Il motivo per cui non abbiamo trovato il pianeta nove

E la teoria si oppone alla sua esistenza

Immagine di Ivan Shaykov

Ci sono due grandi oceani che l'umanità deve ancora esplorare: gli oceani inquieti blu profondo qui sulla Terra e gli oceani sempre più vasti dello spazio. Pensare che sia improbabile che ci sia un pianeta nascosto nel nostro Sistema Solare non è così incredibile se si considera che la grande maggioranza del nostro pianeta è ancora un mistero per noi e che ci sono creature che nuotano nelle nostre acque che non abbiamo idea esistere. E le grandi pianure oscure dello spazio? Bene, sono ancora più bravi a mantenere segreti, anche se si trovano nel nostro Sistema Solare.

Il Pianeta Nove, o Pianeta X, come viene talvolta chiamato, è un pianeta sospettato di influenzare le orbite di un gruppo di oggetti transnettunali (TNO) nella Cintura di Kuiper, un disco che si estende oltre Nettuno e contiene corpi rocciosi e ghiacciati rimasti dalla formazione del Sistema Solare. Plutone è uno dei più grandi e massicci TNO, anche se è ancora solo una frazione delle dimensioni della luna. I TNO interessati sono raggruppati spazialmente e seguono percorsi altamente ellittici mentre la maggior parte degli altri oggetti segue percorsi quasi circolari attorno al sole. Ciò non è causato dall'interazione con gli otto pianeti conosciuti né è probabilmente un prodotto del caso (in effetti, le probabilità che ciò avvenga in modo casuale sono inferiori all'1%).

Questo grafico mostra il percorso del Pianeta Nove in arancione mentre gli oggetti della Cintura di Kuiper viaggiano nel piano e perpendicolari al piano della presunta super-Terra. Immagine di Caltech / R. Hurt (IPAC).

Planet Nine è una soluzione attraente per molte ragioni. Non solo spiegherebbe le orbite di questi oggetti, ma avrebbe anche statisticamente più senso. La dimensione più comune per i pianeti osservati nell'universo è una super-Terra - pianeti con una massa superiore alla Terra ma inferiore a Nettuno o Urano. Mentre non ne abbiamo nel nostro Sistema Solare, si sospetta che Planet Nine sia circa 10 volte la massa della Terra e viaggi lungo un'orbita eccezionalmente ampia che si estende 20 volte più grande dell'orbita di Nettuno. Ciò significa che per compiere un'orbita, l'ipotetico pianeta impiegherebbe tra 10.000 e 20.000 anni. Le nostre migliori possibilità di osservarlo si basano sul fatto che si trova nella parte della sua orbita più vicina al sole. Se si trova in una parte più lontana della sua orbita, diciamo oltre 1.000 UA (una UA è la distanza dalla Terra al Sole o circa 93 milioni di miglia), diventa un enorme ostacolo da rilevare. Questo perché a quel punto sarebbe più di un milione di volte meno luminoso dei nostri telescopi.

Nel suo ultimo articolo, l'ingegnere aerospaziale e il buon amico Brandon Weigel riporta i numeri esatti su quanto sarebbe difficile scoprire il pianeta inafferrabile.

Ma mentre alcuni scienziati sostengono l'esistenza di un altro pianeta fino al 90%, studi come quello dell'Università americana di Beirut e Cambridge tentano di dimostrare che tale pianeta non è necessario. Invece, potrebbe essere un disco di materiale ghiacciato che influenza i TNO. In alcune gamme e forme di massa identificate, piccoli oggetti sparsi potrebbero avere la gravità collettiva necessaria per creare le orbite altamente ellittiche. È un fenomeno che è stato osservato in altri sistemi solari in cui materiale ghiacciato ai loro bordi può causare le strane orbite di altri oggetti al loro interno. La teoria ha anche un modello matematico e tiene conto con successo di tutti gli altri otto pianeti del Sistema Solare. Tuttavia, come Planet Nine, questo disco non è stato ancora osservato nonostante sia più facile da rilevare di un pianeta debole. Il modello richiede anche che esistano oggetti ghiacciati 10 volte più numerosi di Nettuno rispetto a quanto gli scienziati stimano in realtà. L'astronomo Mike Brown afferma che è improbabile che un disco come quello proposto esista per miliardi di anni nel nostro Sistema Solare.

Subaru è lo stesso telescopio che ha aiutato a trovare Farout, l'oggetto più distante nel nostro Sistema Solare. È il primo oggetto che abbiamo visto in orbita oltre le 100 AU (9 miliardi di miglia) e studiare ulteriormente il suo percorso nel corso degli anni ci aiuterà a vedere se supporta prove per Planet Nine. Farout (VG18 2018) può essere visto muoversi al centro. Immagine di Scott S. Sheppard / David Tholen.

Delle regioni del cielo in cui è più probabile trovare il Pianeta Nove, è stato cercato solo circa il 25% e di solito non è alla profondità richiesta per trovare un oggetto che oscuri. Anche il telescopio spaziale Hubble ha un campo visivo troppo ristretto per fornire molto aiuto nella ricerca. Ma c'è ancora speranza. Il telescopio Subaru alle Hawaii ha un campo visivo più ampio ed è uno dei più grandi telescopi al mondo, offrendo ai ricercatori la capacità di osservare aree della dimensione di 4.000 lune. Se ciò non aiuta, entro il 2020 il Large Synoptic Survey Telescope sarà operativo dal suo posto nelle Ande cilene. Costruito per studiare misteri come la materia oscura e l'energia oscura, il telescopio rileverà una vasta area del cielo e compilerà una grande quantità di dati e immagini sugli oggetti astronomici.

Proxima b è stata anche una sfida da scoprire sebbene sia l'esopianeta più vicino alla Terra, in orbita attorno alla nostra stella vicina Proxima Centauri. Entrambi sono piuttosto piccoli e ci sono voluti quasi un decennio per rilevare l'esopianeta usando i movimenti della sua stella madre. La nostra tecnologia attuale era appena in grado di rilevarla. E mentre i team di ricerca nella ricerca di Planet Nine hanno una settimana di osservazione ogni anno, gli ostacoli meteorologici hanno reso ancora più difficile pianificare una ricerca approfondita.

Progetti come Next Generation CMB Experiment saranno i principali attori nel determinare se esiste o meno il pianeta misterioso. Anche al limite di 1.000 UA menzionato in precedenza, i telescopi dedicati e le loro telecamere altamente sensibili sarebbero in grado di raccogliere un pianeta con una massa 10 volte inferiore a quella del Pianeta Nove.

È possibile che sia Planet Nine sia un disco ghiacciato come quello qui raffigurato siano responsabili delle orbite degli oggetti della Cintura di Kuiper. Immagine di European Southern Observatory / M. Kornmesser.

Quando vediamo le nuove scoperte di esopianeti lontani o le immagini dettagliate dei nostri giganti gassosi, può essere facile dimenticare che non abbiamo ancora un'immagine chiara e dettagliata dello spazio. Possiamo studiare le coste e le barriere coralline delle nostre spiagge più belle, ma ciò non significa che il resto dell'oceano non sia ancora un mistero in corso. E se il mezzo è freddo, acqua scura o il vuoto dell'universo, ci sono ancora molti posti in cui la nostra tecnologia non è stata mappata. Molti posti probabilmente ospitano nuovi mondi.

Questo articolo è stato una collaborazione con lo scrittore e ingegnere Medium Brandon Weigel. Si prega di leggere qui il suo articolo in cui fornisce una panoramica dettagliata e affascinante della difficoltà di cercare un nuovo pianeta.