Planet nine

Lo sanno tutti: nel sistema solare ci sono otto pianeti. Continuamente proviamo a scovare nuovi mondi e c'è chi dice che potrebbe esserci un nono, misterioso pianeta, attorno al Sole. Ma è un'ipotesi fondata? E se sì... come potrebbe essere questo pianeta? Seguiteci su Eagle sera per scoprirlo!

Altri articoli a tema "Sistema Solare"

Pianeti rocciosi

Marte

Urano

Nettuno

Nube di Oort

Introduzione al Pianeta Nove

Cos'è?

Planet Nine è un ipotetico pianeta nella regione esterna del Sistema Solare. I suoi effetti gravitazionali potrebbero spiegare l'insolito raggruppamento di orbite per un gruppo di oggetti transnettuniani estremi (eTNO), corpi oltre Nettuno che orbitano intorno al Sole a distanze in media più di 250 volte quella della Terra. Questi eTNO tendono ad avvicinarsi al Sole più vicino in un settore e le loro orbite sono inclinate in modo simile. Questi improbabili allineamenti suggeriscono che un pianeta sconosciuto potrebbe guidare le orbite dei più distanti oggetti conosciuti del Sistema Solare . Tuttavia, alcuni astronomi pensano che l'ipotetico pianeta non esista affatto, sulla base di osservazioni e studi dettagliati. Sulla base di considerazioni precedenti, questo ipotetico pianeta di dimensioni super-terrestri avrebbe avuto una massa prevista da cinque a dieci volte quella della Terra e un'orbita allungata da 400 a 800 volte più distante dal Sole della Terra. Konstantin Batygin e Michael E. Brown hanno suggerito che il pianeta nove potrebbe essere il nucleo di un pianeta gigante che è stato espulso dalla sua orbita originale da Giove durante la genesi del Sistema Solare. Altri proposero che il pianeta fosse stato catturato da un'altra stella, una volta era un pianeta canaglia, o che si è formato su un'orbita distante ed è stato trascinato in un'orbita eccentrica da una stella di passaggio.Ad agosto 2020 , nessuna osservazione del Pianeta Nove era stata annunciata.Sebbene le indagini del cielo come Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) e Pan-STARRS non abbiano rilevato il Pianeta Nove, non hanno escluso l'esistenza di un oggetto del diametro di Nettuno nel Sistema Solare esterno. La capacità di queste precedenti indagini del cielo di rilevare il pianeta nove dipendeva dalla sua posizione e dalle sue caratteristiche. Ulteriori indagini delle regioni rimanenti sono in corso utilizzando NEOWISE e il telescopio Subaru da 8 metri.A meno che non venga osservato il Pianeta Nove, la sua esistenza è puramente congetturale. Parecchiipotesi alternative sono state proposte per spiegare il raggruppamento osservato di TNO.

