No início deste ano, a mídia noticiou que os cientistas americanos K. Batygin e M. Brown, do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, descobriram um novo planeta dentro do sistema solar. Está fora de Plutão e é semelhante em tamanho a Plutão.
Este planeta gira em torno do Sol em uma órbita alongada com uma frequência de 15 mil anos. Em sua composição química, é muito semelhante a Urano e Netuno. De acordo com os cientistas, este objeto foi retirado do disco protoplanetário próximo ao Sol há cerca de 4,5 bilhões de anos.
A distância mais próxima entre este planeta e o Sol é de cerca de 200 unidades astronômicas. Os cientistas estimam a distância máxima em 600-1200 unidades astronômicas. Assim, pode-se supor que a órbita do planeta vai além do cinturão de Kuiper, onde Plutão está localizado.
Demora cinco anos para confirmar a existência de um novo corpo celeste e, em caso de resultado positivo, o objeto descoberto pode se tornar o nono planeta do sistema solar. Deve-se dizer que tentativas anteriores também foram feitas para procurar o Planeta X, o que levou à descoberta de planetas como Netuno (1864) e Plutão (1930).
Os astrônomos estão pesquisando atualmente. O fato é que as coordenadas exatas do novo planeta não foram estabelecidas, os cientistas apenas indicaram aquela parte do céu em que ele pode estar localizado.
Depois que outro objeto transnetuniano, Sedna, foi descoberto em 2003, os cientistas chegaram à conclusão de que há outro objeto na periferia do sistema solar que afeta as órbitas dos planetas do cinturão de Kuiper. Sedna, que está a 76 unidades astronômicas do Sol, deve ser protegido da influência dos planetas existentes. Mas quando outros objetos transnetunianos foram descobertos (2012 GB17, 2012 VP113), tornou-se óbvio que algo estava afetando suas trajetórias.
No decorrer dos estudos astrofísicos, Batygin e Brown anunciaram a semelhança das órbitas de todos os objetos conhecidos localizados além da órbita de Netuno a uma distância de mais de 230 unidades astronômicas do sol. Ao mesmo tempo, os cientistas estimaram a probabilidade de uma coincidência aleatória de órbitas em não mais que 0,007 por cento. Além disso, as órbitas desses objetos que estão localizados a uma distância maior do Sol do que outros corpos transnetunianos têm características tão semelhantes que, segundo os astrofísicos, isso só pode ser explicado pela presença de mais um, nono, planeta do sistema solar.
O novo planeta, os cientistas têm certeza, deve estar longe o suficiente da estrela e ser massivo para influenciar as órbitas de todos os objetos transnetunianos e Sedna naquela parte do espaço onde o campo gravitacional dos planetas conhecidos não se estende. Os cientistas criaram um modelo matemático que mais uma vez provou a existência de pequenos objetos cujas órbitas são perpendiculares ao plano do resto do sistema solar. Os astrofísicos sugeriram que esses objetos podem ser os asteróides centauros, localizados entre as órbitas de Netuno e Júpiter. Deve-se notar que os astrônomos anteriores não podiam adivinhar a trajetória de seu movimento.
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Brown e Batygin em seu trabalho consideraram vários parâmetros principais dos corpos transnetunianos. O primeiro deles é o argumento do pericentro, ou seja, o ângulo que conecta o ponto orbital mais próximo do Sol (periélio) e a própria estrela e a direção do Sol ao ponto de intersecção do equador celeste pelo corpo. O segundo argumento é o ângulo entre o equinócio vernal, onde a estrela cruza o equador celestial, e a direção para o nó ascendente. O terceiro argumento é o ângulo entre a eclíptica (inclinação) e o plano da órbita. Esses parâmetros foram transformados para mostrar onde está o periélio da órbita e onde o pólo da órbita será projetado.
Os pólos orbitais de todos os seis objetos transneptunianos e pontos do periélio, conforme mostrado pelo modelo, são agrupados de tal forma que a probabilidade do novo planeta impactá-los é de mais de 99%. Ao mesmo tempo, outros treze corpos que estão a uma distância de 100-300 unidades astronômicas do Sol também têm características semelhantes, mas a probabilidade de coincidência neste caso não ultrapassa cinco por cento. Os dados obtidos indicam a massa do novo planeta e a configuração de sua órbita. Para determinar essas características, os cientistas tiveram que simular o processo evolutivo do sistema solar no período inicial de desenvolvimento. O modelo incluiu 40 embriões de objetos celestes (planetesimais), que são formados a partir da poeira do disco protoplanetário.
