Planeta Nueve para niños

Datos para niños Planeta Nueve
Representación artística del Planeta Nueve como un gigante de hielo eclipsando el centro de la Vía Láctea, con un sol en forma de estrella en la distancia. La órbita de Neptuno se muestra como una pequeña elipse alrededor del Sol.
Descubrimiento
Descubridor	Konstantin Batygin
Fecha	20 de enero de 2016
Categoría	Planeta hipotético
Orbita a	Sol
Elementos orbitales
Inclinación	30° a la eclíptica (est.)
Argumento del periastro	150°
Semieje mayor	700 UA (est.)
Excentricidad	0.6 (est.)
Elementos orbitales derivados
Periastro o perihelio	200 UA (est.)
Apoastro o afelio	1200 UA (est.)
Período orbital sinódico	10.000-20.000 años
Características físicas
Masa	6 × 1025 kg (est.) ≥10 masas terrestres (est.)
Diámetro	26,000–52,000 km (est.)
Magnitud absoluta	>22 (est.)

El Planeta Nueve, también llamado Noveno Planeta, es el nombre que se le ha dado a un planeta hipotético muy grande y helado. Se cree que podría existir en la parte más lejana de nuestro sistema solar. Esta idea surgió principalmente de un estudio publicado el 20 de enero de 2016 en la revista Astronomical Journal. Los astrónomos Michael E. Brown y Konstantin Batygin, del Instituto de Tecnología de California (Caltech), fueron quienes lo propusieron.

La posible existencia de este planeta se deduce al observar cómo se mueven ciertos objetos transneptunianos. Estos son cuerpos celestes que orbitan el Sol más allá de Neptuno. En enero de 2016, Michael E. Brown estimó que había un 90% de probabilidad de que el Planeta Nueve existiera. Podría ser el quinto gigante gaseoso que, según el modelo de Niza, fue expulsado de la parte interior del sistema solar. Su presencia explicaría las órbitas extrañas de dos grupos de objetos en el cinturón de Kuiper.

A finales de 2018, aún no se había visto directamente el Planeta Nueve. Aunque algunos telescopios como el Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) y el Pan-STARRS no lo detectaron, la posibilidad de que exista un objeto del tamaño de Neptuno en el sistema solar exterior no se ha descartado. La capacidad de estos telescopios para encontrarlo depende de dónde esté y de sus características. Se están realizando más estudios con el WISE y el telescopio Subaru. A menos que se observe con un telescopio, su existencia es solo una teoría. También se han propuesto otras ideas para explicar el agrupamiento de los objetos transneptunianos.

Características del Planeta Nueve

¿Cómo es la órbita del Planeta Nueve?

Se cree que el Planeta Nueve sigue una órbita altamente elíptica alrededor del Sol. Tardaría entre 10.000 y 20.000 años terrestres en completar una vuelta. Su órbita tendría un semieje mayor de unos 700 UA. Esto es unas veinte veces la distancia de Neptuno al Sol.

El planeta podría acercarse al Sol hasta unas 200 UA (30.000 millones de kilómetros). Su inclinación estimada sería de unos 30 grados sobre el plano de la eclíptica. Debido a su alta excentricidad, el Planeta Nueve podría alejarse hasta unas 1200 UA en su afelio (el punto más lejano del Sol).

El afelio estaría en la dirección de las constelaciones de Orión y Tauro. El perihelio (el punto más cercano al Sol) estaría en la dirección de las constelaciones de Serpens (Caput), Ofiuco y Libra.

Según un artículo del Washington Post, telescopios de varios continentes ya están buscando este objeto. Si el planeta está en la parte más lejana de su órbita, se necesitarían los telescopios más grandes del mundo, como el telescopio Subaru en Hawái.

La idea de la existencia del Planeta Nueve es una especulación. Sin embargo, tiene una base sólida y cumple con tres requisitos científicos: es posible físicamente, tiene una buena explicación teórica y se puede intentar verificar con observaciones.

¿Qué tamaño tiene el Planeta Nueve?

Se calcula que el Planeta Nueve tiene entre 5 y 10 veces la masa de la Tierra. Su diámetro sería de 2 a 4 veces el de la Tierra. Un estudio con infrarrojos del Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) en 2009 no descartó un objeto de este tipo. Sus resultados permitieron la existencia de un objeto del tamaño de Neptuno más allá de 700 UA.