Storia

Dopo la scoperta di Nettuno nel 1846, ci fu una considerevole speculazione che un altro pianeta potesse esistere oltre la sua orbita. La più nota di queste teorie prediceva l'esistenza di un pianeta lontano che stava influenzando le orbite di Urano e Nettuno . Dopo estesi calcoli Percival Lowell predisse la possibile orbita e la posizione dell'ipotetico pianeta transnettuniano e iniziò una vasta ricerca nel 1906. Chiamò l'ipotetico oggetto Pianeta X , un nome precedentemente usato da Gabriel Dallet. Clyde Tombaugh continuò la ricerca di Lowell e nel 1930 scoprì Plutone, ma fu presto determinato che fosse troppo piccolo per qualificarsi come il Pianeta X di Lowell. Dopo il sorvolo di Nettuno di Voyager 2 nel 1989, la differenza tra l'orbita prevista e quella osservata di Urano fu determinata essere dovuta all'uso di una massa di Nettuno precedentemente imprecisa. I tentativi di rilevare pianeti oltre Nettuno con mezzi indiretti come la perturbazione orbitale risalgono a prima della scoperta di Plutone. Tra i primi c'era George Forbes che postulò l'esistenza di due pianeti transnettuniani nel 1880. Uno avrebbe una distanza media dal Sole, o semiasse maggiore , di 100 unità astronomiche (UA), 100 volte quella della Terra. Il secondo avrebbe un semiasse maggiore di 300 UA. Il suo lavoro è considerato simile alle più recenti teorie Planet Nine in quanto i pianeti sarebbero responsabili di un raggruppamento delle orbite di diversi oggetti, in questo caso le distanze dell'afelio di comete periodiche simili a quelle delle comete della famiglia di Giove. La scoperta della peculiare orbita di Sedna nel 2004 ha portato a ipotizzare che avesse incontrato un corpo massiccio diverso da uno dei pianeti conosciuti. L'orbita di Sedna è staccata , con una distanza del perielio di 76 UA che è troppo grande per essere dovuta alle interazioni gravitazionali con Nettuno. Diversi autori hanno proposto che Sedna sia entrato in questa orbita dopo aver incontrato un pianeta sconosciuto su un'orbita lontana, un membro dell'ammasso aperto che si è formato con il Sole, o un'altra stella che in seguito è passata vicino al Sistema Solare. L'annuncio nel marzo 2014 della scoperta di un secondo sednoide con una distanza del perielio di 80 UA, 2012 VP 113, in un'orbita simile ha portato a rinnovate speculazioni che una super-Terra sconosciuta fosse rimasta nel lontano Sistema Solare. In una conferenza nel 2012, Rodney Gomes ha proposto che un pianeta non rilevato fosse responsabile delle orbite di alcuni eTNO con orbite distaccate e dei grandi semi-assi maggiori Centauri , piccoli corpi del Sistema Solare che attraversano le orbite dei pianeti giganti. Il pianeta con la massa di Nettuno proposto si troverebbe in un'orbita distante (1500 UA), eccentrica ( eccentricità 0,4) e inclinata ( inclinazione 40 °). Come il Pianeta Nove, farebbe oscillare la perielia di oggetti con semiassi maggiori di 300 UA, trasportando alcuni in orbite di attraversamento del pianeta e altri in orbite distaccate come quella di Sedna. Un articolo di Gomes, Soares e Brasser è stato pubblicato nel 2015, descrivendo in dettaglio le loro argomentazioni.Nel 2014, gli astronomi Chad Trujillo e Scott S. Sheppard hanno notato le somiglianze nelle orbite di Sedna e 2012 VP 113 e molti altri eTNO. Hanno proposto che un pianeta sconosciuto in un'orbita circolare tra 200 e 300 UA stesse perturbando le loro orbite. Più tardi, nel 2015, Raúl e Carlos de la Fuente Marco hanno sostenuto che due enormi pianeti in risonanza orbitale erano necessari per produrre le somiglianze di così tante orbite. Dopo la scoperta di Nettuno nel 1846, ci fu una considerevole speculazione che un altro pianeta potesse esistere oltre la sua orbita. La più nota di queste teorie prediceva l'esistenza di un pianeta lontano che stava influenzando le orbite di Urano e Nettuno . Dopo estesi calcoli Percival Lowell predisse la possibile orbita e la posizione dell'ipotetico pianeta transnettuniano e iniziò una vasta ricerca nel 1906. Chiamò l'ipotetico oggetto Pianeta X , un nome precedentemente usato da Gabriel Dallet. Clyde Tombaugh continuò la ricerca di Lowell e nel 1930 scoprì Plutone, ma fu presto determinato che fosse troppo piccolo per qualificarsi come il Pianeta X di Lowell. Dopo il sorvolo di Nettuno di Voyager 2 nel 1989, la differenza tra l'orbita prevista e quella osservata di Urano fu determinata essere dovuta all'uso di una massa di Nettuno precedentemente imprecisa. I tentativi di rilevare pianeti oltre Nettuno con mezzi indiretti come la perturbazione orbitale risalgono a prima della scoperta di Plutone. Tra i primi c'era George Forbes che postulò l'esistenza di due pianeti transnettuniani nel 1880. Uno avrebbe una distanza media dal Sole, o semiasse maggiore , di 100 unità astronomiche (UA), 100 volte quella della Terra. Il secondo avrebbe un semiasse maggiore di 300 UA. Il suo lavoro è considerato simile alle più recenti teorie Planet Nine in quanto i pianeti sarebbero responsabili di un raggruppamento delle orbite di diversi oggetti, in questo caso le distanze dell'afelio di comete periodiche simili a quelle delle comete della famiglia di Giove. La scoperta della peculiare orbita di Sedna nel 2004 ha portato a ipotizzare che avesse incontrato un corpo massiccio diverso da uno dei pianeti conosciuti. L'orbita di Sedna è staccata , con una distanza del perielio di 76 UA che è troppo grande per essere dovuta alle interazioni gravitazionali con Nettuno. Diversi autori hanno proposto che Sedna sia entrato in questa orbita dopo aver incontrato un pianeta sconosciuto su un'orbita lontana, un membro dell'ammasso aperto che si è formato con il Sole, o un'altra stella che in seguito è passata vicino al Sistema Solare. L'annuncio nel marzo 2014 della scoperta di un secondo sednoide con una distanza del perielio di 80 UA, 2012 VP 113, in un'orbita simile ha portato a rinnovate speculazioni che una super-Terra sconosciuta fosse rimasta nel lontano Sistema Solare. In una conferenza nel 2012, Rodney Gomes ha proposto che un pianeta non rilevato fosse responsabile delle orbite di alcuni eTNO con orbite distaccate e dei grandi semi-assi maggiori Centauri , piccoli corpi del Sistema Solare che attraversano le orbite dei pianeti giganti. Il pianeta con la massa di Nettuno proposto si troverebbe in un'orbita distante (1500 UA), eccentrica ( eccentricità 0,4) e inclinata ( inclinazione 40 °). Come il Pianeta Nove, farebbe oscillare la perielia di oggetti con semiassi maggiori di 300 UA, trasportando alcuni in orbite di attraversamento del pianeta e altri in orbite distaccate come quella di Sedna. Un articolo di Gomes, Soares e Brasser è stato pubblicato nel 2015, descrivendo in dettaglio le loro argomentazioni. Nel 2014, gli astronomi Chad Trujillo e Scott S. Sheppard hanno notato le somiglianze nelle orbite di Sedna e 2012 VP 113 e molti altri eTNO. Hanno proposto che un pianeta sconosciuto in un'orbita circolare tra 200 e 300 UA stesse perturbando le loro orbite. Più tardi, nel 2015, Raúl e Carlos de la Fuente Marco hanno sostenuto che due enormi pianeti in risonanza orbitale erano necessari per produrre le somiglianze di così tante orbite. L'influenza gravitazionale del Pianeta Nove spiegherebbe quattro peculiarità del Sistema Solare: 

• il raggruppamento delle orbite degli eTNO;
• la perielia alta di oggetti come 90377 Sedna che sono staccati dall'influenza di Nettuno;
• le alte inclinazioni degli eTNO con orbite approssimativamente perpendicolari alle orbite degli otto pianeti conosciuti;
• oggetti transnettuniani (TNO) ad alta inclinazione con semiasse maggiore inferiore a 100 UA.

