Después de siglos de observar los cielos, el mapa de nuestro sistema solar local se ha vuelto bastante detallado. Vivimos en uno de los planetas interiores rocosos. Luego hay un cinturón de asteroides, dos gigantes gaseosos, dos gigantes de hielo y luego un segundo cinturón de muchos cuerpos helados más pequeños. Sin embargo, en el impenetrable sistema solar exterior, se encuentra un dragón invisible, los investigadores han llegado a sospechar.
Al explorar la oscuridad, los astrónomos han logrado captar algunos destellos de lo que podría llenar las regiones inferiores mucho más allá de Neptuno. Y lo que ven no tiene sentido. Donde los investigadores predijeron el caos (restos de restos esparcidos por la tumultuosa formación del sistema solar) ven un orden inesperado. Las órbitas de objetos distantes se agrupan. Sus puntos de aproximación más cercana se detienen por debajo de cierta línea sin razón aparente. En un puñado de tales patrones, muchos científicos ven el trabajo de alguna entidad invisible.
"Tiene que haber mucha más masa por ahí", dice Ann-Marie Madigan, astrofísico de la Universidad de Colorado Boulder.
La teoría principal es que un planeta gigante quizás diez veces más pesado que la Tierra, el Planeta Nueve, empujó a sus vecinos más pequeños. Una búsqueda minuciosa del matón débil ha estado en marcha durante algunos años, y a medida que se extiende sobre ideas alternativas están surgiendo. Madigan y colaboradores, por ejemplo, descubrieron que un vasto disco de cuerpos más pequeños podría tener efectos idénticos, Scientific American reportado la semana pasada
Un desafío a la teoría del Planeta Nueve es que si bien explica las extrañas órbitas de los objetos que los astrónomos ven hoy en día, los teóricos no están seguros de cómo podría existir un planeta tan enorme en el sistema solar exterior. La gravedad del sol se debilita junto con su luz, por lo que un gran planeta que se formó allí debería haber sido arrebatado por una estrella que pasa. O si comenzó cerca del sol y luego se desvió hacia afuera, ¿qué lo detuvo? "Si es un planeta, es un lugar extraño para un planeta", dice James Unwin
Pero las simulaciones de Madigan la han convencido de que puede obtener las órbitas raras y agrupadas sin el dolor de cabeza del Planeta Nueve. A medida que se formó el sistema solar, dice, Júpiter y Saturno deberían haber perforado muchos escombros planetarios en largas órbitas ovales que colectivamente forman un disco en forma de arandela no detectado más allá del reino de Plutón. Otros investigadores han asumido que las pequeñas masas de cualquier objeto deberían equivaler a errores de redondeo matemáticos y de modelado, pero Madigan descubrió que podrían sumar después de todo.
Cuando ejecuta modelos digitales del sistema solar, descubre que en un momento en el pasad o distante, el disco podría haberse transformado en un cono de corta duración antes de relajarse nuevamente en un disco "más hinchado". Y cuando el polvo se asienta en tales sistemas, muestran las mismas aberraciones que inspiraron la hipótesis del Planeta Nueve, según dos aún no revisado por pares
Aún así, señala que su historia requiere su propio salto de fe. Para que el disco suplante completamente al Planeta Nueve, necesita 20 masas de material terrestre, la cantidad máxima absoluta de restos sobrantes que se prevé que exista. "Estamos realmente al borde de lo que es razonable", dice ella.
Otro equipo ha propuesto un disco más pequeño que funciona a través de un mecanismo diferente. Este objeto podría asumir las responsabilidades de esculpir el sistema solar exterior con el Planeta Nueve, dice el coautor Antranik Sefilian, un candidato a doctorado en la Universidad de Cambridge, lo que permite reducir el tamaño teórico de ambas estructuras.
