Em 20 de janeiro de 2016, os cientistas Konstantin Batygin e Michael Brown, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, anunciaram que encontraram evidências de um planeta massivo na borda do sistema solar. Com base em simulações matemáticas e de computador, eles previram que o planeta deveria ser super-Terras, duas a quatro vezes o tamanho da Terra e dez vezes mais massivo. Eles também calcularam que, dada a distância do planeta e sua órbita extremamente alongada, o planeta orbita o Sol em 10.000-20.000 anos.
Desde então, muitos cientistas responderam com suas próprias pesquisas sobre a possível existência deste misterioso "nono planeta", como foi temporariamente apelidado. Um dos estudos mais recentes foi realizado na Universidade do Arizona. Os cientistas mostraram que as extremas excentricidades de objetos distantes do cinturão de Kuiper podem indicar que eles se cruzaram com um planeta enorme no passado.
Naquela época, já se sabia que existem vários objetos no cinturão de Kuiper, cuja dinâmica é diferente das demais. Enquanto a maioria deles está sujeita à gravidade dos gigantes gasosos em sua órbita atual (como Netuno), alguns membros do disco disperso da população do cinturão de Kuiper têm órbitas excepcionalmente próximas.
Quando Batygin e Brown anunciaram sua descoberta em janeiro, eles notaram que esses objetos estavam fortemente agrupados em relação às posições de seus periélios e planos orbitais. Além disso, seus cálculos mostraram que as chances de tal arranjo ser formado por acidente são extremamente pequenas (a probabilidade foi estimada em 0,007%).
Em vez disso, eles sugeriram que um planeta excêntrico distante era responsável por determinar as órbitas desses objetos. Para isso, o planeta deve ter dez vezes mais massa do que a Terra, e sua órbita deve estar no mesmo plano (mas com um periélio desviado 180 graus do periélio dos objetos).
Esse planeta não oferece apenas uma explicação para a presença de objetos semelhantes a Sedna no periélio alto, ou seja, planetóides com órbitas extremamente excêntricas ao redor do sol. Também ajuda a explicar de onde vêm os objetos distantes e fortemente desviados do sistema solar externo, já que suas origens permanecem obscuras até hoje.
Em seu trabalho, os cientistas da Universidade do Arizona - incluindo os professores Renu Malhotra, Dra. Katrin Volk e Jiang Wong - adotaram uma perspectiva diferente. Se o nono planeta se cruzou com certos objetos altamente excêntricos do cinturão de Kuiper, eles especularam, as chances são altas de que sua órbita esteja em ressonância com esses objetos.
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Assim, pequenos corpos eram constantemente expulsos do sistema solar devido a encontros com grandes objetos que violavam suas órbitas. Para evitar a ejeção, pequenos corpos devem ser protegidos por ressonância orbital. Embora esses objetos pequenos e grandes possam cruzar caminhos orbitais, eles nunca se aproximam o suficiente para ter um efeito poderoso uns sobre os outros.
Foi assim que Plutão permaneceu parte do sistema solar, apesar de ter uma órbita excêntrica que cruza periodicamente o caminho de Netuno. Embora as órbitas de Netuno e Plutão se cruzem, elas nunca se aproximam o suficiente para que a influência de Netuno tire Plutão do sistema solar. Pela mesma razão, os cientistas sugeriram que os objetos do Cinturão de Kuiper observados por Batygin e Brown podem estar em ressonância orbital com o nono planeta.
Em uma carta à Universe Today, Malhotra, Wolf e Wong relataram o seguinte:
“Os objetos do cinturão de Kuiper que estudamos em nosso trabalho diferem de outros porque têm órbitas muito distantes e muito alongadas, mas sua aproximação mais próxima do Sol não é perto o suficiente para ser significativamente afetado por Netuno. Assim, temos seis desses objetos, cujas órbitas são ligeiramente influenciadas pelos planetas conhecidos de nosso sistema solar. Mas se em vários a. Ou seja, existia outro planeta do Sol, ainda não descoberto, que afetaria seis desses objetos.”
Tendo estudado os períodos orbitais de uma série de objetos - Sedna, 2010 GB174, 2004 VN112, 2012 VP113 e 2013 GP136 - eles concluíram que um planeta hipotético com um período orbital de 17.117 anos (com semieixo de 665 UA) deve necessariamente ter relações periódicas com estes objetos. Isso se encaixa nos parâmetros de 10.000-20.000 anos do período orbital de que Batygin e Brown falaram.
Sua análise também faz suposições sobre que tipo de ressonância o planeta tem com os objetos designados. O período orbital de Sedna deve estar em ressonância com o planeta em 3: 2, 2010 GB174 - 5: 2, 2994 VN112 - 3: 1, 2004 VP113 - 4: 1, 2013 GP136 - 9: 1. Essa ressonância simplesmente não poderia ter se formado na ausência de um grande planeta.
“Para que uma ressonância tangível apareça no sistema solar externo, um dos objetos deve ter uma massa que poderia ter um forte efeito gravitacional no outro”, escreveram os cientistas. "Objetos incomuns do cinturão de Kuiper não são massivos o suficiente para ressoar uns com os outros, mas o fato de seus períodos orbitais caírem na região de relações simples pode significar que eles estão em ressonância com um objeto invisível massivo."
Particularmente encorajador, suas descobertas podem estreitar a gama de possíveis localizações para o planeta nove. Uma vez que cada ressonância orbital fornece uma conexão geométrica entre os corpos envolvidos, as configurações ressonantes desses objetos podem ajudar os astrônomos a encontrar os pontos certos em nosso sistema solar para pesquisar.
Mas, é claro, Malhotra e seus colegas admitem abertamente que várias variáveis desconhecidas permanecem e mais observações com pesquisas são necessárias para confirmar a existência do nono planeta:
“As incertezas são muitas. As órbitas desses objetos extremos do cinturão de Kuiper não são bem conhecidas porque eles se movem muito lentamente no céu e observamos apenas uma pequena fração de seu movimento orbital. Portanto, seus períodos orbitais podem diferir das estimativas atuais e alguns deles podem sair da ressonância com um planeta hipotético. Também existe a possibilidade de que os períodos orbitais desses objetos estejam relacionados; ainda não observamos muitos desses objetos e temos dados limitados."
Astrônomos e vamos aguardar novas observações e cálculos. Mas, entretanto, devemos admitir que a possibilidade da existência do nono planeta é muito intrigante. Talvez, nas fileiras dos planetas de nosso sistema solar, haja novamente todos os nove lutadores (desculpe Plutão).
