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Se este hipotético super-Terra estiver à espreita no sistema solar exterior, devemos detectá-lo em breve..
Ao crescer, fui ensinado que havia nove
planetas no sistema solar. Tudo isso mudou em 2006, quando a União Astronômica
Internacional votou para rebaixar o status de Plutão para o de planeta anão.
Mas agora, há uma chance de que dentro do próximo ano ou dois, o sistema solar
poderia mais uma vez ser agraciado com nove oficiais, planetas de pleno
direito.
O recém-chegado que substitui Plutão
atualmente passa por “Planet Nine.” Se e quando finalmente aparecer, receberá a
honra de um nome real, mas até agora, a evidência para este planeta hipotético
é toda indireta. Assim como muitos dos milhares de planetas conhecidos que
orbitam outras estrelas foram encontrados observando seus efeitos
gravitacionais, em vez de realmente vê-los, o Planeta Nove foi identificado
graças à maneira como aparentemente tem puxado uma variedade de pequenos corpos
no sistema solar externo e puxando suas órbitas em padrões de bloqueio. Se
existir, o Planeta Nove orbita o Sol a uma distância média de cerca de 550
unidades astronômicas (UA), ou 550 vezes mais longe que a Terra está do Sol. Os
astrônomos também acham que tem entre cinco e 10 vezes a massa da terra.
Alguns astrônomos pensam que o corpo de
evidências já é esmagador. Outros não estão convencidos. Mas este debate de
quase uma década está chegando a um ponto crítico: Um novo observatório está
entrando em operação que deve dar aos astrônomos a chance de encontrá-lo. Se o
Planeta Nove existe, a chance de vê-lo pode estar ao virar da esquina.
Órbitas estranhas
A história do Planeta Nove começa com
esquisitices nas órbitas de objetos no sistema solar.
Em 2016, os astrônomos da Caltech Michael Brown e Konstantin Batygin relataram
seis pequenos corpos no sistema solar externo que tinham órbitas estranhas e
anômalas. Esses seis objetos, que orbitam muito além de Netuno, são membros da
categoria dos chamados objetos transnetunianos extremos (ETNOs) que orbitam em
média 150 vezes mais longe do Sol do que a Terra. Entre as meia dúzia está o
primeiro ETNO conhecido, o planeta anão Sedna.
As seis curiosidades que Brown e Batygin
identificaram têm órbitas elípticas alongadas cujo periélio (seus pontos mais
próximos do Sol) parecem estar alinhados, embora os pesquisadores esperassem
que fossem distribuídos aleatoriamente. Além disso, seus planos orbitais são
todos inclinados em cerca de 18° do plano dos planetas do sistema solar, e
ainda assim sua periélia cai quase precisamente nesse plano. “Esse agrupamento,
esse confinamento, requer algum tipo de puxão gravitacional,” Batygin diz.
Os caminhos desses ETNOs, argumentou o par,
poderiam ser melhor explicados pela influência de um grande planeta orbitando
em uma órbita altamente elíptica muito além de Netuno. Nos anos desde essa
proposta original, foram encontrados ETNOs adicionais que exibem esse mesmo
agrupamento orbital, elevando o número para 14. Sem a influência de outro
grande planeta, diz ele, “se você deixá-los ir, eles precederiam fora do
alinhamento,” acabando na distribuição aleatória esperada.
A terceira linha de evidência veio de uma
população separada de asteroides incomuns. Suas órbitas são quase
perpendiculares ao plano do sistema solar. “Ninguém conseguiu explicar” estas
órbitas estranhas, diz Brown, “e são, novamente, uma consequência muito natural
do Planeta Nine.” Além disso, há uma população de mais de uma dúzia de
asteróides dentro do grupo conhecido como Centauros (asteróides que orbitam
entre Júpiter e Netuno) com órbitas altamente inclinadas, orbitando o Sol na
direção oposta dos planetas e da maioria dos outros asteróides.
“Esta é outra população de corpos que sai
naturalmente da hipótese do Planeta Nove,” Batygin diz. Em conjunto, estas
anomalias podem ser “explicadas com a compreensão convencional de como o
sistema solar se formou e como evoluiu,” Batygin diz.