Il raggruppamento delle orbite dei TNO con grandi semiassi maggiori è stato descritto per la prima volta da Trujillo e Sheppard, che hanno notato somiglianze tra le orbite di Sedna e 2012 VP 113 . Senza la presenza del Pianeta Nove, queste orbite dovrebbero essere distribuite in modo casuale, senza preferenza per alcuna direzione. Dopo ulteriori analisi, Trujillo e Sheppard hanno osservato che gli argomenti del perielio di 12 TNO con perielio maggiore di30 UA e semiassi maggiori maggiori di150 UA erano raggruppati vicino a zero gradi, il che significa che salgono attraverso l'eclittica quando sono più vicini al Sole. Trujillo e Sheppard hanno proposto che questo allineamento fosse causato da un enorme pianeta sconosciuto oltre Nettuno tramite il meccanismo Kozai. Per oggetti con semiassi maggiori simili, il meccanismo di Kozai limiterebbe i loro argomenti del perielio vicino a 0 o 180 gradi. Questo confinamento consente agli oggetti con orbite eccentriche e inclinate di evitare avvicinamenti ravvicinati al pianeta perché attraverserebbero il piano dell'orbita del pianeta nei punti più vicini e più lontani dal Sole e attraverserebbero l'orbita del pianeta quando sono ben al di sopra o al di sotto della sua orbita. L'ipotesi di Trujillo e Sheppard su come gli oggetti sarebbero stati allineati dal meccanismo di Kozai è stata soppiantata da ulteriori analisi e prove. Batygin e Brown, cercando di confutare il meccanismo proposto da Trujillo e Sheppard, hanno anche esaminato le orbite dei TNO con grandi semiassi maggiori. [1] Dopo aver eliminato gli oggetti nell'analisi originale di Trujillo e Sheppard che erano instabili a causa di avvicinamenti ravvicinati a Nettuno o erano influenzati dalle risonanze del moto medio di Nettuno , Batygin e Brown hanno stabilito che gli argomenti del perielio per i restanti sei oggetti (Sedna, 2012 VP 113 , 2004 VN 112 , 2010 GB 174 , 2000 CR 105 e 2010 VZ 98 ) erano raggruppati intorno318 ° ± 8 ° . Questa scoperta non concordava con come il meccanismo di Kozai tenderebbe ad allineare le orbite con argomenti di perielio a 0 ° o 180 °. Batygin e Brown hanno anche scoperto che le orbite dei sei eTNO con semiassi maggiori di 250 UA e perielia oltre 30 UA (Sedna, 2012 VP 113 , 2004 VN 112 , 2010 GB 174 , 2007 TG 422 e 2013 RF 98 ) erano allineati nello spazio con il loro perielio più o meno nella stessa direzione, risultando in un raggruppamento delle loro longitudini del perielio , il punto in cui si avvicinano più vicino al Sole. Anche le orbite dei sei oggetti erano inclinate rispetto a quella dell'eclittica e approssimativamente complanari , producendo un raggruppamento del lorolongitudini dei nodi ascendenti , le direzioni in cui ognuno sale attraverso l'eclittica. Hanno determinato che c'era solo una probabilità dello 0,007% che questa combinazione di allineamenti fosse dovuta al caso. Questi sei oggetti erano stati scoperti da sei differenti indagini su sei differenti telescopi. Ciò ha reso meno probabile che l'aggregazione potesse essere dovuta a un pregiudizio di osservazione come il puntamento di un telescopio in una particolare parte del cielo. Il raggruppamento osservato dovrebbe essere spalmato in poche centinaia di milioni di anni a causa delle posizioni del perielio e dei nodi ascendenti che cambiano, o si precessitano , a velocità diverse a causa dei loro vari assi semi-maggiori ed eccentricità. Ciò indica che l'ammasso non può essere dovuto a un evento nel lontano passato, per esempio una stella che passa, ed è molto probabilmente mantenuto dal campo gravitazionale di un oggetto in orbita attorno al Sole. Anche due dei sei oggetti ( 2013 RF 98 e 2004 VN 112 ) hanno orbite e spettri molto simili.  Ciò ha portato a suggerire che fossero un oggetto binario interrotto vicino all'afelio durante un incontro con un oggetto distante. L'interruzione di un binario richiederebbe un incontro relativamente ravvicinato, che diventa meno probabile a grandi distanze dal Sole. In un successivo articolo Trujillo e Sheppard hanno notato una correlazione tra la longitudine del perielio e l'argomento del perielio dei TNO con semiassi maggiori di 150 UA. Quelli con una longitudine del perielio di 0-120 ° hanno argomenti di perielio tra 280-360 °, e quelli con longitudine del perielio tra 180 ° e 340 ° hanno argomenti di perielio tra 0 ° e 40 °. La significatività statistica di questa correlazione era del 99,99%. Hanno suggerito che la correlazione è dovuta alle orbite di questi oggetti che evitano avvicinamenti ravvicinati a un pianeta enorme passando sopra o sotto la sua orbita. Un articolo del 2017 di Carlos e Raul de la Fuente Marcos ha osservato che la distribuzione delle distanze ai nodi ascendenti degli eTNO e quelle dei centauri e delle comete con grandi semiassi maggiori può essere bimodale . Suggeriscono che sia dovuto agli eTNO che evitano avvicinamenti ravvicinati a un pianeta con un semiasse maggiore di 300-400 UA. 

Approfondiamo Planet Nine

Il raggruppamento delle orbite degli eTNO e l'innalzamento dei loro perieli è riprodotto in simulazioni che includono Planet Nine. Nelle simulazioni condotte da Batygin e Brown, sciami di oggetti disco sparsi con semi-assi maggiori fino a 550 UA che iniziavano con orientamenti casuali sono stati scolpiti in gruppi approssimativamente collineari e complanari di orbite spazialmente confinate da un enorme pianeta distante in un'orbita altamente eccentrica. Ciò ha lasciato la maggior parte dei perieli degli oggetti puntati in direzioni simili e le orbite degli oggetti con inclinazioni simili. Molti di questi oggetti sono entrati in orbite ad alto perielio come Sedna e, inaspettatamente, alcuni sono entrati in orbite perpendicolari che Batygin e Brown in seguito hanno notato erano state precedentemente osservate.

Nella loro analisi originale, Batygin e Brown hanno scoperto che la distribuzione delle orbite dei primi sei eTNO è stata riprodotta al meglio nelle simulazioni utilizzando un pianeta di massa terrestre nella seguente orbita:

• semiasse maggiore una ≈700 UA ( periodo orbitale 700 1,5 = 18.520 anni)
• eccentricità e ≈ 0,6, ( perielio ≈280 UA , afelio ≈1.120 UA )
• inclinazione i ≈ 30 ° rispetto all'eclittica
• longitudine del nodo ascendente Ω ≈100 ° .
• argomento del perielio ω ≈ 140 ° e longitudine del perielio ϖ =240 ° 

