Uno studente di dottorato dell'Università del Michigan ha registrato due prove che potrebbero supportare l'esistenza di un pianeta che potrebbe far parte del nostro sistema solare, oltre Nettuno.

Alcuni astronomi pensano che questo presunto pianeta, chiamato Pianeta Nove, esiste a causa del modo in cui alcuni oggetti nello spazio, chiamati "Oggetti Transnettuniani, " o TNO, comportarsi. Questi TNO sono oggetti rocciosi più piccoli di Plutone che orbitano attorno al sole a una distanza media maggiore di Nettuno. Ma le orbite del più distante di questi TNO, quelli la cui distanza media dal sole è più di 250 volte quella della Terra, sembrano puntare nella stessa direzione. Questa osservazione ha portato per la prima volta gli astronomi a prevedere l'esistenza del Pianeta Nove.

Affinché questi TNO siano allineati nelle orbite che occupano attualmente a causa dell'influenza del Pianeta Nove, gli astronomi dicono, sarebbero stati nel sistema solare per più di un miliardo di anni. Però, alcuni astronomi pensano in quel lasso di tempo, alcuni di questi oggetti dovrebbero essersi schiantati contro un altro pianeta, stato gettato al sole, o rimbalzato nello spazio dalla forza gravitazionale di altri pianeti.

La ricerca U-M, guidata da Juliette Becker, uno studente laureato presso il Dipartimento di Astronomia, consisteva in un ampio set di simulazioni al computer, che ha scoperto due risultati su questi TNO. Primo, i ricercatori hanno stabilito una versione del Pianeta Nove che molto probabilmente farebbe apparire il nostro sistema solare come è attualmente, impedendo che i TNO vengano distrutti o espulsi dal sistema solare. Secondo, le simulazioni prevedono che ci sia un processo che chiamano "resonance hopping" mediante il quale un TNO salta tra orbite stabili. Questo processo può impedire che i TNO vengano espulsi dal sistema solare.

In ogni singola simulazione, i ricercatori hanno testato diverse versioni di Planet Nine per vedere se quella versione del pianeta, con le sue forze gravitazionali, ha portato alla stessa versione del sistema solare che vediamo oggi.

"Da quella serie di simulazioni, abbiamo scoperto che esistono versioni preferite di Planet Nine che rendono il TNO stabile più a lungo, quindi sostanzialmente aumenta la probabilità che il nostro sistema solare esista nel modo in cui esiste, " ha detto Becker. "Attraverso queste simulazioni al computer, siamo stati in grado di determinare quale realizzazione del Pianeta Nove crea il nostro sistema solare - l'intero avvertimento qui è, se il pianeta nove è reale."

Il gruppo, che include i professori di fisica dell'UM David Gerdes e Fred Adams, nonché la studentessa Stephanie Hamilton e la studentessa Tali Khain, ha anche esaminato la risonanza di questi TNO con Planet Nine. Una risonanza orbitale si verifica quando gli oggetti in un sistema esercitano periodicamente forze gravitazionali l'uno sull'altro che fanno sì che gli oggetti si allineino in uno schema.

In questo caso, i ricercatori hanno scoperto che occasionalmente, Nettuno farà uscire un TNO dalla sua risonanza orbitale, ma invece di mandare quel TNO a volare verso il sole, fuori dal sistema solare o in un altro pianeta, qualcosa cattura quel TNO e lo confina in una risonanza diversa.

"L'obiettivo finale sarebbe vedere direttamente il Pianeta Nove:prendere un telescopio, puntalo verso il cielo, e vedere la luce riflessa del sole che rimbalza sul Pianeta Nove, " disse Becker. "Dato che non siamo ancora riusciti a trovarlo, nonostante molte persone alla ricerca, siamo bloccati con questo tipo di metodi indiretti."

Gli astronomi hanno anche un altro TNO scoperto di recente da includere nei loro metodi indiretti di rilevamento del Pianeta Nove. La collaborazione Dark Energy Survey, un folto gruppo di scienziati tra cui diversi scienziati dell'UM, ha scoperto un altro TNO che ha un'elevata inclinazione orbitale rispetto al piano del sistema solare:è inclinato di circa 54 gradi rispetto al piano del sistema solare.

Nell'analisi di questo nuovo oggetto, Becker e il suo team hanno scoperto che questo oggetto sperimenta anche un salto di risonanza in presenza del Pianeta Nove, mostrando che questo fenomeno si estende ad orbite ancora più insolite.