Otro estudio de 2014 se centró en cuerpos más grandes en el sistema solar exterior. Este estudio descartó objetos con la masa de Júpiter más allá de 26.000 UA. Brown cree que la masa del Planeta Nueve es suficiente para "limpiar" su órbita a lo largo de 4.600 millones de años. Por lo tanto, cumpliría con la definición de planeta.

¿De qué está hecho el Planeta Nueve?

Brown piensa que es muy probable que el planeta sea un gigante de hielo. Podría haber sido expulsado de la parte interior del sistema solar. Su composición sería similar a la de Urano y Neptuno, que están hechos de roca, hielo y gas.

Nombres informales del Planeta Nueve

Brown y Batygin han usado los nombres «Jehoshaphat» y «George» (Jorge) para el Planeta Nueve. Brown ha dicho: «En realidad lo llamamos “Phattie” (‘Gordito’) cuando hablamos entre nosotros». En agosto de 2014, se propuso el nombre «Telisto», que significa "el lejano" en griego, para el planeta que podría estar causando las órbitas extrañas de los sednoides y los objetos separados.

Evidencia indirecta de su existencia

Primeras ideas

El descubrimiento de Sedna en 2004 y su órbita inusual llevó a pensar que algo más allá de los ocho planetas conocidos "perturbó a Sedna". Pudo ser otro planeta, una estrella cercana al Sol, o un grupo de estrellas si el Sol se formó en un cúmulo.

Rodney Gomes, del Observatorio Nacional de Brasil, analizó las órbitas de varios objetos transneptunianos con órbitas muy alargadas. Creó modelos que mostraban la posible existencia de un planeta no detectado. Este planeta estaría demasiado lejos para afectar a la Tierra, pero lo suficientemente cerca para influir en las órbitas de esos objetos.

El anuncio del descubrimiento de 2012 VP₁₁₃ en marzo de 2014, que tenía características orbitales similares a Sedna, aumentó la posibilidad de una supertierra no detectada en una órbita exterior grande.

Argumentos a favor de un nuevo planeta

Trujillo y Shepherd estudiaron las órbitas de objetos transneptunianos (TNO) con perihelio (punto más cercano al Sol) mayor de 30 UA y un semieje mayor (distancia promedio al Sol) mayor de 150 UA. Descubrieron que estos objetos compartían características orbitales, especialmente en la orientación de sus órbitas elípticas. Propusieron que un "cuerpo único de 2 a 15 masas terrestres en una órbita circular de baja inclinación entre 200 y 300 UA" podría explicar este patrón.

Brown y Batygin analizaron seis objetos transneptunianos extremos. Estos objetos tienen órbitas estables, la mayoría fuera del cinturón de Kuiper. Un análisis detallado mostró que estos seis objetos tienen órbitas elípticas que están alineadas en la misma dirección en el espacio y en el mismo plano. Se estimó que esto solo ocurriría por casualidad con una probabilidad del 0,007%.

La siguiente tabla muestra algunos TNOs con perihelio mayor de 30 UA y un semieje mayor superior a 250 UA, incluyendo los 6 objetos analizados por Brown y Batygin, y el Planeta Nueve hipotético.

Hipótesis sobre el Planeta Nueve

Correlaciones orbitales entre los seis objetos transneptunianos distantes llevó a la hipótesis. (Ver: Cuadro final de órbitas)

El primer argumento fuerte a favor del Planeta Nueve fue publicado en 2014 por los astrónomos Scott S. Sheppard y Chad Trujillo. Ellos sugirieron que las órbitas similares de objetos como los sednoides podrían estar influenciadas por un planeta masivo desconocido en el borde del sistema solar. Sus hallazgos indicaron que una supertierra de 2 a 15 M_⊕, más allá de las 200 UA, con una órbita muy inclinada de 1500 UA, podría guiar a los objetos extremos del cinturón de Kuiper (KBO) a órbitas similares.

Las simulaciones por computadora de Michael E. Brown y Konstantin Batygin, que al principio buscaban refutar el estudio de 2014, en cambio, encontraron más pruebas de que el Planeta Nueve podría existir. Su modelo teórico explica tres misterios del cinturón de Kuiper: la alineación de las órbitas distantes, la creación de objetos separados como Sedna, y la existencia de objetos con órbitas perpendiculares.

Brown describió el planeta hipotético como un "perturbador" de los KBOs extremos. Especuló que, si se confirma, el Planeta Nueve podría haberse formado en el centro de un gigante gaseoso. Luego, habría sido lanzado a los confines del sistema solar.

