Estudos reforçam a possível existência de mais um planeta no Sistema Solar

A descoberta de planetas no sistema solar tem fascinado a humanidade ao longo da história. A descoberta de Netuno foi prevista ao estudar variações na órbita de Urano que sugeriam a existência de uma atração gravitacional devida à presença de mais um planeta. Depois disso, esperava-se que outro planeta pudesse explicar as perturbações gravitacionais aparentemente ainda presentes nas órbitas de Urano e Netuno. Depois da descoberta do planeta anão Plutão e a posterior determinação de sua massa, que era muito pequena para explicar as perturbações, a procura pelo denominado “planeta X” continuou até que uma estimativa mais precisa da massa de Netuno foi feita pela sonda espacial Voyager 2 e permitiu explicar por si só as discrepâncias entre as observações de Urano e Netuno e as previsões teóricas.

No decorrer dos anos, a hipótese de um planeta adicional no sistema solar foi retomada para explicar algumas órbitas peculiares de Objetos Trans-Netunianos ( TNOs , do inglês Trans-Neptunian Objects ) – corpos menores além da órbita de Netuno – que aos poucos iam sendo descobertos. Entretanto, tais órbitas não podem ser explicadas considerando apenas os planetas conhecidos. Embora modelos alternativos tenham sido apresentados para explicar aquele fato, recentemente tem-se notado padrões nas órbitas dos TNOs distantes que dão suporte à existência de um planeta adicional: elas estão ocupando regiões do espaço restritas, como mostrado na figura abaixo.

Órbitas no espaço de TNOs distantes. Pode-se apreciar dois agrupamentos nas órbitas, anti-alinhadas entre si (destacados com cor violeta), as quais estariam sendo mantidas pela influência gravitacional de um planeta distante com órbita alongada (destacada com cor amarela). A órbita de Netuno é representada em verde para comparação. O plano da eclíptica que é onde ficam aproximadamente as órbitas dos oito planetas conhecidos é representado em z = 0; as linhas pontilhadas indicam a parte da órbita que encontra-se embaixo do plano da eclíptica. Crédito da imagem: Cáceres e Gomes.

O suposto planeta que explica qualitativamente as distribuições orbitais de TNOs distantes é chamado de “planeta nove”, “planeta X” ou “Telisto”. Nesse contexto, em artigo publicado na revista Astronomical Journal , Jessica Cáceres, doutoranda do Observatório Nacional, e seu orientador Rodney Gomes, pesquisador do ON, estudaram os parâmetros orbitais do nono planeta focando no caso de um planeta com órbita muito alongada em torno do Sol onde a aproximação mínima a ele é menor do que a sugerida em trabalhos prévios, de algumas dezenas de unidades astronômicas (abreviado como au, onde 1 au = distância aproximada entre a Terra e o Sol) da órbita de Netuno.

Os pesquisadores realizaram simulações numéricas considerando um tempo igual à idade do sistema solar (4,5 bilhões de anos) e os seguintes corpos: o Sol, os planetas conhecidos, um disco de partículas além de Netuno e um planeta com massa equivalente à de uma “super Terra” (massa entre a da Terra e a de Urano). Eles mostraram que um “planeta nove” com uma pequena distância minima ao Sol produz melhores confinamentos nas órbitas de TNOs distantes do que o caso contrário.

Entretanto, um nono planeta que fornece boas distribuições orbitais nos TNOs distantes poderia estar influenciando também uma população de objetos com órbitas além de Netuno mas não muito distantes que compõem o chamado Cinturão de Kuiper clássico, pondo em risco a existência deles; desta forma, uma restrição que a presença do planeta deve satisfazer é a preservação daqueles objetos. Os autores mostraram que um planeta com uma distância mínima ao Sol tão baixa como aproximadamente 80 au preserva a população clássica do Cinturão de Kuiper.

Um planeta similar a Netuno com distância média ao Sol de 1500 au e uma mínima distância a ele de 100 au, representado na Figura 1, teria uma magnitude visual aparente de 26.8 ou mais durante cerca de 50% de seu período orbital. Estas magnitudes correspondem a brilhos muito fracos, o que impossibilita que seja observado, a não ser com dificuldade, pelos maiores telescópios existentes atualmente.

A versão completa do trabalho de Jessica Cáceres e Rodney Gomes pode ser encontrada aqui .

Texto: LIneA