Questi parametri per Planet Nine producono diversi effetti simulati sui TNO. Gli oggetti con semiasse maggiore maggiore di 250 UA sono fortemente anti-allineati con il Pianeta Nove, con il perielio opposto al perielio del Pianeta Nove. Gli oggetti con semiassi maggiori tra 150 UA e 250 UA sono debolmente allineati con il pianeta nove, con il perielio nella stessa direzione del perielio del pianeta nove. Poco effetto si trova su oggetti con semiasse maggiori inferiori a 150 UA. Le simulazioni hanno anche rivelato che gli oggetti con semiasse maggiore maggiore di250 UA potrebbero avere orbite stabili e allineate se avessero eccentricità inferiori. Questi oggetti devono ancora essere osservati. Sono state anche esaminate altre possibili orbite per il Pianeta Nove, con semiassi maggiori in mezzo 400 UA e1500 UA , eccentriciti fino a 0,8 e un'ampia gamma di inclinazioni. Queste orbite producono risultati diversi. Batygin e Brown hanno scoperto che le orbite degli eTNO avevano maggiori probabilità di avere inclinazioni simili se il Pianeta Nove avesse un'inclinazione maggiore, ma anche l'anti-allineamento è diminuito. Simulazioni di Becker et al. hanno mostrato che le loro orbite erano più stabili se il Pianeta Nove avesse un'eccentricità minore, ma che l'anti-allineamento era più probabile a eccentricità più elevate.  Lawler et al. ha scoperto che la popolazione catturata in risonanze orbitali con il Pianeta Nove era più piccola se avesse un'orbita circolare e che meno oggetti raggiungevano orbite ad alta inclinazione. Indagini di Cáceres et al. ha mostrato che le orbite degli eTNO erano allineate meglio se il Pianeta Nove avesse un'orbita perielio inferiore, ma il suo perielio dovrebbe essere superiore a 90 UA. Successive indagini di Batygin et al. ha scoperto che orbite con eccentricità più elevate riducevano le inclinazioni medie delle orbite degli eTNO. Sebbene ci siano molte possibili combinazioni di parametri orbitali e masse per il Pianeta Nove, nessuna delle simulazioni alternative è stata migliore nel prevedere l'allineamento osservato degli oggetti nel Sistema Solare. La scoperta di ulteriori oggetti distanti del Sistema Solare consentirebbe agli astronomi di fare previsioni più accurate sull'orbita del pianeta ipotizzato. Questi possono anche fornire ulteriore supporto o confutazione dell'ipotesi Planet Nine. Le simulazioni che includevano la migrazione di pianeti giganti hanno determinato un allineamento più debole delle orbite degli eTNO. Anche la direzione dell'allineamento cambiò, da più allineato ad anti-allineato con l'aumento del semiasse maggiore e da anti-allineato ad allineato con l'aumento della distanza del perielio. Quest'ultimo comporterebbe che le orbite dei sednoidi fossero orientate di fronte alla maggior parte degli altri eTNO. Planet Nine modifica le orbite degli eTNO tramite una combinazione di effetti. Su scale temporali molto lunghe, il Pianeta Nove esercita una coppia sulle orbite degli eTNO che varia con l'allineamento delle loro orbite con quella del Pianeta Nove. I risultanti scambi di momento angolarefar sì che la perielia si sollevi, ponendola in orbite simili a Sedna, e in seguito cada, riportandole alle loro orbite originali dopo diverse centinaia di milioni di anni. Il movimento delle loro direzioni del perielio si inverte anche quando le loro eccentricità sono piccole, mantenendo gli oggetti anti-allineati, vedi curve blu sul diagramma o curve rosse allineate. Su scale temporali più brevi, le risonanze del moto medio con Planet Nine forniscono protezione di fase, che stabilizza le loro orbite alterando leggermente i semiassi maggiori degli oggetti, mantenendo le loro orbite sincronizzate con Planet Nine e prevenendo avvicinamenti ravvicinati. La gravità di Nettuno e degli altri pianeti giganti e l'inclinazione dell'orbita del Pianeta Nove indeboliscono questa protezione. Ciò si traduce in un caoticovariazione dei semiassi maggiori quando gli oggetti saltellano tra le risonanze, comprese le risonanze di alto ordine come 27:17, su scale temporali di milioni di anni. Le risonanze del moto medio potrebbero non essere necessarie per la sopravvivenza degli eTNO se essi e il Pianeta Nove sono entrambi su orbite inclinate. I poli orbitali degli oggetti ruotano attorno, o circolano, al polo del piano di Laplace del Sistema Solare . A grandi semi-assi maggiori il piano di Laplace è deformato verso il piano dell'orbita del Pianeta Nove. Ciò fa sì che i poli orbitali degli eTNO siano in media inclinati verso un lato e che le loro longitudini dei nodi ascendenti siano raggruppate. Il pianeta nove può fornire eTNO in orbite approssimativamente perpendicolari all'eclittica. Sono stati osservati diversi oggetti con inclinazioni elevate, maggiori di 50 ° e grandi semiassi maggiori, superiori a 250 UA. [76] Queste orbite sono prodotte quando alcuni eTNO a bassa inclinazione entrano in una risonanza secolare con il Pianeta Nove al raggiungimento di orbite a bassa eccentricità. La risonanza fa aumentare le loro eccentricità e inclinazioni, consegnando gli eTNO in orbite perpendicolari con perieli bassi dove vengono osservati più facilmente. Gli eTNO si evolvono quindi in retrogradiorbite con eccentricità inferiori, dopo di che passano attraverso una seconda fase di orbite perpendicolari ad alta eccentricità, prima di tornare alle orbite di bassa eccentricità e inclinazione. La risonanza secolare con il Pianeta Nove implica una combinazione lineare degli argomenti dell'orbita e delle longitudini del perielio: Δϖ - 2ω. A differenza del meccanismo Kozai, questa risonanza fa sì che gli oggetti raggiungano la loro massima eccentricità quando si trovano in orbite quasi perpendicolari. Nelle simulazioni condotte da Batygin e Morbidelli questa evoluzione è stata relativamente comune, con il 38% degli oggetti stabili che l'ha subita almeno una volta.  argomenti del perielio di questi oggetti sono raggruppati vicino o di fronte a quello del Pianeta Nove e le loro longitudini del nodo ascendente sono raggruppati intorno a 90 ° in entrambe le direzioni dal Pianeta Nove quando raggiungono il perielio basso. Questo concorda approssimativamente con le osservazioni con le differenze attribuite agli incontri lontani con i pianeti giganti conosciuti. Una popolazione di TNO ad alta inclinazione con semiassi maggiori inferiori a 100 UA può essere generata dagli effetti combinati del Pianeta Nove e degli altri pianeti giganti. Gli eTNO che entrano nelle orbite perpendicolari hanno il perielio abbastanza basso da consentire alle loro orbite di intersecare quelle di Nettuno o degli altri pianeti giganti. Un incontro con uno di questi pianeti può abbassare il semiasse maggiore di un eTNO al di sotto di 100 UA, dove le orbite dell'oggetto non sono più controllate dal Pianeta Nove, lasciandolo in un'orbita come 2008 KV 42 . La distribuzione orbitale prevista del più longevo di questi oggetti non è uniforme. La maggior parte avrebbe orbite con perieli che vanno da 5 UA a 35 UA e inclinazioni inferiori a 110 °; oltre un varco con pochi oggetti ce ne sarebbero altri con inclinazioni prossime a 150 ° e perieli prossimi a 10 UA. [26]In precedenza è stato proposto che questi oggetti abbiano avuto origine nella nube di Oort, una nuvola teorica di planetesimi ghiacciati che circonda il Sole a distanze da 2.000 a 200.000 UA. Nelle simulazioni senza Planet Nine, tuttavia, viene prodotto un numero insufficiente dalla nube di Oort rispetto alle osservazioni. Alcuni di questi oggetti possono diventare trojan Giove retrogradi. Il pianeta Nove altererebbe le regioni di origine e la distribuzione dell'inclinazione delle comete. Nelle simulazioni della migrazione dei pianeti giganti descritte dal modello di Nizza vengono catturati meno oggetti nella nuvola di Oort quando viene incluso Planet Nine. Altri oggetti verrebbero catturati in una nuvola di oggetti controllati dinamicamente dal Pianeta Nove. Questa nube Planet Nine, composta dagli eTNO e dagli oggetti perpendicolari, si estenderebbe da semiassi maggiori di 200 AU a 3000 AU e conterrebbe circa 0,3-0,4 masse terrestri. [52] [67]Quando la perielia degli oggetti nella nube del Pianeta Nove scende abbastanza in basso da permettere loro di incontrare gli altri pianeti, alcuni sarebbero dispersi in orbite che entrano nel Sistema Solare interno dove potrebbero essere osservati come comete. Se il pianeta nove esistesse, costituirebbe circa un terzo delle comete di tipo Halley . Le interazioni con il pianeta nove aumenterebbero anche le inclinazioni degli oggetti disco sparsi che attraversano la sua orbita. Ciò potrebbe risultare in più con inclinazioni moderate di 15-30 gradi rispetto a quanto osservato. Le inclinazioni delle comete della famiglia Giove derivate da quella popolazione avrebbero anche una distribuzione dell'inclinazione più ampia di quella osservata. Stime recenti di una massa e un'eccentricità minori per il Pianeta Nove ridurrebbe il suo effetto su queste inclinazioni. Nel febbraio 2019, il totale di eTNO che corrispondevano all'ipotesi originale di avere un semiasse maggiore di oltre 250 UA era aumentato a 14 oggetti. Sulla base dei nuovi oggetti, i parametri orbitali aggiornati del Pianeta Nove ipotizzato erano:

