A possível existência do nono planeta do sistema solar tornou-se conhecida em janeiro de 2016. O planeta X está associado à inclinação do eixo de rotação do Sol, à destruição do sistema planetário e à ocorrência de cataclismos na Terra. Ao mesmo tempo, os cientistas avançaram na compreensão do papel deste corpo celeste no sistema solar, modelaram sua estrutura interna e propuseram hipóteses que explicam a origem do planeta X. "Lenta.ru" fala sobre as últimas pesquisas.
A possível descoberta do planeta X fora da órbita de Plutão foi relatada pelos astrônomos Mike Brown e Konstantin Batygin do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena (EUA). O provável nono planeta do sistema solar é cerca de dez vezes mais pesado que a Terra e gira em torno da estrela em uma órbita alongada (e em um plano inclinado em relação à órbita terrestre) com um período de 15 mil anos. Em termos de propriedades físicas e químicas, lembra os gigantes de gelo Urano e Netuno. Como acreditam Brown e Batygin, este objeto espacial 4,5 bilhões de anos atrás foi retirado do disco protoplanetário próximo ao sol.
A distância mais próxima dele ao Sol é de 200 unidades astronômicas (isso é sete vezes mais do que do Sol a Netuno). A distância máxima do planeta X é estimada em 600-1200 unidades astronômicas, o que coloca sua órbita fora do cinturão de Kuiper, no qual Plutão está localizado. Brown e Batygin estimam a probabilidade de erro em 0,007 por cento. Os cientistas descobriram o novo planeta analisando a perturbação gravitacional que ele exerce em outros corpos celestes.
Física e Quimica
Os astrônomos Esther Linder e Christoph Mordasini da Universidade de Berna (Suíça) chegaram às seguintes conclusões sobre as propriedades físico-químicas deste corpo celeste. O raio é 3,7 vezes o da Terra. A temperatura da atmosfera, consistindo de hidrogênio e hélio, é de 226 graus Celsius negativos. Sob o envelope de gás, há uma camada de gelo de água com uma temperatura de menos 63 graus Celsius. Ainda mais profundo - uma fina camada de manto de silicato, sob a qual um núcleo de ferro está escondido. Sua temperatura é estimada em 3,4 mil graus Celsius. De acordo com os astrônomos, o Planeta X emite cerca de mil vezes mais energia do que absorve e está gradualmente resfriando. Os cientistas acreditam que o Planeta X é uma cópia menor dos gigantes gasosos Urano e Netuno.
Possível estrutura do Planeta X
Vídeo promocional:
Imagem: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern
Os colegas astrônomos americanos acreditam que a cor do planeta X é azul escuro, mais escuro que Netuno, que tem uma tonalidade azul escura na faixa ótica, e Urano com seu envelope gasoso azul claro. Como as temperaturas no Planeta X são extremamente baixas, praticamente não há gás metano na atmosfera, ao contrário do envelope de gás de Netuno. Esse composto, segundo os cientistas, se condensa e está localizado na base da atmosfera do planeta ou em suas nuvens.
Visitante
Se Brown e Batygin acreditam que o Planeta X foi eliminado de um disco protoplanetário próximo ao Sol, então seus colegas da Suécia e da França pensam de forma diferente: um corpo celeste pode ser um exoplaneta que o Sol capturou de uma estrela próxima. Em seu trabalho, os cientistas consideraram um cenário segundo o qual o planeta X foi capturado pelo Sol de outra estrela em seu aglomerado de nascimento. O Sol estava localizado em um agrupamento de vários milhares de estrelas jovens, e os planetas se moviam entre eles em baixas velocidades (cerca de um quilômetro por segundo).
Órbita do planeta X (marcada em amarelo)
Imagem: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Isso requer o cumprimento simultâneo de três condições. Em primeiro lugar, a captura do planeta X pelo Sol deveria ter ocorrido a uma distância de cerca de 150 unidades astronômicas dele (para evitar perturbações do cinturão de Kuiper). Em segundo lugar, o exoplaneta teve que girar em torno de outra estrela em um aglomerado a uma grande distância dela (de cem unidades astronômicas). Isso permitiria ao Sol superar o impacto de sua primeira estrela no Planeta X. A terceira condição é que após a captura de um exoplaneta pelo Sol, seja possível reproduzir a configuração dinâmica atual do Sistema Solar. Na modelagem realizada na estrutura do problema de N-corpos, os astrônomos mostraram que todas as três condições podem ser satisfeitas.