Agrupamento de perguntas
A hipótese inicial foi recebida com ceticismo.
Pelo menos dois outros grupos que descobriram ETNOs adicionais concluíram que o
agrupamento aparente não sobe para o nível de uma anomalia estatística. Em vez
disso, pode ser simplesmente um resultado de nossa capacidade limitada de
encontrá-los.
Como os ETNOs estão em órbitas tão extremas,
eles só podem ser detectados quando estão perto de seu periélio (o ponto mais
próximo do Sol); caso contrário, eles estão muito distantes e fracos. E os
telescópios terrestres que realizam buscas por esses objetos são limitados em
onde eles podem olhar no céu. Samantha Lawler, astrônoma da Universidade de
Regina, Saskatchewan, foi coautora de um desses estudos, baseado em um projeto
chamado Outer Solar System Origins Survey.
“Os nossos dados para estes objetos mais
extremos são completamente consistentes com uma distribuição aleatória,”, diz
ela, e, portanto, não requer nenhuma explicação especial, como um planeta
extra. “Eu realmente acho que há algum agrupamento,”, acrescenta. Outro estudo
usando dados do Dark Energy Survey, “que era completamente independente de nós,
também encontrou a mesma coisa.” Lawler diz. “Então thatilits dois inquéritos
onde mantivemos um registo muito cuidadoso dos preconceitos, e nós os dois vemos
as evidências lá.”
Mas ela e seus colegas ainda estão olhando,
observa ela. Eles fazem parte de uma pesquisa em andamento usando o Telescópio
Canadá-França-Havaí em Maunakea, Havaí, “, onde estamos especificamente
tentando encontrar os objetos extremos mais distantes do Cinturão de Kuiper que
podemos, em direções uniformes ao redor do sistema solar. Então a ideia é que
vamos testar o clustering.”
Porque ambos os estudos que não conseguiram
confirmar o agrupamento envolveram um pequeno número de objetos — cada um
encontrou apenas quatro ETNOs — o seu estudo teamilits foi criticado por dados
insuficientes. “A crítica que obtivemos do grupo [Brown and Batygin’s] é que
nós encontramos objetos extremos suficientes no Cinturão de Kuiper,” Lawler
diz. Dos quatro que encontraram, dois eram consistentes com o agrupamento
sugerido, um era perpendicular à linha desse cluster e o outro estava a 180° de
distância. “Assim, dos quatro que descobrimos, dois estavam completamente fora
do agrupamento. Então estatisticamente isso é consistente com uma distribuição
uniforme,”, diz ela.
Novas linhas de evidência
No ano passado, Brown e Batygin, juntamente
com três co-autores, publicaram pesquisas em As Cartas Astrofísicas
Journal citando novas linhas de evidência em apoio à hipótese do
Planeta Nove. Eles esperam que a pergunta seja respondida de uma vez por todas
no próximo ano.
O novo trabalho descobriu que it“ não só objetos no sistema solar exterior
distante que são perturbados pela gravidade deste planeta gigante distante. De
acordo com centenas de milhares de simulações de órbitas de asteróides e sua
evolução, eles descobriram que deve haver um efeito claramente discernível em
asteróides que orbitam dentro da órbita de Neptunelotes também.
Itilits faz toda parte, diz Batygin, da forma
como “os planetas gigantes jogam futebol com estes objectos mais pequenos.”
Neste jogo, Netuno é o goleiro. De vez em quando, os objetos do Cinturão de
Kuiper são perturbados por algum encontro aleatório e enviados para dentro, mas
a influência da gravidade de Neptunelotes — - o primeiro planeta gigante que
eles encontrariam em sua jornada interior — - tende a prendê-los e evitar mais
progressão. Eventualmente, por permanecer muito perto da órbita de Netunelotes,
esses objetos serão ejetados do sistema solar. Isso deve criar uma queda
acentuada na população dos objetos com órbitas alongadas à medida que você se
aproxima do Sol do que Netuno, porque Netuno fica no caminho.
Mas se o Planeta Nove está mais longe e
constantemente tomando tiros no gol, perturbando mais objetos do Cinturão de
Kuiper e enviando-os para dentro o tempo todo, então Netuno apenas pode
acompanhar, e alguns vão passar. “Como consequência,” Brown diz, “se o Planeta
Nove existir, deve haver uma população bastante suave de objetos que têm uma
distância do periélio de apenas fora da órbita de Neptunebois até Urano e ainda
mais.”