• semiasse maggiore di 400-500 UA;
• eccentricità orbitale di 0,15-0,3;
• inclinazione orbitale intorno a 20 °;
• massa di circa 5 masse terrestri.

Batygin è stato cauto nell'interpretare i risultati della simulazione sviluppata per l'articolo di ricerca suo e di Brown, dicendo: "Finché il pianeta nove non viene ripreso dalla telecamera, non conta come reale. Tutto ciò che abbiamo ora è un'eco". Brown ha valutato le probabilità per l'esistenza del Pianeta Nove a circa il 90%. Greg Laughlin , uno dei pochi ricercatori che conosceva in anticipo questo articolo, fornisce una stima del 68,3%. Altri scienziati scettici richiedono più dati in termini di ulteriori KBO da analizzare o prove finali attraverso conferme fotografiche. Brown, pur ammettendo il punto degli scettici, pensa ancora che ci siano dati sufficienti per avviare la ricerca di un nuovo pianeta. L'ipotesi Planet Nine è supportata da diversi astronomi e accademici. Jim Green , direttore del Science Mission Directorate della NASA , ha affermato che "le prove sono più forti ora di quanto non lo fossero prima". [86] Ma Green ha anche messo in guardia sulla possibilità di altre spiegazioni per il movimento osservato di eTNO distanti e, citando Carl Sagan , ha detto, "affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie". Il professor Tom Levenson del Massachusetts Institute of Technology ha concluso che, per ora, Planet Nine sembra l'unica spiegazione soddisfacente per tutto ciò che ora si sa sulle regioni esterne del Sistema Solare. AstronomoAlessandro Morbidelli , che ha recensito l'articolo di ricerca per The Astronomical Journal , è d'accordo, dicendo: "Non vedo alcuna spiegazione alternativa a quella offerta da Batygin e Brown". L'astronomo Renu Malhotra rimane agnostico sul Pianeta Nove, ma ha notato che lei ei suoi colleghi hanno scoperto che le orbite degli eTNO sembrano inclinate in un modo difficile da spiegare altrimenti. "La quantità di curvatura che vediamo è semplicemente folle", ha detto. "Per me, è la prova più intrigante del Pianeta Nove che abbia incontrato finora." Altre autorità hanno diversi gradi di scetticismo. L'astrofisico americano Ethan Siegel , che in precedenza aveva ipotizzato che i pianeti potessero essere stati espulsi dal Sistema Solare durante una precoce instabilità dinamica, è scettico sull'esistenza di un pianeta da scoprire nel Sistema Solare. In un articolo del 2018 che discuteva un sondaggio che non ha trovato prove di raggruppamento delle orbite degli eTNO, suggerisce che il raggruppamento osservato in precedenza potrebbe essere stato il risultato dell'osservazione di pregiudizi e afferma che la maggior parte degli scienziati ritiene che il Pianeta Nove non esista. Scienziato planetario Hal Levisonpensa che la possibilità che un oggetto espulso finisca nella nuvola di Oort interna è solo del 2% circa e ipotizza che molti oggetti debbano essere stati lanciati oltre la nuvola di Oort se uno è entrato in un'orbita stabile. Qualche scetticismo per Planet Nine nel 2020 si basa sui risultati del sondaggio sulle origini del sistema solare esterno e del sondaggio sull'energia oscura . Con OSSOS che documenta oltre 800 oggetti transnettuniani e il DES che ne scopre 316 nuovi. [91] Entrambe le indagini aggiustate per il bias osservazionale e hanno concluso che degli oggetti osservati non c'erano prove di raggruppamento. Gli autori vanno oltre spiegando che praticamente tutte le orbite degli oggetti possono essere spiegate da fenomeni fisici piuttosto che da un nono pianeta come proposto da Brown e Batygin. Un'autrice di uno degli studi Samantha Lawler ha affermato che l'ipotesi del pianeta nove proposta da Brown e Batygin "non regge le osservazioni dettagliate", sottolineando la dimensione del campione molto più grande di 800 oggetti rispetto ai 14 molto più piccoli e che su detti oggetti erano "prematuri". È andata oltre per spiegare che il fenomeno di queste orbite estreme potrebbe essere dovuto all'occultazione gravitazionale da Nettuno quando migrò verso l'esterno in precedenza nella storia del Sistema Solare.