Brown cree que si este nuevo objeto existe y tiene los efectos observados, debe ser aún más masivo si está más lejos. Piensa que, si existe, domina el límite exterior del sistema solar. Esto es suficiente para considerarlo un planeta según las definiciones actuales.

Trabajos de Trujillo y Sheppard (2014)

El argumento inicial para un planeta más allá de Neptuno fue publicado en 2014 por Chad Trujillo y Scott S. Sheppard. Ellos sugirieron que las órbitas similares de objetos transneptunianos extremos (ETNO) como los sednoides podrían ser causadas por un planeta masivo desconocido. Este planeta estaría a cientos de unidades astronómicas y usaría el mecanismo de Kozai para explicar las alineaciones.

Trujillo y Sheppard analizaron las órbitas de doce TNOs con perihelio mayor de 30 UA y semiejes mayores superiores a 150 UA. Encontraron un agrupamiento de características orbitales, especialmente en la orientación de sus órbitas. Las perturbaciones de los cuatro planetas gigantes conocidos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) deberían haber dispersado los perihelios de estos TNOs, a menos que algo los mantuviera unidos.

En un trabajo posterior, Trujillo y Sheppard notaron una relación entre la longitud del perihelio y el argumento del perihelio de estos objetos. Los que tenían una longitud de perihelio de 0-120° tenían argumentos de perihelio entre 280-360°. Aquellos con longitud de perihelio de 180-340° tenían argumentos de perihelio de 0-40°. Encontraron que esta relación tenía una significación estadística del 99,99%.

Simularon un cuerpo de 2-15 masas terrestres en una órbita circular de baja inclinación entre 200 y 300 UA. También simularon un objeto con la masa de Neptuno en una órbita de alta inclinación a 1500 UA. Esto mostró cómo un solo planeta grande podría agrupar a los TNOs extremos más pequeños en órbitas similares. No encontraron una órbita única para el planeta, ya que hay muchas configuraciones posibles. Sin embargo, fueron los primeros en notar el agrupamiento de las órbitas de objetos muy distantes y que la causa más probable era un planeta masivo desconocido.

Su trabajo es similar a cómo Alexis Bouvard notó el movimiento peculiar de Urano. Esto lo llevó a sugerir que las fuerzas gravitatorias de un octavo planeta desconocido eran la causa, lo que llevó al descubrimiento de Neptuno.

Trabajos de De la Fuente Marcos y otros (2014)

En junio de 2014, Raúl y Carlos de la Fuente Marcos incluyeron un decimotercer objeto transneptuniano. Notaron que todos sus argumentos de perihelio estaban cerca de 0°. En otro análisis, confirmaron que la única explicación para esta alineación era un planeta no detectado. También teorizaron que un grupo de objetos transneptunianos extremos (ETNOs) se mantienen agrupados por un mecanismo Kozai.

Especularon que este planeta tendría una masa entre la de Marte y Saturno. Orbitaría a unos 200 UA del Sol. Además, sugirieron que este planeta está en resonancia con otro planeta más masivo a aproximadamente 250 UA del Sol, como en el argumento de Trujillo y Sheppard. No descartaron que el planeta pudiera estar mucho más lejos pero ser mucho más masivo para tener el mismo efecto. Admitieron que la hipótesis necesitaba más trabajo y esperaban más claridad a medida que se estudiaran las órbitas de objetos más distantes.

Trabajos de Batygin y Brown (2016)

Las correlaciones orbitales entre seis objetos transneptunianos distantes llevaron a la hipótesis. (Véase: Órbitas del cuadro final)

Konstantin Batygin y Michael E. Brown, de Caltech, intentaron refutar el mecanismo propuesto por Trujillo y Sheppard. Demostraron que la formulación original de Trujillo y Sheppard, que había identificado un agrupamiento de argumentos de perihelio a 344°, estaba influenciada por las resonancias de Neptuno para muchos objetos. Una vez filtrados los objetos no afectados por Neptuno, el argumento del perihelio para los restantes era de 318°± 8°. Esto no coincidía con la forma en que el mecanismo de Kozai alinearía estas órbitas.

Sin embargo, Batygin y Brown encontraron que los cuatro objetos restantes no afectados por Neptuno eran casi coplanares con los sednoides Sedna y 2012 VP113. También estaban agrupados alrededor de un argumento de perihelio con ellos. Descubrieron que solo había un 0,007% de probabilidad de que esto fuera por casualidad.

