Astrônomos criam modelo do mítico planeta 9 - veja como ele se pareceria

Astrofísicos na Universidade de Berna têm modelado a evolução do putativa planeta no sistema solar exterior. Eles estimam que o objeto tem um raio atual igual a 3,7 raios terrestres e uma temperatura de 226 graus Celsius negativos.

Estrutura simulada do candidato a planeta 9. Crédito: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern

Quão grande e quão brilhante é o planeta 9 se ele realmente existe? Qual é a sua temperatura e qual telescópio poderia encontrá-lo? Estas foram as perguntas que Christoph Mordasini, professor da Universidade de Berna e seu aluno de doutorado Esther Linder queria responderam quando ouviram sobre o possível planeta adicional no sistema solar sugerido por Konstantin Batygin e Mike Brown do Instituto de tecnologia da Califórnia, em Pasadena.

Os cientistas suíços são especialistas em modelagem da evolução dos planetas. Eles geralmente estudam a formação de jovens exoplanetas em discos em torno de outras estrelas e a imagem direta possível desses objetos com futuros instrumentos como o telescópio espacial James Webb. Portanto, Esther Linder diz: "Para mim, o candidato a planeta 9 é um objeto próximo, embora esteja cerca de 700 vezes mais longe que a distância entre a Terra e o Sol." Os astrofísicos suponham que o planeta 9 é uma versão menor de Urano e Netuno – um gigante de gelo pequeno com um envelope de hidrogênio e hélio.

Com seu modelo de evolução do planeta, eles calcularam como parâmetros como o raio planetário ou o brilho que evoluiu ao longo do tempo, desde que o sistema solar se formou 4,6 bilhões de anos atrás. O estudo foi financiado pelo projeto de investigação do PlanetsInTime de fundação de ciência nacional suíça e o Centro Nacional de Competência em Pesquisa de Planetas (NCCR).

Aquecido por dentro

Em seu artigo aceitado pela revista astronomia & astrofísica, os cientistas concluem que um planeta com a massa igual a 10 massas da Terra tem um raio atual de 3,7 raios terrestres. Sua temperatura tem menos de 226 graus Celsius ou Kelvin 47. "Isto significa que a emissão do planeta é dominado pelo resfriamento de seu núcleo, caso contrário a temperatura seria apenas 10 Kelvin," explica Esther Linder: "seu poder intrínseco é cerca de 1000 vezes maior do que sua potência absorvida." Portanto, a luz do sol refletida contribui somente uma pequena parte à radiação total que pode ser detectada. Isto também significa que o planeta é muito mais brilhante no infravermelho do que no visual. "Com nosso candidato a planeta 9 é agora mais do que um simples ponto de massa, é preciso ter propriedades físicas, de forma", diz Christoph Mordasini.

Os pesquisadores também verificaram se seus resultados explicam porque planeta 9 não foi detectado por telescópios até agora. Eles calcularam o brilho dos planetas menores e maiores em várias órbitas. Concluem que os inquéritos realizados no passado tinham apenas uma pequena chance de detectar um objeto com uma massa de 20 massas terrestres ou menos, especialmente se ele estiver perto do ponto mais distante de sua órbita em torno do sol. Mas o Wide-field Infrared Survey Explorer da NASA pode ter visto um planeta com uma massa igual a 50 massas terrestres ou mais. "Isso coloca um limite de massa superior interessante para o planeta", explica Esther Linder. 

De acordo com os cientistas, futuros telescópios como o grande telescópio de levantamento sinóptico em construção perto de Cerro Tololo no Chile devem ser capazes de encontrar ou descartar o candidato a planeta 9. "Essa é uma perspectiva excitante," diz Christoph Mordasini.

Traduzido e adaptado de Phys