Ricerche ed ipotesi alternative

Raggruppamento temporaneo o casuale

Prova anche tu ad individuare Planet Nine: sotto ci sono delle foto scattate a distanza di mesi o anni. Cerca oggetti che compaiano in tre immagini e che si muovano. Se li trovi segui le istruzioni qui sotto.

Istruzioni:

1) Scarica queste immagini.

2) Evidenzia l'oggetto in questione SU TUTTE LE FOTO

3) Invia alla mail alessiomiliucci@yahoo.it le foto modificate.

4) Faremo delle ricerche per scoprire se l'oggetto è già stato scoperto.

5) Ti scriveremo il risultato delle ricerche.

6) Se il risultato sarà negativo invieremo le tue immagini sul sito della NASA. Potresti aver scoperto un nuovo mondo.

Visibilità e posizione

A causa della sua estrema distanza dal Sole, il Pianeta Nove rifletterebbe poca luce solare, sfuggendo potenzialmente agli avvistamenti del telescopio. Si prevede che abbia una magnitudine apparente più debole di 22, rendendolo almeno 600 volte più debole di Plutone .  Se il pianeta Nove esiste ed è vicino al perielio, gli astronomi potrebbero identificarlo sulla base di immagini esistenti. All'afelio sarebbero necessari i telescopi più grandi, ma se il pianeta si trova attualmente nel mezzo, molti osservatori potrebbero individuare il pianeta nove. Statisticamente, è più probabile che il pianeta si trovi vicino al suo afelio a una distanza maggiore di 600 UA. Questo perché gli oggetti si muovono più lentamente quando sono vicini al loro afelio, in conformità con la seconda legge di Keplero . Uno studio del 2019 ha stimato che Planet Nine, se esiste, potrebbe essere più piccolo e più vicino di quanto si pensasse inizialmente. Ciò renderebbe l'ipotetico pianeta più luminoso e più facile da individuare, con una magnitudine apparente di 21-22. Secondo il professore dell'Università del Michigan Fred Adams, entro i prossimi 10-15 anni, Planet Nine sarà osservabile o saranno stati raccolti dati sufficienti per escludere la sua esistenza.

Ricerche di dati esistenti

La ricerca di database di oggetti stellari da parte di Batygin e Brown ha già escluso gran parte del cielo lungo l'orbita prevista del Pianeta Nove. Le restanti regioni includono la direzione del suo afelio, dove sarebbe troppo debole per essere individuato da questi rilievi, e vicino al piano della Via Lattea , dove sarebbe difficile distinguerlo dalle numerose stelle. Questa ricerca includeva i dati d'archivio del Catalina Sky Survey fino alla magnitudo c. 19, Pan-STARRS alla magnitudine 21,5 e dati a infrarossi dal satellite WISE ( Wide-field Infrared Survey Explorer ). Più recentemente hanno cercato anche il rilascio dei dati del primo anno dalZwicky Transient Facility senza identificare il pianeta nove. Altri ricercatori hanno condotto ricerche sui dati esistenti. David Gerdes, che ha contribuito a sviluppare la fotocamera utilizzata nel Dark Energy Survey , afferma che il software progettato per identificare oggetti distanti del Sistema Solare come UZ 224 del 2014 potrebbe trovare il Pianeta Nove se fosse stato ripreso come parte di quel sondaggio, che copriva un quarto del cielo del sud. Anche Michael Medford e Danny Goldstein, studenti laureati presso l' Università della California, Berkeley , stanno esaminando i dati archiviati utilizzando una tecnica che combina immagini scattate in momenti diversi. Utilizzando un supercomputer compenseranno le immagini per tenere conto del movimento calcolato del Pianeta Nove, consentendo di combinare molte immagini deboli di un oggetto in movimento debole per produrre un'immagine più luminosa. [80] È stata condotta anche una ricerca che combina più immagini raccolte dai dati WISE e NEOWISE senza rilevare il Pianeta Nove. Questa ricerca ha coperto regioni del cielo lontane dal piano galattico alla lunghezza d'onda "W1" (la lunghezza d'onda di 3,4 μm usata da WISE) e si stima che sia in grado di rilevare un oggetto di massa di 10 terrestri fino a 800-900 UA.

Ricerche in corso

Poiché si prevede che il pianeta sarà visibile nell'emisfero settentrionale, la ricerca primaria dovrebbe essere eseguita utilizzando il telescopio Subaru, che ha sia un'apertura abbastanza grande per vedere oggetti deboli che un ampio campo visivo per accorciare la ricerca. Due squadre di astronomi - Batygin e Brown, così come Trujillo e Sheppard - stanno intraprendendo questa ricerca insieme, ed entrambe si aspettano che la ricerca richieda fino a cinque anni. Brown e Batygin inizialmente restrinsero la ricerca del Pianeta Nove a circa 2.000 gradi quadrati di cielo vicino a Orione, una fascia di spazio che Batygin pensa potrebbe essere coperta in circa 20 notti dal telescopio Subaru. Successivi perfezionamenti di Batygin e Brown hanno ridotto lo spazio di ricerca a 600-800 gradi quadrati di cielo. Nel dicembre 2018, hanno trascorso 4 mezze notti e 3 notti intere osservando con il telescopio Subaru. A causa dell'inafferrabilità dell'ipotetico pianeta, è stato proposto di utilizzare diversi metodi di rilevamento quando si cerca un pianeta di massa super-terrestre che vanno dall'uso di telescopi diversi all'uso di più veicoli spaziali. Alla fine di aprile e all'inizio di maggio 2020 Scott Lawrence ha proposto quest'ultimo metodo per trovarlo poiché più veicoli spaziali avrebbero vantaggi che i telescopi terrestri non hanno.