Batygin y Brown también analizaron seis objetos transneptunianos extremos (ETNOs) en una configuración estable de órbitas, la mayoría fuera del cinturón de Kuiper. Estos objetos son Sedna, 2012 VP₁₁₃, 2007 TG₄₂₂, 2004 VN₁₁₂, 2013 RF₉₈ y 2010 GB₁₇₄. Una observación más detallada de los datos mostró que estos seis objetos tienen órbitas que no están agrupadas en sus argumentos de perihelio, sino que están alineadas en la misma dirección en el espacio físico y se encuentran aproximadamente en el mismo plano.

Estos seis objetos fueron descubiertos por seis estudios diferentes con seis telescopios distintos. Esto hizo menos probable que el agrupamiento se debiera a un error de observación. Además, al ser los seis objetos más distantes, era menos probable que Neptuno los perturbara, ya que Neptuno orbita a 30 UA del Sol. Generalmente, los TNOs con perihelios menores de 36 UA son influenciados por Neptuno.

Estos seis son los únicos cuerpos conocidos con perihelio mayor de 30 UA y un semieje mayor superior a 250 UA, hasta enero de 2016. Los seis objetos son relativamente pequeños, pero actualmente son brillantes porque están cerca de su punto más cercano al Sol en sus órbitas elípticas.

Una simulación numérica pudo explicar tanto los argumentos de perihelio como la coincidencia de planos orbitales. Esto se debe a resonancias de movimiento medio causadas por un objeto masivo hipotético de 10 M_⊕ en una órbita muy excéntrica y moderadamente inclinada. El modelo generó un patrón de objetos de alta inclinación. Esto se especuló como resultado de una combinación del efecto de movimiento medio con el efecto de Kozai relativo al planeta hipotético. Este patrón se encontró luego en bases de datos de objetos menores en el Sistema Solar. Su origen no se había podido explicar bien antes.

Su modelo teórico explicó tres aspectos difíciles de entender de la región transneptuniana en un solo marco: la alineación física de las órbitas distantes, la creación de objetos separados del cinturón de Kuiper como Sedna, y la existencia de una población de objetos con órbitas muy inclinadas. Su trabajo es similar a cómo Urbain Le Verrier predijo la posición de Neptuno basándose en las observaciones de Alexis Bouvard y la teoría del movimiento peculiar de Urano.

Dentro de la hipótesis del Planeta Nueve, y dependiendo de los valores de los parámetros orbitales del perturbador, los TNOs pueden ser una población original o transitoria. La órbita de 2013 RF₉₈ es similar a la de 2004 VN₁₁₂. Los espectros visibles de 2004 VN₁₁₂ y 2013 RF₉₈ son similares, pero muy diferentes a los de Sedna. El valor de su pendiente espectral sugiere que las superficies de 2013 RF₉₈ pueden tener hielos de metano puros (como en el caso de Plutón) y carbones muy procesados, incluyendo algunos silicatos amorfos. Su pendiente espectral es similar a la de 2004 VN₁₁₂.

Trabajos de Héctor Socas (2022)

El astrofísico español Héctor Socas-Navarro del IAC (Instituto Astrofísico de Canarias) sugirió, basándose en datos de Amir Siraj y Abraham Loeb, que el meteoro CNEOS14 podría ser un objeto desviado por el hipotético Planeta Nueve desde una de sus lunas. La trayectoria de este meteoro, que impactó cerca de Papúa Nueva Guinea y fue observado cruzando el cielo a una velocidad de ∼60 km/s (superando la velocidad de escape del sistema solar a 1 UA), sería una pista directa de la existencia de dicho planeta. Esto se debe a que o bien vino directamente de fuera del sistema solar con una trayectoria hiperbólica, o bien fue desviado desde el cinturón de Kuiper por un objeto de gran masa. Después de una reevaluación independiente de su trayectoria de origen por el equipo de E. Peña-Asensio, J. M. Trigo-Rodríguez y A. Rimola, el origen de CNEOS14 se ha asignado a RA: 88.9 ± 1.5° y dec: 13.3 ± 3.8°, mejorando la zona de hipótesis a favor de Héctor Socas. Se siguen realizando observaciones astronómicas para confirmar o refutar estos cálculos.

Conclusiones

Batygin fue cauteloso al interpretar los resultados. Dijo: «Hasta que el Planeta Nueve sea captado por la cámara, no cuenta como real. Todo lo que tenemos ahora es un eco».

Brown estimó que las probabilidades de existencia del Planeta Nueve eran de alrededor del 90%. Greg Laughlin, uno de los pocos investigadores que conocían el artículo de antemano, dio una estimación del 68,3%. Otros científicos escépticos piden más datos de KBOs adicionales para analizar o una confirmación fotográfica final. Brown, aunque reconoce el punto de vista de los escépticos, cree que hay suficientes datos para organizar una búsqueda seria de un nuevo planeta y asegura que no será una búsqueda inútil.

