El Noveno Planeta: Un mundo que no debería existir

A principios de este año, los científicos presentaron pruebas de la existencia del Planeat Nueve, un planeta de masa similar a la de Neptuno en una órbita elíptica 10 veces más lejos del Sol que Plutón. Desde entonces, los teóricos se han preguntado sobre cómo este planeta podría terminar en una órbita tan lejana.

Una nueva investigación realizada por astrónomos del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) examina una serie de escenarios y se encuentra que la mayoría de ellos tienen bajas probabilidades. Por lo tanto, la presencia del Planeta Nueve sigue siendo un poco un misterio.

“La evidencia apunta ala existencia delPlanet Nueve , pero no se puede explicar con certeza cómo se originó”, dice el astrónomo de CfA Gongjie Li, autor principal de un artículo aceptado para su publicación en la revista Astrophysical Journal Letters.

Planeta nueve círculos nuestro Sol a una distancia de unos 40.000millones-140.000 millones de millas, o 400 – 1500 unidades astronómicas. (Una unidad astronómica o UA es la distancia media de la Tierra al Sol, o 93 millones de millas). Esto lo sitúa más allá de todos los otros planetas de nuestro Sistema Solar. La pregunta es: ¿Se formó allí, o  se formó en otro lugar y luego migró a su  inusual   órbita ?

Li y su co-autor Fred Adams (Universidad de Michigan) realizaron millones de simulaciones por ordenador con el fin de considerar tres posibilidades. La primera y más probable que implica una estrella que pasa y tira hacia afuera al Planeta Nueve. Este tipo de interacción no sólo puede empujar al planeta en una órbita más amplia, sino también hacer que la órbita sea más elíptica. Y puesto que el Sol se formó en un cúmulo de estrellas con varios miles de vecinos, tales encuentros estelares fueron más comunes en la historia temprana de nuestro Sistema Solar.

Sin embargo,el pasaje cercano de una estrella  es más probable que al tirar del  Planet Nueve lo expulse  del Sistema Solar. Li y Adams encontraron sólo una probabilidad del 10 por ciento, a lo sumo, de que el Planeta Nueve terminase en su órbita actual. Por otra parte, el planeta habría tenido que comenzar a migrar desde una distancia grande lo cual es muy improbable.

El astrónomo del CfA  Scott Kenyon cree que puede tener la solución a esta dificultad. En dos artículos presentados a la revista Astrophysical Journal, Kenyon y su co-autor Benjamin Bromley (Universidad de Utah) utilizan simulaciones por ordenador para la construcción de escenarios posibles para la formación del planeta Nueve en una  órbita amplia.

“La solución más sencilla es que el Sistema Solar pudo hacer un gigante de gas extra”, dice Kenyon.

Proponen que el Planeta Nueve se formó mucho más cerca del Sol y luego interactuó con los otros gigantes de gas, particularmente Júpiter y Saturno. Una serie de empujones gravitacionales a continuación, podrían haber impulsado al planeta en una órbita elíptica más grande con el paso del tiempo.

“Piense en ello como empujar a un niño en una hamaca. Si se le da un empujón en el momento adecuado, una y otra vez, va a ir más y más alto”, explica Kenyon. “Entonces, el reto está en no empujar demasiado al planeta de modo que resulte expulsado del Sistema Solar”.

Esto podría ser evitado por las interacciones con el disco gaseoso del Sistema Solar, sugiere.

Kenyon y Bromley también examinan la posibilidad de que el Planeta Nueve ase haya formado realmente a una gran distancia. Ellos encontraron que la combinación correcta de la masa inicial del disco y el tiempo de vida del disco podría potencialmente crear al Planeta Nueve en el tiempo para que pueda ser empujado por el acercamiento de una estrella según lo sugerido por Li.

“Lo bueno de estos escenarios es que son observacionalmente comprobable”, señala Kenyon. “Un gigante de gas dispersado se verá como un Neptuno frío, mientras que un planeta que se formó en su lugar se parecerá a un Plutón gigante sin gas”.

El trabajo de Li también ayuda a limitar el tiempo para la formación o la migración del Planeta Nueve. El Sol nació en un cúmulo de estrellas en donde los encuentros con otras estrellas eran más frecuentes. La amplia órbita del planeta Nueve lo dejaría vulnerable a la eyección durante tales encuentros. Por lo tanto, es probable que el Planeta Nueve sea un recién llegado que alcanzó su órbita actual después de que el Sol dejó su cúmulo estelar de nacimiento.

Por último, Li y Adams analizaron dos posibilidades más extremas:  de que el Planeta Nueve es un exoplaneta que fue capturado desde un sistema planetario de una estrella que pasa, o un planeta en libre flotación que fue capturado cuando en su deriva se acercó a nuestro Sistema Solar. Sin embargo, concluyen que las posibilidades de que ocurra cualquiera de estos casos son de menos de 2 por ciento.

Este trabajo de Li y Adams ha sido aceptado para su publicación en la revista Astrophysical Journal Letters y está disponible en línea . Kenyon y Bromley han presentado sus conclusiones a la revista Astrophysical Journal en dos documentos disponibles en línea: uno sobre la formación in situ y uno en la dispersión de un gigante de gas- .