Le strane orbite di alcuni oggetti negli angoli più remoti del nostro sistema solare, ipotizzato da alcuni astronomi per essere modellato da un nono pianeta sconosciuto, può invece essere spiegato dalla forza gravitazionale combinata di piccoli oggetti in orbita attorno al Sole oltre Nettuno, dicono i ricercatori.

La spiegazione alternativa alla cosiddetta ipotesi del "Pianeta Nove", proposto dai ricercatori dell'Università di Cambridge e dell'Università americana di Beirut, propone un disco composto da piccoli corpi ghiacciati con una massa combinata fino a dieci volte quella della Terra. In combinazione con un modello semplificato del sistema solare, le forze gravitazionali del disco ipotizzato possono spiegare l'insolita architettura orbitale esibita da alcuni oggetti ai confini esterni del sistema solare.

Mentre la nuova teoria non è la prima a proporre che le forze gravitazionali di un disco massiccio fatto di piccoli oggetti potrebbero evitare la necessità di un nono pianeta, è la prima di tali teorie in grado di spiegare le caratteristiche significative delle orbite osservate tenendo conto della massa e della gravità degli altri otto pianeti del nostro sistema solare. I risultati sono riportati nel Giornale Astronomico .

Oltre l'orbita di Nettuno si trova la fascia di Kuiper, che è costituito da piccoli corpi rimasti dalla formazione del sistema solare. Nettuno e gli altri pianeti giganti influenzano gravitazionalmente gli oggetti nella fascia di Kuiper e oltre, noti collettivamente come oggetti transnettuniani (TNO), che circondano il Sole su percorsi quasi circolari da quasi tutte le direzioni.

Però, gli astronomi hanno scoperto alcuni misteriosi valori anomali. Dal 2003, sono stati individuati circa 30 TNO su orbite altamente ellittiche:si distinguono dal resto dei TNO condividendo, in media, lo stesso orientamento spaziale. Questo tipo di raggruppamento non può essere spiegato dalla nostra attuale architettura del sistema solare di otto pianeti e ha portato alcuni astronomi a ipotizzare che le orbite insolite potrebbero essere influenzate dall'esistenza di un nono pianeta ancora sconosciuto.

L'ipotesi del "Pianeta Nove" suggerisce che per spiegare le orbite insolite di questi TNO, ci dovrebbe essere un altro pianeta, creduto di essere circa dieci volte più massiccio della Terra, in agguato nei lontani confini del sistema solare e "pastore" i TNO nella stessa direzione attraverso l'effetto combinato della sua gravità e quella del resto del sistema solare.

"L'ipotesi del Pianeta Nove è affascinante, ma se esiste il nono pianeta ipotizzato, ha finora evitato il rilevamento, ", ha affermato il coautore Antranik Sefilian, un dottorato di ricerca studente presso il Dipartimento di Matematica Applicata e Fisica Teorica di Cambridge. "Volevamo vedere se poteva essercene un altro, meno drammatico e forse più naturale, causa delle orbite insolite che vediamo in alcuni TNO. Abbiamo pensato, piuttosto che consentire un nono pianeta, e poi preoccuparti della sua formazione e dell'orbita insolita, perché non spiegare semplicemente la gravità di piccoli oggetti che costituiscono un disco oltre l'orbita di Nettuno e vedere cosa fa per noi?"

Professor Jihad Touma, dell'Università americana di Beirut, e il suo ex studente Sefilian hanno modellato l'intera dinamica spaziale dei TNO con l'azione combinata dei giganti pianeti esterni e di un massiccio, disco esteso oltre Nettuno. I calcoli del duo, nato da un seminario all'Università americana di Beirut, ha rivelato che un tale modello può spiegare le sconcertanti orbite raggruppate nello spazio di alcuni TNO. Nel processo, sono stati in grado di identificare gli intervalli nella massa del disco, la sua "rotondità" (o eccentricità), e cambiamenti graduali forzati nei suoi orientamenti (o tasso di precessione), che riproduce fedelmente le orbite TNO anomale.

"Se rimuovi il pianeta nove dal modello e invece consenti un sacco di piccoli oggetti sparsi in un'ampia area, le attrazioni collettive tra quegli oggetti potrebbero altrettanto facilmente spiegare le orbite eccentriche che vediamo in alcuni TNO, " disse Sefiliano, che è uno studioso di Gates Cambridge e membro del Darwin College.

I precedenti tentativi di stimare la massa totale degli oggetti oltre Nettuno hanno sommato solo circa un decimo della massa della Terra. Però, affinché i TNO abbiano le orbite osservate e non ci sia il Pianeta Nove, il modello proposto da Sefilian e Touma richiede che la massa combinata della fascia di Kuiper sia da poche a dieci volte la massa della Terra.

"Quando si osservano altri sistemi, studiamo spesso il disco che circonda la stella ospite per dedurre le proprietà di eventuali pianeti in orbita attorno ad essa, " disse Sefilian. "Il problema è quando osservi il disco dall'interno del sistema, è quasi impossibile vedere tutto in una volta. Anche se non abbiamo prove osservative dirette per il disco, né ce l'abbiamo per Planet Nine, ecco perché stiamo indagando su altre possibilità. Tuttavia, è interessante notare che le osservazioni degli analoghi della cintura di Kuiper intorno ad altre stelle, così come modelli di formazione dei pianeti, rivelano enormi popolazioni residue di detriti.

"È anche possibile che entrambe le cose possano essere vere:potrebbe esserci un disco enorme e un nono pianeta. Con la scoperta di ogni nuovo TNO, raccogliamo più prove che potrebbero aiutare a spiegare il loro comportamento".