Un "objeto de masa planetaria" desconocido e invisible puede estar al acecho en los confines de nuestro sistema solar, según una nueva investigación sobre las órbitas de planetas menores que se publicará en el Revista Astronómica . Este objeto sería diferente, y mucho más cercano, al llamado Planeta Nueve, un planeta cuya existencia aún espera confirmación.
En el documento, Kat Volk y Renu Malhotra del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, o LPL, presentan evidencia convincente de un cuerpo planetario aún por descubrir con una masa en algún lugar entre el de Marte y la Tierra.La masa misteriosa, muestran los autores, ha regalado su presencia, por ahora, solo controlando los planos orbitales de una población de rocas espaciales conocidas como objetos del Cinturón de Kuiper, o KBO, en las afueras heladas del sistema solar.
Si bien la mayoría de los KBO, escombros de la formación del sistema solar, orbitan al sol con inclinaciones orbitales inclinaciones que promedian lo que los científicos planetarios llaman el plano invariable del sistema solar, el más distante del KuiperLos objetos de Belt no lo hacen. Volk y Malhotra descubrieron que su plano promedio está inclinado del plano invariable unos ocho grados. En otras palabras, algo desconocido está deformando el plano orbital promedio del sistema solar exterior.
"La explicación más probable para nuestros resultados es que hay una masa invisible", dice Volk, un becario postdoctoral en LPL y el autor principal del estudio. "Según nuestros cálculos, sería necesario algo tan masivo como Marte paracausar la deformación que medimos "
El Cinturón de Kuiper se encuentra más allá de la órbita de Neptuno y se extiende a unos cientos de Unidades Astronómicas, o UA, con una UA que representa la distancia entre la Tierra y el Sol. Al igual que su primo del sistema solar interno, el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter,El Cinturón de Kuiper alberga una gran cantidad de planetas menores, en su mayoría pequeños cuerpos helados los precursores de los cometas y algunos planetas enanos.
Para el estudio, Volk y Malhotra analizaron los ángulos de inclinación de los planos orbitales de más de 600 objetos en el Cinturón de Kuiper para determinar la dirección común sobre la cual preceden estos planos orbitales. La precesión se refiere al cambio lento o "bamboleo""en la orientación de un objeto giratorio.
Los KBO funcionan de manera análoga a los trompos, explica Malhotra, quien es profesora de investigación científica de Louise Foucar Marshall y profesora de ciencias planetarias de los regentes en LPL.
"Imagina que tienes montones de tops que giran rápidamente y le das a cada uno un ligero empujón", dice ella. "Si tomas una instantánea de ellos, verás que sus ejes giratorios estarán en diferentes orientaciones, pero en promedio, apuntarán al campo gravitacional local de la Tierra.
"Esperamos que cada ángulo de inclinación orbital de los KBO esté en una orientación diferente, pero en promedio, estarán apuntando perpendicularmente al plano determinado por el sol y los grandes planetas".
Si uno pensara en el plano orbital promedio de los objetos en el sistema solar exterior como una lámina, debería ser bastante plano después de 50 UA, según Volk.
"Pero al ir más allá de 50 a 80 UA, descubrimos que el avión promedio en realidad se aleja del plano invariable", explica. "Hay un rango de incertidumbres para la deformación medida, pero no hay más de 1o 2 por ciento de posibilidades de que esta deformación sea simplemente una casualidad estadística de la muestra de observación limitada de KBO ".
En otras palabras, el efecto es más probable una señal real en lugar de una casualidad estadística. Según los cálculos, un objeto con la masa de Marte orbitando aproximadamente a 60 UA del sol en una órbita inclinada unos ocho grados a laplano promedio de los planetas conocidos tiene suficiente influencia gravitacional para deformar el plano orbital de los KBO distantes dentro de aproximadamente 10 UA a cada lado.
"Los KBO distantes observados se concentran en un anillo de aproximadamente 30 UA de ancho y sentirían la gravedad de tal objeto de masa planetaria a lo largo del tiempo", dijo Volk, "por lo que hipotetizar una masa planetaria para causar la deformación observada no es irrazonable en ese sentido".distancia."
Esto descarta la posibilidad de que el objeto postulado en este caso pueda ser el hipotético Planeta Nueve, cuya existencia se ha sugerido en base a otras observaciones. Se predice que ese planeta será mucho más masivo aproximadamente 10 masas terrestres y mucho más alejadode 500 a 700 UA.
"Eso está demasiado lejos para influir en estos KBO", dijo Volk. "Ciertamente tiene que estar mucho más cerca de 100 UA para afectar sustancialmente los KBO en ese rango".
Debido a que un planeta, por definición, tiene que haber despejado su órbita de planetas menores como KBO, los autores se refieren a la masa hipotética como un objeto de masa planetaria. Los datos tampoco descartan la posibilidad de que la deformación pueda resultar demás de un objeto de masa planetaria.
Entonces, ¿por qué no lo hemos encontrado todavía? Lo más probable, según Malhotra y Volk, es que aún no hemos buscado en todo el cielo objetos distantes del sistema solar. El lugar más probable en el que un objeto de masa planetaria podría estar escondido seríaen el plano galáctico, un área tan densamente llena de estrellas que los estudios del sistema solar tienden a evitarlo.
"Se estima que la posibilidad de que no hayamos encontrado un objeto con el brillo y la distancia correctos simplemente debido a las limitaciones de las encuestas es de alrededor del 30 por ciento", dijo Volk.
Una posible alternativa a un objeto invisible que podría haber alterado el plano de los objetos exteriores del Cinturón de Kuiper podría ser una estrella que zumbó el sistema solar en la historia reciente según los estándares astronómicos, dijeron los autores.
"Una estrella que pasa dibujaría todas las 'trompos' en una dirección", dijo Malhotra. "Una vez que la estrella se haya ido, todos los KBO volverán a precesar alrededor de su avión anterior. Eso habría requerido un pasaje extremadamente cercanoa aproximadamente 100 UA, y la deformación se borraría dentro de 10 millones de años, por lo que no consideramos que este sea un escenario probable ".
La oportunidad de la humanidad de echar un vistazo al misterioso objeto podría llegar bastante pronto una vez que se complete la construcción del Gran Telescopio de Estudio Sinóptico. Dirigido por un consorcio que incluye la UA y programado para la primera luz en 2020, el instrumento tendrá una experiencia real sin precedentes-tiempo de encuestas del cielo, noche tras noche
"Esperamos que LSST aumente el número de KBO observados de 2000 a 40,000", dijo Malhotra. "Hay muchos más KBO por ahí, simplemente no los hemos visto todavía. Algunos de ellos están demasiado lejos ytenue incluso para que el LSST lo detecte, pero debido a que el telescopio cubrirá el cielo mucho más ampliamente que los estudios actuales, debería ser capaz de detectar este objeto, si está ahí afuera ".
El trabajo de investigación, "El plano medio curiosamente deformado del cinturón de Kuiper", está en línea en http://arxiv.org/abs/1704.02444
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Original escrito por Daniel Stolte. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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