A principios de este año, los medios informaron que los científicos estadounidenses K. Batygin y M. Brown del Instituto de Tecnología de California en Pasadena descubrieron un nuevo planeta dentro del sistema solar. Está fuera de Plutón y es similar en tamaño a Plutón.
Este planeta gira alrededor del Sol en una órbita alargada con una frecuencia de 15 mil años. En su composición química, es muy similar a Urano y Neptuno. Según los científicos, este objeto fue eliminado del disco protoplanetario cerca del Sol hace unos 4.500 millones de años.
La distancia más cercana entre este planeta y el Sol es de unas 200 unidades astronómicas. Los científicos estiman la distancia máxima en 600-1200 unidades astronómicas. Por lo tanto, se puede suponer que la órbita del planeta va más allá del cinturón de Kuiper, donde se encuentra Plutón.
Se necesitan cinco años para confirmar la existencia de un nuevo cuerpo celeste y, en caso de un resultado positivo, el objeto descubierto puede convertirse en el noveno planeta del sistema solar. Hay que decir que también se hicieron intentos anteriores para buscar el Planeta X, lo que condujo al descubrimiento de planetas como Neptuno (1864) y Plutón (1930).
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Los astrónomos están buscando actualmente. El caso es que no se establecieron las coordenadas exactas del nuevo planeta, los científicos solo indicaron en qué parte del cielo se puede ubicar.
Después de que en 2003 se descubriera otro objeto transneptuniano, Sedna, los científicos llegaron a la conclusión de que hay otro objeto en las afueras del sistema solar que afecta las órbitas de los planetas del cinturón de Kuiper. Sedna, que se encuentra a 76 unidades astronómicas del Sol, debe protegerse de la influencia de los planetas existentes. Pero cuando se descubrieron otros objetos transneptunianos (2012 GB17, 2012 VP113), se hizo evidente que algo estaba afectando sus trayectorias.
En el curso de estudios astrofísicos, Batygin y Brown anunciaron la similitud de las órbitas de todos los objetos conocidos ubicados más allá de la órbita de Neptuno a una distancia de más de 230 unidades astronómicas del Sol. Al mismo tiempo, los científicos estimaron la probabilidad de una coincidencia aleatoria de órbitas en no más del 0,007 por ciento. Además, las órbitas de aquellos objetos que se encuentran a mayor distancia del Sol que otros cuerpos transneptunianos tienen características tan similares que, según los astrofísicos, esto solo puede explicarse por la presencia de otro, noveno, planeta del Sistema Solar.
Los científicos están seguros de que el nuevo planeta debe estar lo suficientemente lejos de la estrella y ser masivo para influir en las órbitas de todos los objetos transneptunianos y Sedna en esa parte del espacio donde el campo gravitacional de los planetas conocidos no se extiende. Los científicos han creado un modelo matemático que demostró una vez más la existencia de pequeños objetos cuyas órbitas son perpendiculares al plano del resto del sistema solar. Los astrofísicos han sugerido que estos objetos podrían ser los asteroides Centauros, ubicados entre las órbitas de Neptuno y Júpiter. Cabe señalar que los astrónomos anteriores no podían adivinar la trayectoria de su movimiento.
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Brown y Batygin en su trabajo consideraron varios parámetros principales de los cuerpos transneptunianos. El primero de ellos es el argumento del pericentro, es decir, el ángulo que conecta el punto orbital más cercano al Sol (perihelio) y la propia estrella y la dirección desde el Sol hasta el punto de intersección del ecuador celeste con el cuerpo. El segundo argumento es el ángulo entre el equinoccio vernal, donde la estrella cruza el ecuador celeste, y la dirección al nodo ascendente. El tercer argumento es el ángulo entre la eclíptica (inclinación) y el plano de la órbita. Estos parámetros se han transformado para mostrar dónde está el perihelio de la órbita y dónde se proyectará el polo de la órbita.