E isso é exatamente o que eles encontraram
quando analisaram as órbitas de cerca de uma dúzia de ETNOs. “Com uma análise
bastante agradável com a qual é difícil argumentar, mostramos que é
definitivamente uma população suave que vai até Urano e além, e não chega a
Neptune,” Brown diz.
Batygin diz que “a Planet Nine-free solar
system é incompatível com esses dados no nível de cinco sigma,” significando
que as chances são de 3,5 milhões a 1 contra ele. Por outro lado, diz ele, “uma
simulação do sistema solar que inclui o Planeta Nove é indistinguível dos dados
reais.”
lguma coisa lá fora?
Brown admite que nenhuma das linhas de
evidência por si só fornece prova da existência do Planeta Ninelotes. Mas todas
essas anomalias diferentes requerem explicação, e o conceito do Planeta Nove as
une em uma única imagem consistente. Sem o Planeta Nove, cada um exigiria uma
explicação individual, que ninguém ainda propôs de maneira consistente, diz
ele. E apesar de alguns astrónomos serem céticos em relação ao aparente
agrupamento que formou a base para a hipótese inicial do Planeta Nove, Lawler
—, que é um desses céticos —, admite que algumas das características dessas
órbitas distantes, incluindo algumas dessas descobertas mais recentes, não
podem ser facilmente explicadas.
“Acho que há muita distribuição orbital no
Cinturão de Kuiper que podemos explicar atualmente, ”, diz ela. “Você pode
explicar com apenas Netuno. Há outra física acontecendo. Algumas delas podem
ser explicadas pelas marés galácticas,” que vêm do efeito gravitacional do
sistema solar - um movimento oscilante acima e abaixo do plano da Via Láctea à
medida que o nosso Sol orbita o centro da galáxia. “Mas alguns deles — tem de
haver algo por aí que já descobrimos,”, diz ela.
O que mais poderia ser? Alguns pesquisadores
sugeriram os efeitos gravitacionais de uma estrela que passa nas proximidades
há muito tempo. Outros imaginam uma distribuição desigual de objetos no
Cinturão de Kuiper que sobrou do enorme disco de detritos que formou o sistema
solar. Outros ainda pensam que talvez exista um nono planeta muito mais próximo
e menos massivo, do tamanho de Marte, em vez de cinco a 10 vezes a massa de
Earthilitis.
“There’s um monte de teorias diferentes,” ela
diz. É verdade que a hipótese do Planeta Nove pode unir vários tipos diferentes
de descobertas anômalas em uma única explicação simples, ela concorda.
“Thatilits adorável; isso seria ótimo. Mas a linha original de evidência para o
Planeta Nove é esse agrupamento, que eu acho que há evidências. ... Acho que o
Planeta Nove nessa configuração exacta é algo que vamos encontrar,” Lawler diz.
Brown diz que, embora os resultados de suas
pesquisas mais recentes não sejam tão óbvios quanto a semelhança de órbitas que
desencadeou a proposta de um planeta, em primeiro lugar, eles suportam os
parâmetros inicialmente hipotéticos do Planeta Nove. “Embora os resultados
deste artigo sejam tão dramáticos como o grande agrupamento de objetos no
sistema solar exterior, eles são bastante irrefutáveis,”, insiste. “There’ não
tem como ter os resultados que obtivemos sem que houvesse algum tipo de planeta
gigante lá fora.”
Colocando-o à prova
A análise das órbitas anômalas permitiu que
Brown e Batygin calculassem a provável órbita do Planeta Nove. Desde então,
eles têm procurado a parte do céu onde é mais provável que seja.
Em um segundo artigo mais recente no ano
passado, eles, juntamente com o coautor Matthew Holman, do Centro
Harvard-Smithsonian de Astrofísica, realizaram uma pesquisa exaustiva usando o
banco de dados da pesquisa Pan-STARRS. Combinados com os resultados de
pesquisas anteriores, eles dizem que agora descartaram 78 por cento dos
possíveis locais que o planeta gigante poderia ser. “Podemos dar bons
palpites,” Batygin diz, “mas podemos prever onde está na sua órbita.” O
astrônomo francês Urbain Le Verrier foi capaz de prever a posição precisa de
Neptunelotes em 1846, levando quase imediatamente à sua descoberta.