Ya sea que el culpable sea un planeta perfectamente ubicado, un disco especialmente masivo o una combinación de ambos, los astrofísicos se inclinan hacia la conclusión de que algo improbable ha tenido lugar en el sistema solar exterior. Y algunos se inclinan más que otros.
El otoño pasado, Unwin fue coautor de una publicación que especula que la masa misteriosa podría ser un pequeño agujero negro sobrante de la formación del universo. Nunca se ha detectado un agujero negro "primordial", pero una encuesta ha encontrado evidencia circunstancial que los planetas rebeldes o los agujeros negros de la masa similar al Planeta Nueve podrían recorrer la Vía Láctea. Si nuestro sol podría capturar lo primero, razona Unwin, ¿por qué lo segundo? "Esta es una idea loca", dice, "pero no es irrazonable".
La difícil tarea de decidir entre las ideas no irrazonables probablemente recaerá en los astrónomos. Mike Brown, un influyente defensor de la teoría del Planeta Nueve, lidera la búsqueda del cuerpo evasivo que podría terminar el debate en cualquier momento. La semana pasada, mientras revisaba los datos astronómicos, vio un punto que parecía prometedor, recientemente lo contó en Twitter, aunque resultó ser un objeto simulado que había inyectado para asegurarse de que su proceso de búsqueda funcionara.
El sábado pasado, a las 12:02 p. M., Encontré lo que se parecía mucho al Planeta Nueve (spoiler: no lo era). Estaba en los datos en los lugares correctos con el brillo correcto moviéndose en las direcciones correctas. Los datos en esa parte del cielo generalmente eran bastante buenos. Mi respiración se ralentizó …
– Mike Brown (@plutokiller) 4 de mayo de 2020
Si Brown no ve nada, el Observatorio Vera C. Rubin de próxima generación, que se espera tome sus primeras imágenes este año, probablemente emitirá una decisión decisiva dentro de cinco años. Debido a que detectará objetos mucho más débiles que los telescopios actuales, Madigan espera identificar el Planeta Nueve o comenzar a mapear los objetos en el borde interno de su disco. O bien, podría detectar suficientes objetos nuevos que los patrones observados hoy en día se derriten en desorden y no termina siendo un misterio para explicar.
En el improbable caso de que todas las prospecciones telescópicas actuales fallen, y las anomalías soporten años de las operaciones del Observatorio Vera C. Rubin, la teoría del agujero negro primordial de Unwin podría comenzar a parecer aún más razonable. Edward Witten, un físico teórico y pionero de la teoría de cuerdas, imaginó un futuro así la semana pasada cuando publicó una preimpresión que describe medidas extremas para localizar lo absolutamente invisible: enviar un grupo de búsqueda.
Inspirado por Breakthrough Starshot, un ambicioso proyecto que tiene como objetivo enviar algún día nanoprobes a la estrella más cercana, Witten hizo los cálculos al rociar una flota de sondas simples en muchas direcciones, con la esperanza de que uno temblara al pasar por el agujero negro. Equipadas con velas ligeras, las sondas volarían a quizás el uno por ciento de la velocidad de la luz (impulsada por un potente rayo láser basado en la Tierra), lo que lleva el viaje al reino del agujero negro teórico hasta aproximadamente una década. Tales sondas podrían, si son lo suficientemente sensibles, completar un mapa definitivo de masa en el sistema solar exterior, ya sea en planetas, discos, agujeros negros o todo lo anterior.
UNA respuesta publicada esta semana Señaló que una vez que las sondas dejan el viento solar, empujar las partículas cargadas podría enmascarar el tirón de cualquier agujero negro. Sin embargo, incluso aquellos acostumbrados a pensar en grande, reconocen que el esquema tendrá que superar algunos obstáculos más apremiantes primero. Se espera que el desarrollo de la infraestructura de lanzamiento cueste al menos medio billón de dólares, y las tecnologías necesarias de láser y materiales no existen hoy en día.
"Esta es una idea súper divertida", dice Unwin. "Sin embargo, tiene un precio superior".