Brown cuenta con el apoyo de James L. Green, director de la División para Ciencias Planetarias de la NASA. Green afirmó que «la evidencia es más clara ahora de lo que nunca ha sido antes».

Tom Levenson concluyó que, por ahora, el Planeta Nueve parece ser la única explicación satisfactoria para todo lo que se sabe sobre las regiones exteriores del sistema solar.

Esfuerzos para la detección indirecta

Inclinación del Sol

Análisis realizados por Bailey, Batygin y Brown, y por Gomes, Deienno y Morbidelli, sugieren que el Planeta Nueve podría ser la causa de la desalineación de la órbita de rotación del sistema solar. El eje de rotación del Sol está inclinado unos 6° respecto al plano orbital de los planetas gigantes. La razón exacta de esta diferencia sigue siendo un misterio en astronomía.

El análisis usó simulaciones por computadora para mostrar que tanto la magnitud como la dirección de la inclinación pueden explicarse por las fuerzas gravitacionales del Planeta Nueve sobre los otros planetas a lo largo de la vida del sistema solar. Estas observaciones son consistentes con la hipótesis del Planeta Nueve, pero no prueban su existencia, ya que podría haber otra u otras razones para la desalineación de la órbita del sistema solar.

Mediciones de la órbita de Saturno con Cassini

Un análisis de los datos de Cassini sobre la órbita de Saturno no coincidía con la hipótesis del Planeta Nueve si su anomalía verdadera (posición en su órbita) estaba entre -130° y -110° o entre -65° y 85°. El análisis, usando los parámetros orbitales de Batygin y Brown para el Planeta Nueve, sugiere que la falta de perturbaciones en la órbita de Saturno se explica mejor si el Planeta Nueve se encuentra en una anomalía verdadera de 117.8°. En este lugar, el Planeta Nueve estaría a unos 630 UA del Sol, con una ascensión recta cercana a 2h y una declinación cercana a -20°, en la constelación de Cetus.

Un análisis posterior de los datos de Cassini por los astrofísicos Matthew Holman y Matthew Payne reforzó las limitaciones sobre las posibles ubicaciones del Planeta Nueve. Holman y Payne desarrollaron un modelo más eficiente que les permitió explorar un rango más amplio de parámetros. Concluyeron que el Planeta Nueve es más probable que esté en un área del cielo cerca de la constelación de Cetus, en (RA, Dec) = (40°,-15°). Recomiendan esta área como una prioridad para futuras observaciones.

Análisis de la órbita de Plutón

Un análisis de la órbita de Plutón por Matthew J. Holman y Matthew J. Payne encontró perturbaciones mucho mayores de lo previsto por Batygin y la órbita propuesta por Brown para el Planeta Nueve. Holman y Payne sugirieron tres posibles explicaciones. Los datos de la órbita de Plutón podrían tener errores significativos. Podría haber un pequeño planeta sin descubrir en el rango de 60-100 UA (además del Planeta Nueve); esto podría ayudar a explicar el acantilado de Kuiper. Y finalmente, podría haber un planeta más masivo o más cercano al Sol en lugar del planeta predicho por Batygin y Brown.

Búsqueda de objetos transneptunianos extremos adicionales

Posible diagrama orbital del Planeta Nueve (color verde lima, identificado como "P9") y varios objetos transneptunianos extremos. Cada cuadrado de fondo tiene 100 UA de ancho.

Encontrar más objetos permitiría a los astrónomos hacer predicciones más precisas sobre la órbita del planeta hipotético. El Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos, que se completará en 2023, podrá mapear todo el cielo en pocas noches. Esto proporcionará más datos sobre objetos distantes del cinturón de Kuiper que podrían reforzar la evidencia del Planeta Nueve y ayudar a determinar su ubicación actual.

Investigaciones sobre patrones en las órbitas de los ETNOs conocidos sugieren que están sujetos a resonancias orbitales de planetas aún no detectados más allá de la órbita de Plutón. Análisis posteriores en la distribución de los elementos orbitales de los ETNOs también sugieren la presencia de más de un planeta "trans-plutoniano".