Os astrônomos acreditam que a fase de cluster dura cerca de cem milhões de anos, e isso é o suficiente para a distribuição de planetas massivos e distantes (como Netuno) entre as estrelas mais pesadas. Da mesma forma, pode-se explicar a natureza de muitos objetos transnetunianos no cinturão de Kuiper - aqueles localizados a uma distância de 30 a 55 unidades astronômicas do sol.
Limpar
O planeta X, segundo astrônomos espanhóis e britânicos, é capaz de perturbar as órbitas dos corpos celestes do sistema solar e expulsá-los dele. Os cientistas analisaram a influência do Planeta X no movimento de seis objetos extremos além da órbita de Netuno, cujo semi-eixo maior ultrapassa 150 unidades astronômicas, e o periélio tem 30 unidades astronômicas.
As simulações mostraram que as órbitas do planeta anão Sedna e do candidato 2012 VP113 permanecerão estáveis pelas próximas centenas de milhões de anos. Por outro lado, as trajetórias dos objetos transnetunianos 2004 VN112, 2007 TG422 e 2013 RF98 (esses corpos celestes atingem 100-300 quilômetros de diâmetro) são instáveis e, após várias dezenas de milhões de anos, podem ser expulsos do Sistema Solar pelo Planeta X.
Além disso, a influência do planeta X, astrônomos franceses e brasileiros explicaram a inclinação do plano de Laplace do sistema solar. Os cientistas examinaram a dinâmica dos quatro planetas gigantes - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Cada um desses corpos celestes afeta o vetor de momento angular total do sistema solar, perpendicular ao plano de Laplace. Os astrônomos estudaram o impacto do Planeta X no Sol e planetas gigantes. Descobriu-se que esse efeito explica a inclinação de seis graus entre o plano de Laplace e o plano do equador solar.
O modelo analítico descreve a quantidade de inclinação dependendo da massa, excentricidade (parâmetro de alongamento orbital), semi-eixo maior da órbita do Planeta X e características dos gigantes. Poucos dias antes da publicação desta descoberta, a astrônoma Elizabeth Bailey apresentou conclusões semelhantes em colaboração com os descobridores do planeta X.
Modelo de movimento do sol
Imagem: arXiv.org
Alguns cientistas também se aventuraram em hipóteses mais ousadas. Os astrofísicos Daniel Whitmeier e John Mats, dos Estados Unidos, culparam o Planeta X pela extinção em massa de animais na Terra que ocorre a cada 27 milhões de anos. A teoria é baseada no fato de que a órbita de rotação do Planeta X em torno do Sol se inclina lentamente e a cada 27 milhões de anos cruza o Cinturão de Kuiper (localizado a 30 a 55 UA do Sol). Isso leva a distúrbios gravitacionais e o Planeta X empurra cometas do cinturão de Kuiper para o interior do sistema solar. Eles bombardeiam os planetas (incluindo a Terra). À medida que se aproximam do Sol, eles se desintegram em fragmentos, tornando difícil para a luz do sol alcançar os corpos celestes (incluindo a Terra).
Segundo os cientistas, esse cenário é o mais aceitável para uma explicação cósmica da extinção em massa de animais. Dois outros cenários - a presença de uma segunda estrela próxima ao Sol e as oscilações verticais da estrela ao girar em torno do centro da galáxia, como observam os autores, não recebem confirmação paleontológica. Pela primeira vez, Whitmeier e Mats propuseram sua hipótese em 1985. Seu estudo foi publicado pela Nature and Time (com foto na capa). De acordo com a hipótese original dos cientistas, o Planeta X é de uma a cinco vezes mais pesado que a Terra e localizado cem vezes mais distante do Sol.
Qual é o próximo
Os astrônomos Carlos e Raul de la Fuente Marcos acreditam que não haja uma, mas duas superterras fora da órbita de Plutão. Os dados disponíveis sobre a precessão do periélio de Sedna, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 e 2013 RF98, são, de acordo com o trabalho dos autores, uma boa explicação se assumirmos a presença de pelo menos dois corpos celestes gigantes, um dos quais pode ser um Planeta X. Desde 2014, Carlos e Raul de la Fuente Marcos falam sobre a possibilidade de existência fora de Plutão de duas superterras.
Todas as conclusões sobre o Planeta X não são baseadas em observações diretas, mas na análise de seu impacto em outros corpos celestes e dados de simulação de computador. Segundo astrônomos, 20 dias de observações no Observatório Japonês Subaru no Havaí (EUA) são suficientes para a descoberta direta do Planeta X. Os cientistas esperam reservar um tempo para isso no observatório. Então, de acordo com Brown e Batygin, a existência do Planeta X será finalmente provada.
Andrey Borisov
