Da quando ha iniziato a crescere l'entusiasmo per la possibilità che ci potesse essere un nono pianeta in orbita attorno al sole oltre Nettuno, gli astronomi sono stati impegnati a dargli la caccia. Un gruppo sta studiando quattro nuovi oggetti in movimento trovati da membri del pubblico per vedere se sono potenziali nuove scoperte del sistema solare. Per quanto emozionante sia questo, i ricercatori stanno anche facendo scoperte che mettono in discussione l'intera prospettiva di un nono pianeta.

Una di queste scoperte è la nostra scoperta di un pianeta minore nel sistema solare esterno:2013 SY99. Questo piccolo, il mondo ghiacciato ha un'orbita così lontana che ne servono 20, 000 anni per un lungo, passaggio ad anello. Abbiamo trovato SY99 con il Canada-France-Hawaii Telescope come parte dell'Outer Solar System Origins Survey. La grande distanza di SY99 significa che viaggia molto lentamente attraverso il cielo. Le nostre misurazioni del suo movimento mostrano che la sua orbita è un'ellisse molto allungata, con il massimo avvicinamento al sole a 50 volte quello tra la Terra e il sole (una distanza di 50 "unità astronomiche").

Il nuovo pianeta minore è ancora più lontano dei pianeti nani scoperti in precedenza come Sedna e 2013 VP113. L'asse lungo della sua ellisse orbitale è di 730 unità astronomiche. Le nostre osservazioni con altri telescopi mostrano che SY99 è un piccolo, mondo rossastro, circa 250 chilometri di diametro, o circa le dimensioni del Galles nel Regno Unito.

SY99 è uno dei sette piccoli mondi ghiacciati conosciuti che orbitano oltre Nettuno a distanze notevoli. Non è chiaro come questi "oggetti transnettuniani estremi" siano stati collocati sulle loro orbite:i loro percorsi lontani sono isolati nello spazio. Il loro approccio più vicino al sole è così lontano da Nettuno che si pensa che siano "staccati" dalla forte influenza gravitazionale dei pianeti giganti nel nostro sistema solare. Ma nei loro punti più lontani, sono ancora troppo vicini per essere spinti in giro dalle lente maree della galassia stessa.

È stato suggerito che gli oggetti transnettuniani estremi potrebbero essere raggruppati nello spazio dall'influenza gravitazionale di un "Pianeta Nove" che orbita molto più lontano di Nettuno. La gravità di questo pianeta potrebbe sollevare e staccare le loro orbite, cambiando costantemente la loro inclinazione. Ma questo pianeta è tutt'altro che provato.

Infatti, la sua esistenza si basa sulle orbite di soli sei oggetti, che sono molto deboli e difficili da scoprire anche con grandi telescopi. Sono quindi inclini a strani pregiudizi. È un po' come guardare nell'oceano profondo un banco di pesci. I pesci che nuotano vicino alla superficie sono chiaramente visibili. Ma quelli anche solo un metro più in basso sono più deboli e torbidi, e ci vuole un bel po' di scrutinio per esserne certi. Il grosso della scuola, nel profondo, è completamente invisibile. Ma i pesci in superficie e il loro comportamento tradiscono l'esistenza di un intero banco.

I pregiudizi significano che la scoperta di SY99 non può provare o confutare l'esistenza di un Pianeta Nove. Però, i modelli al computer mostrano che un Pianeta Nove sarebbe un vicino ostile a mondi minuscoli come SY99:la sua influenza gravitazionale cambierebbe drasticamente la sua orbita - gettandolo completamente dal sistema solare, o spingendolo in un'orbita così inclinata e distante che non saremmo in grado di vederlo. SY99 dovrebbe essere uno di una folla assolutamente vasta di piccoli mondi, continuamente risucchiato e scacciato dal pianeta.

La spiegazione alternativa

Ma si scopre che ci sono altre spiegazioni. Il nostro studio basato sulla modellazione al computer, accettato per la pubblicazione in Giornale Astronomico , alludere all'influenza di un'idea della fisica quotidiana chiamata diffusione. Questo è un tipo di comportamento molto comune nel mondo naturale. La diffusione in genere spiega il movimento casuale di una sostanza da una regione a maggiore concentrazione a una a minore concentrazione, ad esempio il modo in cui il profumo si sposta in una stanza.

Abbiamo mostrato che una forma correlata di diffusione può far cambiare le orbite dei pianeti minori da un'ellisse che inizialmente è solo 730 unità astronomiche sul suo asse lungo a una grande come 2, 000 unità astronomiche o più grandi e cambiarlo di nuovo. In questo processo, la dimensione di ogni orbita varierebbe di una quantità casuale. Quando SY99 raggiunge il suo massimo avvicinamento ogni 20, 000 anni, Nettuno si troverà spesso in una parte diversa della sua orbita sul lato opposto del sistema solare. Ma negli incontri in cui sia SY99 che Nettuno sono vicini, La gravità di Nettuno sposterà leggermente SY99, cambiando minuziosamente la sua velocità. Mentre SY99 si allontana dal sole, la forma della sua prossima orbita sarà diversa.

L'asse lungo dell'ellisse di SY99 cambierà, diventando più grande o più piccolo, in quella che i fisici chiamano "camminata casuale". Il cambio di orbita avviene su scale temporali veramente astronomiche. Si diffonde nell'arco di decine di milioni di anni. L'asse lungo dell'ellisse di SY99 cambierebbe di centinaia di unità astronomiche durante i 4,5 miliardi di anni di storia del sistema solare.

Anche molti altri oggetti transnettuniani estremi con orbite più piccole mostrano diffusione, su scala minore. dove uno va, altro può seguire. È del tutto plausibile che gli effetti graduali della diffusione agiscano sulle decine di milioni di minuscoli mondi che orbitano nella vicina frangia della nube di Oort (un guscio di oggetti ghiacciati ai margini del sistema solare). Questa gentile influenza porterebbe lentamente alcuni di loro a spostare casualmente le loro orbite più vicino a noi, dove li vediamo come oggetti transnettuniani estremi.

Però, la diffusione non spiegherà la lontana orbita di Sedna, che ha il suo punto più vicino troppo lontano da Nettuno perché possa cambiare la forma della sua orbita. Forse Sedna ha guadagnato la sua orbita da una stella di passaggio, eoni fa. Ma la diffusione potrebbe certamente portare oggetti transnettuniani estremi dalla nuvola di Oort interna, senza la necessità di un Pianeta Nove. Per scoprirlo con certezza, avremo bisogno di fare più scoperte in questa regione più lontana usando i nostri più grandi telescopi.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.