La inclusión de un planeta lejano provoca una distribución orbital distinta en los objetos transneptunianos del disco disperso y los ETNOs, como demuestran varias simulaciones. Estas simulaciones indican que la masa estimada de la población de ETNOs (q> 37 UA, 50 <a <500 UA) sería tres veces mayor si hay un planeta distante en una órbita circular y diez veces si está en una órbita excéntrica. Estos objetos también presentan una inclinación más amplia, con una fracción significativa que tiene inclinaciones mayores de 60° (si el planeta lejano tiene una órbita excéntrica).

Debido a que tales grupos de objetos son difíciles de detectar con los instrumentos actuales, aún no se ha observado dicha población. Sin embargo, esto no está limitado por las observaciones actuales.

Los objetos transneptunianos extremos (ETNOs) descubiertos recientemente incluyen:

• 2013 SY₉₉, un objeto cuyo perihelio parece estar alineado con los otros seis objetos distantes. "L91" —como se le ha llamado— parece que podría encajar con el grupo antialineado, pero la astrofísica Michele Bannister de la Queen's University Belfast, que describió el objeto, citó modelos que sugieren que podría no tener nada que ver con el Planeta Nueve.

• 2013 FT₂₈, situado en el lado opuesto del cielo (longitud del perihelio alineada con el Planeta Nueve) pero dentro de la órbita propuesta del Planeta Nueve, donde las simulaciones por computadora sugieren que estaría a salvo de influencias gravitatorias.

• 2014 SR₃₄₉, cuya órbita también está alineada con los seis objetos anteriores.

• 2014 FE₇₂, un objeto con una órbita tan extrema que alcanza unos 3000 UA del Sol en una elipse muy alargada (a esta distancia su órbita está influenciada por la marea galáctica y otras estrellas).

Efecto en la nube de Oort

En un estudio aún no publicado, Erez Michaely (estudiante de doctorado del Technion) y el profesor de astronomía Avi Loeb (de Harvard) sugirieron que el Planeta Nueve podría causar la formación de una estructura esférica dentro de la nube de Oort a unos 1200 UA. Esta estructura podría ser una fuente de cometas y sería diferente de la que produciría una estrella que pasara cerca. Sugirieron que el Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos podría detectar esta estructura, si existe.

Estudios y simulaciones demuestran que la distribución orbital de los cometas eclípticos puede explicarse incluyendo al Planeta Nueve.

Órbitas de cometas casi parabólicas

Un análisis de las órbitas de los cometas con trayectorias casi parabólicas identificó cinco nuevos cometas con órbitas hiperbólicas. Estas órbitas se acercan a la órbita nominal del Planeta Nueve descrita en el trabajo inicial de Batygin y Brown. Si estas órbitas son hiperbólicas debido a encuentros cercanos con el Planeta Nueve, se estimaría que el Planeta Nueve está actualmente cerca de su afelio. Su ascensión recta sería de 83°-90° y su declinación de 8°-10°. Scott Sheppard, quien es escéptico de este análisis, señala que muchas fuerzas influyen en las órbitas de los cometas.

Correlación de argumentos y longitudes de perihelio

Trujillo y Sheppard anunciaron el descubrimiento de varios objetos distantes. Observaron una relación entre la longitud del perihelio y el argumento del perihelio de estos objetos. Los que tienen una longitud de perihelio de 0-120° tienen argumentos de perihelio entre 280-360°. Aquellos con una longitud de perihelio de 180-340° tienen argumentos de perihelio de 0-40°. La significación estadística de esta relación fue del 99,99%. Sugieren que la relación se debe a que las órbitas de estos objetos evitan acercamientos al Planeta Nueve pasando por encima o por debajo de su órbita. También observaron que los argumentos de perihelio de los TNOs con perihelio inferior a 35 UA son opuestos a los que tienen perihelio mayor de 35 UA.

Nodos ascendentes de objetos con un largo semieje mayor

En un artículo, Carlos y Raúl de la Fuente Marcos muestran pruebas de una posible distribución bimodal de las distancias nodales de los ETNOs. Es poco probable que esta relación sea resultado de un error de observación, ya que también aparece en la distribución nodal de los centauros y cometas con un largo semieje mayor. Si se debe a que los ETNOs experimentan acercamientos al Planeta Nueve, es consistente con un planeta con un semieje mayor de 300-400 UA.