Radiazioni

Sebbene un pianeta lontano come il Pianeta Nove rifletterebbe poca luce, a causa della sua grande massa irradierà comunque il calore dalla sua formazione mentre si raffredda. Alla sua temperatura stimata di 47 K (-226,2 ° C), il picco delle sue emissioni sarebbe alle lunghezze d' onda dell'infrarosso. Questa firma di radiazione potrebbe essere rilevata da telescopi submillimetrici terrestri, come ALMA, e una ricerca potrebbe essere condotta da esperimenti di fondo a microonde cosmici operanti a lunghezze d'onda in mm. Jim Green del Science Mission Directorate della NASA è ottimista sul fatto che possa essere osservato dalJames Webb Space Telescope , il successore del telescopio spaziale Hubble , che dovrebbe essere lanciato nel 2021.

Citzen Science

Il progetto Zooniverse Backyard Worlds, avviato a febbraio 2017, utilizza i dati di archivio della sonda spaziale WISE per cercare il pianeta nove. Il progetto cercherà anche oggetti substellari come le nane brune nelle vicinanze del Sistema Solare. 32.000 animazioni di quattro immagini ciascuna, che costituiscono il 3% dei dati WISE, sono state caricate sul sito web di Backyard Worlds. Cercando oggetti in movimento nelle animazioni, i cittadini scienziati potrebbero trovare Planet Nine. Nell'aprile 2017, utilizzando i dati del telescopio SkyMapper al Siding Spring Observatory , i cittadini scienziati sulla piattaforma Zooniverse hanno riportato quattro candidati per Planet Nine. Questi candidati saranno seguiti dagli astronomi per determinarne la fattibilità. Il progetto, iniziato il 28 marzo 2017, ha completato i propri obiettivi in ​​meno di tre giorni con circa cinque milioni di classificazioni da parte di oltre 60.000 individui. Il progetto Zooniverse Catalina Outer Solar System Survey , avviato nell'agosto 2020, utilizza i dati di archivio del Catalina Sky Survey per cercare TNO. A seconda delle dimensioni, della distanza e della magnitudine, i cittadini scienziati potrebbero trovare il pianeta nove.

Misurazioni Cassini

Osservazioni precise dell'orbita di Saturno utilizzando i dati di Cassini suggeriscono che il Pianeta Nove non potrebbe essere in alcune sezioni della sua orbita proposta perché la sua gravità causerebbe un effetto notevole sulla posizione di Saturno. Questi dati non dimostrano né smentiscono l'esistenza del Pianeta Nove. Un'analisi iniziale di Fienga, Laskar, Manche e Gastineau utilizzando i dati di Cassini per cercare i residui orbitali di Saturno, piccole differenze con la sua orbita prevista a causa del Sole e dei pianeti conosciuti, non era coerente con il Pianeta Nove che si trovava con una vera anomalia , il posizione lungo la sua orbita rispetto al perielio, da −130 ° a −110 ° o da −65 ° a 85 °. L'analisi, utilizzando i parametri orbitali di Batygin e Brown per il Pianeta Nove, suggerisce che la mancanza di perturbazioni all'orbita di Saturno è meglio spiegata se il Pianeta Nove si trova in una vera anomalia di117,8 °+ 11 °−10 °. In questa posizione, il pianeta nove sarebbe approssimativamente 630 UA dal Sole, con ascensione retta vicino al 2 h e declinazione vicino ai -20 °, in Cetus . Al contrario, se il presunto pianeta è vicino all'afelio, si troverebbe vicino all'ascensione retta da 3,0 ore a 5,5 ore e una declinazione da -1 ° a 6 °.Una successiva analisi dei dati di Cassini da parte degli astrofisici Matthew Holman e Matthew Payne ha rafforzato i vincoli sulle possibili posizioni del Pianeta Nove. Holman e Payne hanno sviluppato un modello più efficiente che ha permesso loro di esplorare una gamma più ampia di parametri rispetto all'analisi precedente. I parametri identificati utilizzando questa tecnica per analizzare i dati Cassini sono stati poi incrociati con i vincoli dinamici di Batygin e Brown sull'orbita del Pianeta Nove. Holman e Payne hanno concluso che è molto probabile che il Pianeta Nove si trovi entro 20 ° da RA = 40 °, Dec = -15 °, in un'area del cielo vicino alla costellazione del Cetus. William Folkner, uno scienziato planetario presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL), ha affermato che la sonda Cassini non sta subendo deviazioni inspiegabili nella sua orbita attorno a Saturno. Un pianeta sconosciuto influenzerebbe l'orbita di Saturno, non Cassini . Ciò potrebbe produrre una firma nelle misurazioni di Cassini , ma JPL non ha visto firme inspiegabili nei dati di Cassini .

Da Plutone

Un'analisi nel 2016 dell'orbita di Plutone da parte di Holman e Payne ha rilevato perturbazioni molto più grandi di quanto previsto da Batygin e dall'orbita proposta da Brown per il Pianeta Nove. Holman e Payne hanno suggerito tre possibili spiegazioni: errori sistematici nelle misurazioni dell'orbita di Plutone; una massa non modellata nel Sistema Solare, come un piccolo pianeta nella gamma di 60-100 AU (potenzialmente spiegando la scogliera di Kuiper ); o un pianeta più massiccio o più vicino al Sole al posto del pianeta previsto da Batygin e Brown. 

Orbite di comete quasi paraboliche

Un'analisi delle orbite delle comete con orbite quasi paraboliche identifica cinque nuove comete con orbite iperboliche che si avvicinano all'orbita nominale del Pianeta Nove descritta nell'articolo iniziale di Batygin e Brown. Se queste orbite sono iperboliche a causa di incontri ravvicinati con il Pianeta Nove, l'analisi stima che il Pianeta Nove è attualmente vicino all'afelio con un'ascensione retta di 83-90 ° e una declinazione di 8-10 °. Scott Sheppard, che è scettico su questa analisi, osserva che molte forze differenti influenzano le orbite delle comete.