Mas há esperança no horizonte. A Vera C. O
Observatório Rubin, que está quase concluído no topo de uma montanha no Chile,
deve entrar em operação ainda este ano. Quando isso acontecer, ele irá
fotografar todo o céu do sul a cada três noites, usando a maior câmera digital
já construída.
O Planeta Nove deve ser detectável por esse
telescópio. Mas seria necessário um ajuste no protocolo de observação planejado
para estender a pesquisa do telescópio mais ao norte do que o planejado, diz
Brown, e isso ainda não foi decidido. Se o observatório fizer a alteração, ele
diz que deve detectar o Planeta Nove —, a menos que o mundo esteja na borda
extrema de sua distância prevista ou na extremidade baixa de seu possível
brilho.
“Há algumas razões para pensar que poderia
estar mais longe do que as nossas previsões iniciais,” Brown diz, “e, nesse
caso, Vera Rubin também não será capaz de rastreá-lo, e I’ll estará deprimido.”
Mas se ele está em quase qualquer lugar ao longo do caminho previsto e é
extraordinariamente escuro, ele deve aparecer em vista, provavelmente dentro do
primeiro ano de operação de Rubinetts, diz Brown.
Mesmo que o próprio planeta não seja visto
diretamente, Rubin poderia fornecer novas evidências. “Uma coisa boa sobre
Rubin é que, se você encontrar o Planeta Nove ou não, ele colocará em repouso
quaisquer dúvidas sobre se há agrupamento,” Brown diz. “Haverá muitos mais
objetos descobertos, e será bastante óbvio que este agrupamento é real.” Planet
Nine “é realmente a única explicação. Não há outras explicações para os outros
fenómenos estranhos por aí,”, diz ele.
E se Rubin encontrar o planeta, provando sua
existência e fornecendo uma imagem dele, embora apenas como um ponto de luz, o
que então?
“O que a I’m está ansiosa não é apenas a descoberta, mas o que podemos fazer
quando a descobrirmos,” Brown diz. “Weilitll estuda-o com todos os telescópios
do planeta e fora do planeta, e aprende se tem luas, se tem anéis, que tipo de
atmosfera ou superfície tem, qual é realmente a órbita completa. E isso começa
a dizer-nos coisas sobre como chegou lá.”
Os astrônomos ficaram intrigados com a
descoberta de que outros sistemas estelares geralmente contêm planetas com
massas entre a Terra e Netuno, chamados super-Terras. E, no entanto, nosso
sistema solar não tem esse planeta, tornando as propriedades de toda essa
classe de planetas abundantes relativamente desconhecidas para nós. Encontrar o
Planeta Nove, que se encaixa nesse intervalo, mudaria tudo isso. “A nossa
oportunidade, de certa forma, é estudar como podem ser muitos destes planetas
que estão à volta de outras estrelas, um pouco de perto e pessoalmente,” Brown
diz.
E a comunidade científica vai querer um olhar
mais atento. “Haverá um grande incentivo para realmente lá ir. Itilitll demorar
um pouco, itroits caminho lá fora,” cerca de 400 a 800 UA de distância, diz
ele. (Uma UA equivale à distância média Terra-Sol de 93 milhões de milhas [150
milhões de km].) “Mas assim que chegarmos à sua posição, acho que a emoção de
enviar pelo menos uma sonda rápida para tirar algumas fotos em close será muito
difícil de resistir.”
Se o Planeta Nove é finalmente descoberto,
como um daqueles que primeiro postulou sua existência, Brown tem alguma
sugestão para um possível nome formal para este novo membro do sistema solar?
“Não,” ele declara. “Como astrónomo
observacional que tem de ficar acordado a noite toda e preocupar-se com as
nuvens, I’m é uma pessoa muito supersticiosa. Acho que a maioria dos astrônomos
são. E uma das minhas superstições mais fortes é que se você propuser um nome,
você nunca o encontrará. Então estamos apenas esperando e vendo.”