Posible interrupción de un binario

Las similitudes entre las órbitas de 2013 RF₉₈ y 2004 VN₁₁₂ han llevado a sugerir que eran un objeto binario que se separó cerca del afelio durante un encuentro con un objeto distante. Los espectros visibles de 2004 VN₁₁₂ y 2013 RF₉₈ también son similares, pero muy diferentes a los de Sedna. El valor de sus pendientes espectrales sugiere que las superficies de 2013 RF₉₈ pueden tener cantidades de metano puro (como en el caso de Plutón) y carbones muy procesados, incluyendo algunos silicatos amorfos. La ruptura de un binario requeriría un encuentro relativamente cercano con el Planeta Nueve, sin embargo, es menos probable a grandes distancias del Sol.

Dinámica secular de los TNO extremos

Hervé Beust calculó numéricamente el Hamiltoniano que describe la dinámica secular de los objetos perturbados por el Planeta Nueve. Las gráficas de excentricidad frente a la longitud del perihelio formaron curvas cerradas, o islas de libración para objetos alineados y antialineados. Esto se parece a las gráficas de Batygin y el trabajo original de Brown que mostró la evolución de los elementos orbitales de los ETNOs en simulaciones bajo la influencia del Planeta Nueve. Beust también produjo gráficas similares para objetos en resonancia con un Planeta Nueve en un semieje mayor de 665 UA, por ejemplo Sedna en una resonancia de 3:2, como propusieron Malhotra, Volk y Wang. Las islas de libración en algunos de estos casos incluyeron ubicaciones que no son de alineación o antialineación. Beust señala que, si bien la protección de fase de objetos resonantes proporciona protección adicional, los cuerpos de la población antinatural no necesitan estar en resonancia con el Planeta Nueve para permanecer en órbitas estables a largo plazo.

Ocultaciones de los troyanos de Júpiter

Malena Rice y Gregory Laughlin han propuesto construir una red de telescopios para detectar las ocultaciones de cuerpos menores del Sistema Solar, específicamente de los troyanos de Júpiter. La cronología de estas ocultaciones proporcionaría mediciones precisas para detectar perturbaciones gravitacionales en sus órbitas y variaciones debidas a la marea del supuesto Planeta Nueve.

Detección directa

¿Dónde se podría encontrar?

Si el planeta existe y está cerca de su perihelio (punto más cercano al Sol), los astrónomos podrían identificarlo en imágenes ya existentes. Para su afelio (punto más lejano), se necesitarían los telescopios más grandes. Sin embargo, si el planeta se encuentra actualmente en un punto intermedio, muchos observatorios podrían detectarlo. Estadísticamente, es más probable que el planeta esté más cerca de su afelio, a una distancia de más de 500 UA. Esto se debe a que los objetos se mueven más lentamente cuando están cerca de su afelio, según la segunda ley de Kepler.

La búsqueda en bases de datos de objetos estelares realizada por Brown y Batygin ya ha descartado la mayor parte del cielo donde el planeta podría estar. Las zonas restantes son la dirección de su afelio, o las áreas difíciles de detectar donde la órbita cruza el fondo de la Vía Láctea. Estas áreas están cerca de las direcciones del afelio o junto a su perihelio, en la dirección de Escorpio y Sagitario.

Búsquedas en curso

Como se predice que el planeta es visible desde el hemisferio norte, se espera que la búsqueda principal se realice con el Telescopio Subaru. Este telescopio tiene una abertura lo suficientemente grande para ver objetos débiles y un amplio campo de visión para acortar la búsqueda. Dos equipos de astrónomos —Batygin y Brown, así como Trujillo y Sheppard— están llevando a cabo esta búsqueda juntos. Se espera que la búsqueda dure hasta cinco años. Brown y Batygin inicialmente redujeron la búsqueda a unos 2.000 grados cuadrados de cielo cerca de Orión. Batygin cree que esta franja de espacio podría cubrirse en 20 noches con el Telescopio Subaru. Los refinamientos posteriores de Batygin y Brown han reducido el espacio de búsqueda a 600-800 grados cuadrados de cielo.

Radiación

Un planeta lejano como este reflejaría poca luz. Sin embargo, como se estima que es un cuerpo grande, es más probable que su "firma" de radiación sea detectada por telescopios infrarrojos o radiotelescopios terrestres como el Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Aun así, esto tendría que confirmarse con una observación visual, ya que el ALMA no puede distinguir fácilmente un cuerpo pequeño y cercano de uno grande y distante.

Visibilidad

Los telescopios buscarían un objeto que, debido a su distancia extrema del Sol, reflejaría poca luz solar y podría ser difícil de ver. Se espera que tenga una magnitud aparente más débil que 22, lo que significa que es al menos seiscientas veces más débil que Plutón. Para comparar, el telescopio espacial Hubble ha detectado objetos tan tenues como de magnitud 31 al fotografiar el campo ultra profundo del Hubble. Sin embargo, el telescopio Subaru ha alcanzado un límite fotográfico de magnitud 27,7 con una exposición de diez horas.