Occultazioni di Jupiter Trojans

Malena Rice e Gregory Laughlin hanno proposto di costruire una rete di telescopi per rilevare le occultazioni di Jupiter Trojans. La tempistica di queste occultazioni fornirebbe un'astrometria precisa di questi oggetti, consentendo il monitoraggio delle loro orbite per le variazioni dovute alla marea dal Pianeta Nove.

Prevediamo il semiasse maggiore

Un'analisi di Sarah Millholland e Gregory Laughlin ha identificato un modello di commensurabilità (rapporti tra periodi orbitali di coppie di oggetti coerenti con l'essere entrambi in risonanza con un altro oggetto) degli eTNO. Identificano cinque oggetti che sarebbero vicini alle risonanze con il Pianeta Nove se avesse un semiasse maggiore di 654 UA: Sedna (3: 2), 2004 VN 112 (3: 1), 2012 VP 113 (4: 1), 2000 CR 105 (5: 1) e 2001 FP 185 (5: 1). Identificano questo pianeta come Planet Nine ma propongono un'orbita diversa con un'eccentricità e ≈ 0,5, inclinazione i≈ 30 °, argomento del perielio ω ≈ 150 ° e longitudine del nodo ascendente Ω ≈ 50 ° (l'ultimo differisce dal valore di 90 ° di Brown e Batygin). Carlos e Raul de la Fuente Marcos notano anche commensurabilità tra gli eTNO noti simili a quella della fascia di Kuiper, dove si verificano commensurabilità accidentali a causa di oggetti in risonanza con Nettuno. Scoprono che alcuni di questi oggetti sarebbero in risonanze 5: 3 e 3: 1 con un pianeta che aveva un semiasse maggiore di ≈700 UA. È stato anche proposto che tre oggetti con semiassi maggiori più piccoli vicino a 172 UA ( 2013 UH 15 , 2016 QV 89 e 2016 QU 89 ) siano in risonanza con il Pianeta Nove. Questi oggetti sarebbero in risonanza e anti-allineati con il Pianeta Nove se avesse un semiasse maggiore di 315 UA, al di sotto dell'intervallo proposto da Batygin e Brown. In alternativa, potrebbero essere in risonanza con il Pianeta Nove, ma avere orientamenti orbitali che circolano invece di essere confinati dal Pianeta Nove se avesse un semiasse maggiore di 505 UA. Un'analisi successiva di Elizabeth Bailey, Michael Brown e Konstantin Batygin ha scoperto che se Planet Nine si trova in un'orbita eccentrica e inclinata, la cattura di molti degli eTNO in risonanze di ordine superiore e il loro trasferimento caotico tra le risonanze impedisce l'identificazione del semi-major di Planet Nine asse utilizzando le osservazioni correnti. Hanno anche determinato che le probabilità che i primi sei oggetti osservati siano in rapporti di periodo N / 1 o N / 2 con il Pianeta Nove sono inferiori al 5% se ha un'orbita eccentrica.

Come chiamarlo

Planet Nine non ha un nome ufficiale e non ne riceverà uno a meno che la sua esistenza non venga confermata tramite immagini. Solo due pianeti, Urano e Nettuno, sono stati scoperti nel Sistema Solare durante la storia documentata. Tuttavia, molti pianeti minori , inclusi pianeti nani come Plutone, asteroidi e comete sono stati scoperti e nominati. Di conseguenza, esiste un processo consolidato per denominare gli oggetti del sistema solare scoperti di recente. Se si osserva il Pianeta Nove, l' Unione Astronomica Internazionale certificherà un nome, con priorità solitamente data a un nome proposto dai suoi scopritori. È probabile che sia un nome scelto dalla Mitologia grecoromana. Nel loro articolo originale, Batygin e Brown si riferivano semplicemente all'oggetto come "perturbatore",e solo in comunicati stampa successivi usarono "Planet Nine". Hanno anche usato i nomi " Giosafat " e "Giorgio" (un riferimento al nome proposto da William Herschel per Urano ) per il Pianeta Nove. Brown ha dichiarato: "In realtà lo chiamiamo Phattie quando ci stiamo solo parlando". In un'intervista del 2019 con Derek Muller per il canale YouTube Veritasium , Batygin ha anche suggerito informalmente, sulla base di una petizione su Change.org, per dare al pianeta il nome del cantante David Bowie e per nominare eventuali potenziali lune del pianeta con i personaggi del catalogo delle canzoni di Bowie, come Ziggy Stardust o Starman. Sono state fatte battute collegando "Planet Nine" al film horror di fantascienza di Ed Wood del 1959 Plan 9 from Outer Space. In connessione con l'ipotesi Planet Nine, il titolo del film è recentemente entrato nel discorso accademico. Nel 2016, un articolo intitolato Planet Nine from Outer Space sul pianeta ipotizzato nella regione esterna del Sistema Solare è stato pubblicato su Scientific American. Diverse conferenze da allora hanno usato lo stesso gioco di parole, come ha fatto una conferenza di Mike Brown tenuta nel 2019. Persefone, la moglie della divinità Plutone, era un nome popolare comunemente usato nella fantascienza per un pianeta oltre Nettuno. Tuttavia, è improbabile che al Pianeta Nove o qualsiasi altro pianeta ipotizzato oltre Nettuno venga dato il nome Persefone una volta confermata la sua esistenza, poiché è già il nome dell'asteroide 399 Persefone. Nel 2018, lo scienziato planetario Alan Stern ha obiettato al nome Planet Nine , dicendo: "È uno sforzo per cancellare l' eredità di Clyde Tombaugh ed è francamente offensivo", suggerendo il nome Planet X fino alla sua scoperta. Ha firmato una dichiarazione con altri 34 scienziati dicendo: "Riteniamo inoltre che l'uso di questo termine [Planet Nine] dovrebbe essere interrotto a favore di termini culturalmente e tassonomicamente neutri per tali pianeti, come Planet X, Planet Next o Giant Planet Five ". Secondo Brown, "Planet X non è un riferimento generico a qualche pianeta sconosciuto, ma una previsione specifica di Lowell che ha portato alla scoperta (accidentale) di Plutone. La nostra previsione non è correlata a questa previsione. "