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» » » » Astrônomos da Caltech podem ter encontrado o mitológico planeta X
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O sistema solar parece ter um novo nono planeta. Hoje, em 2016, dois cientistas aanunciaram evidências de um corpo celeste quase do tamanho de Netuno, mas ainda com uma órbita invisível (ou seja, em certos momentos, o planeta não está visualizado na parte visível do espectro) a cada 15.000 anos. Durante a infância do Sistema Solar, há 4,5 bilhões de anos, este planeta gigante recém descoberto foi jogado para fora da região de formação planetária próxima ao Sol. Abrandado por gás, o planeta ficou em uma órbita elíptica distante, na qual ainda encontra-se escondido.

A busca secular por um “planeta X” tem sido atormentada por argumentos incongruentes que vem de reivindicações rebuscadas à charlatanismos sem rodeios. Agora, a nova evidência vem de um par de cientistas planetários respeitados, Konstantin Batygin e Mike Brown, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), em Pasadena, que se prepararam para o inevitável ceticismo ante a sua descoberta com análises detalhadas das órbitas de outros objetos distantes e meses de simulações de computador. "Se você diz, 'Temos provas para o Planeta X', quase qualquer astrônomo vai dizer, 'De novo isto'? 'Esses caras são claramente loucos'! ", disse Brown. "Por que esse é diferente? Esse é diferente porque desta vez estamos certos. "

Batygin e Brown inferiram esta presença a partir do agrupamento peculiar de seis objetos previamente conhecidos que orbitam além de Netuno. Segundo a dupla de astrônomos, há uma chance de apenas 0,007%, ou cerca de um em 15.000, que o agrupamento poderia ser uma coincidência. Em vez disso, inferiu-se que um planeta com a massa de 10 Terras conduziu seis objetos em órbitas elípticas estranhas, inclinado-os para fora do plano do sistema solar.

A órbita do planeta inferido é inclinada, bem como estende à distâncias que vão derrubar concepções anteriores do sistema solar. Sua abordagem mais próxima ao sol é sete vezes mais distante do que a de Netuno, ou 200 unidades astronômicas (AUS). (Uma UA é a distância entre a Terra e o Sol, cerca de 150 milhões de quilômetros.) Este Planeta X vaga tanto quanto 600-1200 UA, muito além do cinturão de Kuiper, a região de pequenos mundos gelados que começa na borda da Netuno, a cerca de 30 UA.
Se o Planeta X existir, disseram Brown e Batygin, os astrônomos devem encontrar mais objetos em órbitas reveladoras, formadas pela força do gigante escondido. Brown sabe que ninguém vai realmente se convencer na descoberta até Planeta X, em si, aparecer dentro de um visor telescópio. "Até que haja uma detecção direta, é uma boa hipótese, ainda que seja hipótese em potencial", explicou o cientista. A equipe espera usar o grande telescópio no Havaí, que é adequado para a pesquisa, e esperam que outros astrônomos participem da caçada.

Batygin e Brown publicaram o resultado de hoje (quando?) no The Astronomical Journal. Alessandro Morbidelli, um dinamicista do planetário do Observatório de Nice, na França, realizou a revisão pelos pares do artigo. Em um comunicado, ele afirma que Batygin e Brown fizeram um "argumento muito sólido" e que ele está "muito convencido com a existência de um planeta distante."

Defender um novo nono planeta é um papel irônico para Brown; pois ele é mais conhecido como um assassino de planetas. A descoberta de Eris em 2005, um mundo gelado remoto quase do mesmo tamanho de Plutão, revelou que o que foi visto como o planeta mais externo de nosso sistema solar foi apenas um dos muitos mundos do cinturão de Kuiper. Astrônomos prontamente reclassificaram Plutão como um planeta anão. Brown contou essa Saga em seu livro How I Killed Plutão.

