Acotando la búsqueda del posible noveno planeta

Utilizando observaciones de la nave Cassini, un equipo de astrónomos del Observatorio de París (Instituto de Mecánica Celeste et de calcul des Efemérides – IMCCE: Observatorio de París / CNRS / UPMC / University Research PSL) y Observatorio de la Costa Azul (Laboratoire GeoAzur : OCA / Universidad de Nice-Sophia Antipolis / CNRS / IRD) han sido capaces de especificar las posibles posiciones  de un noveno planeta del sistema solar.

Menos de un mes después de que astrónomos estadounidenses postularon la existencia de un noveno planeta en el Sistema Solar, un equipo francés logró reducir a la mitad la posible área de búsqueda. Uno de los investigadores responsables de esta hazaña relata la experiencia.

Zona de búsqueda original comenzada con el telescopio Subaru

Un mes después del anuncio realizado por dos investigadores de Caltech (EE.UU.) de que puede haber un nuevo planeta en nuestro sistema solar , un equipo francés fue  capaz de publicar una estimación refinada de sus posibles posiciones. Este lapso de tiempo es notable, teniendo en cuenta el proceso de revisión por sus pares( otros astrofíísicos, para las publicaciones científicas. ¿Existía ya el seguimiento de un planeta antes de este anuncio? 
Jacques Laskar, CNRS investigador del IMCCE 1 : Sí, los astrónomos sospechaban la existencia de un planeta de tipo “super-Tierra”  adicional ya en 2014, cuando el objeto 2012 VP113 (enlace es externo) fue descubierto en el cinturón de Kuiper . La órbita atípica de este planeta enano, así como la de Sedna, requiere nuevas hipótesis. Con mi colega Agnès Fienga del laboratorio GéoAzur, 2 ya habíamos empezado a analizar cómo de  las efemérides planetarias Inpop se podría inferir la presencia de un objeto adicional en el sistema solar. Por eso, cuando el 20 de enero, Konstantin Batygin y Mike Brown publicaron 3 noticias de un posible noveno planeta una masa  de 10 masas terrestres en The Astronomical Journal, decidimos intensificar nuestra investigación. Nos centramos en la órbita sugerida por los investigadores para obtener un resultado rápido que ayudaría a determinar si la existencia de un planeta así era posible o no. Presentamos nuestros resultados el 31enero a la revista Astronomía y Astrofísica , que aceptó nuestro artículo el 16 de febrero 4 No sólo fuimos capaces de confirmar que la hipótesis presentada por nuestros colegas estadounidenses era plausible, sino también hemos logrado reducir a la mitad el número de posibles ubicaciones de un planeta así.

¿Qué nuevas observaciones usaron para “afinar”los resultadosde  Batygin y Brown ?
JL: Nuestro método es en realidad completamente diferente del utilizado por los investigadores de Caltech y se basa en un conjunto diferente de datos de observación. Como ya he dicho, nuestro trabajo se basó en un modelo llamado Inpop  , que fue desarrollado  en el 2003. Este modelo integra casi 150.000 observaciones de los planetas y asteroides del Sistema Solar. nos permite establecer efemérides que pueden predecir, en un momento dado, la posición de los distintos cuerpos del Sistema Solar, teniendo en cuenta las interacciones gravitatorias mutuas. Estas efemérides son tan precisas que puedan determinar la distancia exacta entre Saturno y la Tierra en cualquier momento, con un margen de error de tan sólo 75 metros! Para probar la posibilidad de que un noveno planeta de aproximadamente 10 masas terrestres podría estar al acecho en el Sistema Solar, que entramos en el modelo dinámico Inpop , utilizando los parámetros y las posibles configuraciones sugeridas por Batygin y Brown. Luego volvimos a calcular las efemérides obtenidas para Saturno en cada una de estas configuraciones. Al comparar estas efemérides a los datos recogidos por la nave espacial Cassini desde el año 2004 en la posición real de Saturno, hemos sido capaces de determinar que algunas posiciones de Planeta 9 aumentaron considerablemente el margen de error del modelo Inpop, mientras que otras la reducen . Como Inpop ya ha demostrado su fiabilidad, inferimos que el planeta 9 no pude estar localizado en zonas que incrementarían significativamente el margen actual de error del modelo. Además, es más probable que este planeta se encuentre donde su presencia reduzca este margen.

Sus resultados delimitan una zona donde es más probable  la presencia de este planeta, y excluyen a otras. En relación con las hipótesis iniciales de Batygin y Brown, ¿ en cuánto se ha reducido el área de búsqueda para su posible ubicación? 
JL: Nuestros resultados más confiables son las zonas de exclusión, donde la presencia del Planeta 9 es imposible porque la diferencia entre las posiciones reales de Saturno y las calculadas por Inpop serían demasiado amplias. La investigación de Batygin y Brown dio algunos limites en la inclinación de la órbita del planeta 9, en contraste con el plano de la eclíptica , pero ninguno en términos de su posición sobre esta órbita en relación con los otros planetas. Esto significa que usted habría tenido que mirar en todas las direcciones sobre los 360 ° para tener la oportunidad de observarlo. Sin embargo, nuestros cálculos han permitido reducir este ángulo de posibles direcciones a 180 °. Y dentro de este ámbito, somos capaces de delinear un área que cubre aproximadamente  20 °, donde la presencia del planeta es más probable. También debemos tener en cuenta que al ampliar el conjunto de datos de la nave espacial Cassini, podríamos seguir reduciendo la posible área de búsqueda: por ejemplo, mediante la ampliación de su misión programada para terminar en el 2017, al 2020, la ventana de observación podría ser cortada desde 180 ° a 120 °. También esperamos poder refinar nuestras estimaciones con datos que pronto estarán disponibles de la sonda Juno de las posiciónes de Júpiter, a pesar de que por su tamaño y distancia relativa al planeta 9 hacen que sea menos sensible a las perturbaciones gravitatorias.

De acuerdo con usted, ¿ a dónde deben estar apuntando sus telescopios los astrónomos aficionados para descubrir este nuevo planeta?
JL: Parece que con una magnitud  estimado en 23-24, los astrónomos aficionados no tienen la oportunidad de observar el planeta 9. Este descubrimiento, si alguna vez se lleva a cabo, sólo será posible con el uso de grandes telescopios con un amplio campo, tales como la cámara Megacam en el CFH en Hawai) , por ejemplo.