado de prensa de Caltech. Agregó que «también estaría perfectamente feliz si alguien más lo encontrara. Es por eso que estamos publicando este artículo. Esperamos que otras personas se inspiren y comiencen a buscar».

El Dr. Brown, quien es bien conocido por el papel que desempeñó en la degradación de Plutón de un planeta importante a un planeta enano, señaló además que «Todas aquellas personas que están enojadas porque Plutón ya no es un planeta pueden estar encantadas de saber que todavía hay un planeta real por encontrar. Ahora podemos ir y encontrar este planeta y hacer que el Sistema Solar tenga nueve planetas una vez más».

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