Agora, ele juntou-se a centenária busca de novos planetas. Seu método — inferir a existência do planeta X em seus efeitos gravitacionais fantasmagóricos — tem um histórico respeitável. Em 1846, por exemplo, o matemático francês, Urbain Le Verrier, previu a existência de um planeta gigante através de irregularidades na órbita de Urano. Astrônomos do Observatório de Berlim encontraram o novo planeta, Netuno, onde ele deveria estar, o que provocou uma sensação na mídia.

Restantes soluços na órbita de Urano levaram os cientistas a pensar que havia ainda mais um planeta, e, em 1906, Percival Lowell, um magnata, começou a busca por aquilo que chamou de "Planeta X" em seu observatório em Flagstaff, Arizona. Em 1930, Plutão apareceu, mas era demasiado pequeno para puxar significativamente Urano. Mais de meio século depois, novos cálculos baseados em medições da sonda Voyager revelaram que as órbitas de Urano e Netuno trabalham muito bem por conta própria: Sem necessidade de um planeta X.

No entanto, o fascínio do Planeta X persistiu. Na década de 1980, por exemplo, os pesquisadores propuseram que uma estrela anã marrom invisível poderia causar extinções periódicas na Terra, desencadeando fuzilamentos de cometas. Na década de 1990, os cientistas invocaram um planeta do tamanho de Júpiter, na borda do sistema solar, para explicar a origem de certos cometas raros. Apenas em dezembro de 2015, os pesquisadores afirmaram ter detectado o brilho fraco de microondas de um planeta rochoso, com tamanho invulgar, a cerca de 300 UA de distância, usando uma variedade de antenas do telescópio Chileno chamado Atacama Large Millimeter Array (ALMA). (Brown foi um dos muitos céticos, notando que o estreito campo de visão do ALMA aumentou as chances de encontrar um objeto muito pequeno).

Brown conseguiu o primeiro indício de sua presa atual em 2003, quando liderou uma equipe que descobriu Sedna, um objeto um pouco menor do que Eris e Plutão. A estranha órbita de Sedna, longínquo, tornou o objeto mais distante conhecido no sistema solar até aquele momento. Seu periélio, ou ponto mais próximo do Sol, estava a 76 UA(, eliminar) além do cinturão de Kuiper e agora, fora da influência da gravidade de Netuno. A implicação era clara: algo enorme, muito além de Netuno, puxou Sedna para longe de sua órbita.

Isso é algo que não tem que ser um planeta. O empurrão gravitacional de Sedna poderia ter vindo de uma estrela de passagem, ou a partir de um dos muitos outros berçários estelares que cercavam o Sol, nascente no momento da formação do sistema solar.


Desde então, um punhado de outros objetos gelados transformaram-se em órbitas semelhantes. Ao combinar Sedna com outros cinco objetos, Brown descartou a possibilidade de estrelas como a influência invisível: Apenas um planeta poderia explicar tais órbitas estranhas. Das suas três principais descobertas - Eris, Sedna, e agora, potencialmente, Planeta X - Brown diz que o último é o mais sensacional. "Matar Plutão foi divertido. Encontrar Sedna foi cientificamente interessante", diz ele. "Mas este, este está muito acima de tudo o resto."



Órbita sugerida do suposto planeta X(DATA) JPL; BATYGIN E BROWN / CALTECH; (Diagrama) A. CUADRA / CIÊNCIA


Em 2004, na Caltech, Batygin e Brown começaram a discutir os resultados da descoberta do novo planeta. Tramando as órbitas dos objetos distantes, disse Batygin, eles perceberam que o padrão que Sheppard e Trujillo notaram que "era apenas metade da história." Não foram só os objetos próximos da eclíptica em periélios, mas seus periélios foram fisicamente agrupados no espaço (veja o diagrama acima).