No modelo criado, esses objetos foram removidos na distância máxima do Sol por 150-550 unidades astronômicas, e seu periélio estava a uma distância de 30-50 unidades astronômicas. Os cientistas consideraram um intervalo de tempo igual a 4 bilhões de anos. No decorrer de suas pesquisas, eles observaram como esses objetos celestes se comportariam sob a influência dos campos gravitacionais de planetas conhecidos e do Planeta X.
No modelo, os cientistas tentaram selecionar diferentes parâmetros da órbita do novo planeta, colocando-o a diferentes distâncias do sol. Foram consideradas três opções para a massa do objeto: 0,1, 1 e 10 massas terrestres. Por fim, os cientistas receberam mais de 190 modelos diferentes.
A pesquisa mostrou muitas coisas interessantes relacionadas ao movimento dos planetisimels em órbitas. Eles se movem em órbitas caóticas instáveis e podem colidir entre si ou voar para fora do disco protoplanetário. Depois de um tempo, as trajetórias desses objetos celestes se estabilizam. Os astrônomos selecionaram os parâmetros das órbitas, cujo periélio era de aproximadamente 80 unidades astronômicas, uma vez que tais corpos celestes estão disponíveis para observação na realidade. Os cientistas decidiram não verificar objetos individuais, mas imediatamente verificaram intervalos inteiros de valores orbitais.
Depois disso, 13 objetos foram selecionados aleatoriamente que foram removidos do Sol na distância máxima. Esta seleção aleatória foi realizada várias vezes. Muito poucas simulações foram encontradas para dar uma probabilidade zero. E somente no caso em que a massa do Planeta X fosse igual a uma ou dez vezes a massa da Terra, o conjunto de simulações correspondia aos processos observados.
Cientistas sugeriram que o planeta misterioso, se tiver a mesma massa da Terra, deveria estar a 200 unidades astronômicas de distância do Sol, e o periélio deveria atingir 60 unidades astronômicas. Simplificando, o novo planeta deve se mover ao longo de uma trajetória altamente alongada. No entanto, essa opção foi rejeitada pelos cientistas, já que o cinturão de Kuiper não estava incluído nele.
Se assumirmos que o novo planeta é dez vezes maior e mais massivo do que a Terra, então você pode obter várias opções bastante aceitáveis. Ao mesmo tempo, os cientistas não consideraram opções nas quais a massa do novo planeta exceda a massa da Terra em mais de 10 vezes, razão pela qual pesquisas adicionais são necessárias.
Uma simulação 3D foi usada para determinar outros parâmetros orbitais, incluindo inclinação orbital e argumento do periélio. Como resultado, foi possível estabelecer que a inclinação da órbita de um novo objeto celeste pode variar de 20 a 40 graus.
De acordo com os astrônomos, como muitos exoplanetas gigantes, o novo planeta é um gigante gasoso. Anteriormente, os cientistas conseguiam estabelecer que é possível calcular o raio de tais objetos celestes por sua massa devido à existência de uma relação estatística entre essas características, igual a cerca de 0,34. Assim, você pode calcular o raio aproximado do nono planeta do sistema solar - de dois a nove raios da Terra. Muito provavelmente, este planeta é um gigante de gelo, como Urano ou Netuno.
Também deve ser notado que os cientistas tentaram prever quais serviços astronômicos podem descobrir um novo planeta. As ferramentas capazes de fazer isso são os telescópios terrestres do programa CRTS, bem como os telescópios panorâmicos e de resposta rápida Survey e Pan-STARRS. Um dos mais poderosos é o telescópio japonês Subaru Telescope, que tem observado a parte do céu em que a maior parte da órbita do nono planeta está supostamente localizada desde 2015. É bem possível que, depois de algum tempo, os cientistas sejam capazes de agradar com novas informações sobre o planeta X.