Los polos orbitales de los seis objetos transneptunianos y puntos de perihelio, como se muestra en el modelo, están agrupados de tal manera que la probabilidad de que el nuevo planeta los impacte es superior al 99 por ciento. Al mismo tiempo, otros trece cuerpos que se encuentran a una distancia de 100-300 unidades astronómicas del Sol también tienen características similares, pero la probabilidad de coincidencia en este caso no supera el cinco por ciento. Los datos obtenidos indican la masa del nuevo planeta y la configuración de su órbita. Para determinar estas características, los científicos tuvieron que simular el proceso evolutivo del sistema solar en el período inicial de desarrollo. El modelo incluyó 40 embriones de objetos celestes (planetesimales), que se forman a partir del polvo del disco protoplanetario.
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En el modelo creado, estos objetos se eliminaron a la distancia máxima del Sol en 150-550 unidades astronómicas, y su perihelio estaba a una distancia de 30-50 unidades astronómicas. Los científicos para su consideración tomaron un intervalo de tiempo igual a 4 mil millones de años. En el curso de su investigación, observaron cómo se comportarían estos objetos celestes bajo la influencia de los campos gravitacionales de planetas conocidos y del Planeta X.
En el modelo, los científicos intentaron seleccionar diferentes parámetros de la órbita del nuevo planeta, colocándolo a diferentes distancias del Sol. Se consideraron tres opciones para la masa del objeto: 0,1, 1 y 10 masas terrestres. Finalmente, los científicos recibieron más de 190 modelos diferentes.
La investigación ha mostrado muchas cosas interesantes relacionadas con el movimiento de planetas-similes en órbitas. Se mueven en órbitas caóticas inestables y pueden chocar entre sí o salir volando del disco protoplanetario. Después de algún tiempo, las trayectorias de estos objetos celestes se estabilizan. Los astrónomos seleccionaron los parámetros de las órbitas, cuyo perihelio era de aproximadamente 80 unidades astronómicas, ya que tales cuerpos celestes están disponibles para su observación en la realidad. Los científicos decidieron no verificar objetos individuales, pero de inmediato verificaron rangos completos de valores orbitales.
Después de eso, se seleccionaron al azar 13 objetos que fueron retirados del Sol a la distancia máxima. Esta selección aleatoria se ha realizado varias veces. Se ha encontrado que muy pocas simulaciones dan una probabilidad cero. Y solo en el caso de que la masa del Planeta X fuera una o diez veces la masa de la Tierra, el conjunto de simulaciones correspondió a los procesos observados.
Los científicos han sugerido que el misterioso planeta, si tiene la misma masa que la Tierra, debería estar a 200 unidades astronómicas del Sol, y el perihelio debería alcanzar las 60 unidades astronómicas. En pocas palabras, el nuevo planeta debe moverse a lo largo de una trayectoria muy alargada. Sin embargo, esta opción fue rechazada por los científicos, ya que el cinturón de Kuiper no estaba incluido en ella.
Si asumimos que el nuevo planeta es diez veces más grande y más masivo que la Tierra, entonces puede obtener varias opciones bastante aceptables. Al mismo tiempo, los científicos no consideraron opciones en las que la masa del nuevo planeta exceda la masa de la Tierra en más de 10 veces, por lo que se necesita investigación adicional.
Se utilizó una simulación 3D para determinar otros parámetros orbitales, incluida la inclinación orbital y el argumento del perihelio. Como resultado, fue posible establecer que la inclinación de la órbita de un nuevo objeto celeste puede oscilar entre 20 y 40 grados.
Según los astrónomos, como muchos exoplanetas gigantes, el nuevo planeta es un gigante gaseoso. Anteriormente, los científicos pudieron establecer que es posible calcular el radio de dichos objetos celestes por su masa debido a la existencia de una relación estadística entre estas características, igual a alrededor de 0,34. Por lo tanto, puede calcular el radio aproximado del noveno planeta del sistema solar, de dos a nueve radios de la Tierra. Lo más probable es que este planeta sea un gigante de hielo, como Urano o Neptuno.
También cabe señalar que los científicos han intentado predecir qué servicios astronómicos podrían descubrir un nuevo planeta. Las herramientas capaces de hacer esto son los telescopios terrestres del programa CRTS, así como los telescopios panorámicos y de respuesta rápida Survey y Pan-STARRS. Uno de los más potentes es el telescopio japonés Subaru Telescope, que ha estado observando la parte del cielo en la que supuestamente se encuentra la mayor parte de la órbita del noveno planeta desde 2015. Es muy posible que después de algún tiempo, los científicos puedan complacer con nueva información sobre el Planeta X.