Para o próximo ano, a dupla secretamente discutiu o padrão e o que isso significava. Era um relacionamento fácil, e suas habilidades complementavam-se. Batygin, um jovem gênio de 29 anos, modelador digital, foi para a faculdade na UC Santa Cruz para estudar, curtir as praias e tocar em uma banda de Rock. Mas deixou sua marca modelando o destino do sistema solar ao longo de bilhões de anos, mostrando que, em casos raros, foi instável: Mercúrio pode mergulhar no Sol ou colidir com Vênus. "Foi um feito incrível para um estudante", diz Laughlin, que trabalhou com ele na época.

Brown, de 50 anos, é o astrônomo observacional, com um toque de descobertas dramáticas e a confiança para corresponder. Ele usa shorts e sandálias para trabalhar, coloca os pés em cima da mesa, e tem uma grandeza e ambição que mascaram intensidade na sua personalidade. Ele tem um programa para peneirar o Planeta X em dados de um grande telescópio no momento em que este se tornar disponível ao público ainda este ano (2016). 

Primeiro, eles peneiraram uma dúzia de objetos estudados por Sheppard e Trujillo para os seis mais distantes, descobertos por seis pesquisas diferentes, com seis telescópios diferentes.  Isso torna menos provável que a agregação possa ser devido a um viés de observação, tais como apontar um telescópio para uma parte específica do céu.
Mike Brown (left) and Konstantin Batygin.
Mike Brown (esquerda) e Konstantin Batygin.


Batygin começou semeando seus modelos do sistema solar com o Planeta X de vários tamanhos e órbitas, para ver qual versão mais bem explicada nos caminhos dos objetos. Alguns dos computadores levaram meses para executar o programa. Um tamanho preferido do Planeta X emergiu entre cinco e 15 massas terrestres, bem como uma órbita preferida: anti-alinhada no espaço de seis pequenos objetos, de modo que a sua periélio fique na mesma direção que o afélio dos seis objetos.

"Sheppard, que com Trujillo também havia suspeitado um planeta invisível", disse Batygin. "Brown tomou o nosso resultado para o próximo nível. ...  Eles entraram com a dinâmica profunda, algo que Chad e eu não somos muito bons."

Outros, como o cientista planetário Dave Jewitt, que descobriu o cinturão de Kuiper, são mais cautelosos. A chance de 0,007% que o agrupamento dos seis objetos é coincidência dá ao planeta uma significância estatística de 3,8 sigma para além do limiar de 3 sigma normalmente necessários para ser levado a sério, mas aquém do 5 sigma que, às vezes, é usado em campos como física de partículas. Isso preocupa Jewitt, que tem visto muitos resultados de 3 sigma desaparecerem antes. Ao reduzir a dúzia de objetos examinados por Sheppard e Trujillo para seis, Batygin e Brown enfraqueceram sua reivindicação. "Eu me preocupo que a conclusão de um novo e único objeto que não esteja no grupo iria destruir todo o edifício", diz Jewitt, que está na UC Los Angeles. "É um jogo de varas com apenas seis varas."

(Imagens) Wikimedia Commons; NASA / JPL-Caltech; A. CUADRA / CIÊNCIA; NASA / JHUAPL / SWRI; (Diagrama) A. CUADRA / CIÊNCIA


À primeira vista, um outro potencial problema vem do Widefield Infrared Survey Explorer, da NASA (WISE), um satélite que completou um levantamento de todo o céu, procurando o calor de anãs marrons, ou planetas gigantes. Ele descartou a existência de um planeta maior que Saturno, tanto fora quando 10.000 UA, de acordo com um estudo de 2013 por Kevin Luhman, astrônomo da Universidade Estadual da Pensilvânia, University Park. Mas Luhman observa que, se o Planeta X for do porte de Netuno ou menor, como Batygin e Brown disseram, WISE teria percebido isso. Ele diz que há uma pequena chance de detecção em um outro conjunto de dados do WISE em comprimentos de onda — sensíveis à radiação do refrigerador — que coletou 20% do céu.

Mesmo se Batygin e Brown pudessem convencer outros astrônomos que o Planeta X existe, eles enfrentam outro desafio: explicar como o planeta foi parar tão longe do Sol. Em tais distâncias, o disco protoplanetário de gás e poeira provavelmente seja demasiado fino para alimentar o crescimento do planeta. E mesmo que o Planeta X fizesse uma posição como um planetesimal, teria se movido muito lentamente em sua vasta órbita, ficando "preguiçoso" para aspirar o material suficiente para se tornar um gigante.

Em vez disso, Batygin e Brown propõem que o Planeta X formado muito mais próximo do Sol, ao lado de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Os modelos de computador mostraram que o sistema solar primitivo era uma mesa de bilhar tumultuada, com dezenas ou mesmo centenas de blocos de construção planetários do tamanho da Terra saltando ao redor um do outro. Outro planeta gigante embrionário poderia facilmente ter se formado lá e seria facilmente jogado para o exterior por um chute gravitacional de um outro gigante gasoso.

Tudo isso significa que o Planeta X permanecerá no limbo até que ele é realmente seja encontrado.

Os astrónomos têm algumas boas ideias sobre onde procurar, mas detectar o novo planeta não vai ser fácil. Como os objetos em órbitas altamente elípticas mover mais rápido quando estão perto do Sol, Planeta X gasta muito pouco tempo a 200 UA. E se fosse lá agora, diz Brown, que seria tão brilhante que os astrônomos provavelmente já teria visto isso.

Um telescópio pode ajudar: Subaru, um telescópio Japonês de 8 metros no Havaí. Ele tem área suficiente de captação de luz para detectar um objeto tão leve, juntamente com um enorme campo de visão de 75 vezes maior que a de um telescópio Keck. Isso permite que os astrônomos digitalizem grandes áreas do céu cada noite. Batygin e Brown estão usando Subaru para olhar para o Planeta X, e eles estão coordenando os seus esforços com os seus concorrentes de outrora, Sheppard e Trujillo, que também se juntaram à caçada com o Subaru. Brown diz que levará cerca de 5 anos para as duas equipes procurarem a maior parte da área onde o Planeta X poderia estar à espreita.
















O telescópio Subaru de 8 metros no topo de Mauna Kea, no Havaí tem um grande campo de visão, permitindo-lhe procurar de forma eficiente para o Planeta X.

Se a pesquisa seguir, como se chamará o novo membro do sistema Solar? Brown diz que é muito cedo para se preocupar com isso e escrupulosamente evita oferecer sugestões. Por enquanto, ele e Batygin estão chamando Planeta Nove (e, para o ano passado, informalmente, Planeta Phattie da década de 1990 - "Phattie" é a gíria para "legal"). Brown observa que nem Urano nem Netuno - os dois planetas descobertos em tempos modernos - acabaram sendo chamados por seus descobridores, e ele acha que isso é provavelmente uma coisa boa. É maior do que qualquer pessoa, ele diz: "É uma espécie de como encontrar um novo continente na Terra."

Ele está certo, porém, o Planeta X, ao contrário de Plutão - merece ser chamado de planeta. Algo do tamanho de Netuno no sistema solar? Nem pergunte. "Ninguém diria isto, nem mesmo eu."


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Autor Felipe Sérvulo

Graduado em Física pela UEPB. Mestrando em Cosmologia, gravitação e física das partículas pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência informática, física, química e matemática, com ênfase em desenvolvimento de websites e design gráfico e experiência na área de artes, com ênfase em pinturas e desenhos realistas. Fundador do Projeto Mistérios do Universo, colaborador, editor, tradutor e colaborador da Sociedade Científica e do Universo Racionalista. Membro da Associação Paraibana de Astronomia. Pai, nerd, geek, colecionador, aficionado pela arte, pela astronomia e pelo Universo. Curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/8938378819014229
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