Una búsqueda preliminar en los datos de archivo de los programas Catalina Sky Survey, Pan-STARRS y WISE no ha identificado el Planeta Nueve. Las áreas restantes para buscar están cerca del afelio, que se encuentra cerca del plano galáctico de la Vía Láctea. En esta dirección del afelio, el planeta predicho sería menos brillante y el campo de visión es complicado para su detección.

Telescopio SkyMapper

En abril de 2017, científicos ciudadanos del proyecto Zooniverse encontraron cuatro posibles candidatos para el Planeta Nueve usando datos del Telescopio SkyMapper en el Observatorio de Siding Spring. Estos objetos candidatos serán estudiados por los astrónomos para ver si realmente son el planeta.

Zooniverse Backyard Worlds: Planet 9

Otro proyecto de Zooniverse está usando los datos del WISE para buscar el Planeta Nueve.

Más objetos predichos

Batygin y Brown también predicen la existencia de una población de objetos distantes aún no descubiertos. Estos objetos tendrían semiejes mayores de más de 250 UA, pero tendrían excentricidades menores y órbitas que se alinearían con el Planeta Nueve. Los perihelios más grandes de estos objetos podrían hacerlos más débiles y difíciles de detectar que los objetos antialineados.

Encontrar más objetos de este tipo permitiría a los astrónomos hacer predicciones más precisas sobre la órbita del planeta. El Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos (cuando esté completo en 2023) podrá mapear todo el cielo en solo un par de noches. Esto proporcionará más datos sobre los objetos distantes del cinturón de Kuiper, lo que podría reforzar la evidencia del Planeta Nueve y ayudar a identificar su ubicación actual.

Posible detección

Investigaciones estiman que el Planeta Nueve ya habría sido detectado (o será detectado) por el telescopio TESS. Este telescopio ha examinado todo el hemisferio sur del cielo y es capaz de detectar magnitudes infrarrojas alrededor de 21 (se cree que el Planeta Nueve tiene una magnitud de 19-24). Por lo tanto, si el Planeta Nueve está en esa región observada, aumenta la probabilidad de que el TESS lo descubra.

Origen del Planeta Nueve

Según Batygin y Brown, la nebulosa solar (la nube de gas y polvo de la que se formó el Sol y los planetas) tendría que haber sido "excepcionalmente grande" para que un planeta se formara tan lejos y con una órbita tan excéntrica. Por eso, especulan que el Planeta Nueve, si existe, probablemente se formó más cerca del Sol. Pero fue empujado más lejos por Júpiter o Saturno durante la época nebular. Fue lanzado a los extremos exteriores del sistema solar, de forma similar a cómo se cree que un hipotético quinto planeta gigante fue expulsado en las últimas versiones del modelo de Niza.

Sin embargo, las interacciones gravitacionales con el cúmulo de nacimiento del Sol y, probablemente, los restos gaseosos de la nebulosa solar, podrían haber influido en el Planeta Nueve mientras era expulsado. Esto lo habría colocado en una órbita muy amplia pero estable, bastante fuera del cinturón de Kuiper, pero también dentro de la Nube de Oort interior.

Según las estimaciones actuales de Batygin, para que la teoría de la expulsión sea posible, el Planeta Nueve habría sido expulsado entre tres y diez millones de años después de la formación del sistema solar. Este calendario sugiere que el Planeta Nueve no es el planeta expulsado en el modelo de inestabilidad de Niza, a menos que esto ocurriera demasiado pronto para ser la causa del bombardeo intenso tardío, lo que requeriría otra explicación. Batygin también está de acuerdo en que estas expulsiones deben haber sido dos eventos separados.

Ethan Siegel, quien es muy escéptico sobre la existencia de un nuevo planeta no descubierto en el sistema solar, especula que al menos un planeta tipo supertierra (que se ha descubierto comúnmente en otros sistemas planetarios pero no en el nuestro) podría haber sido expulsado de las órbitas interiores del sistema solar debido a la migración de Júpiter hacia el interior al principio del sistema solar. Hal Levinson cree que la posibilidad de que un objeto expulsado termine en la nube de Oort interior es solo de alrededor del 2%. Especula que muchos objetos deben haber sido lanzados más allá de la nube de Oort si uno ha entrado en una órbita estable.

Los astrónomos esperan que el descubrimiento del Planeta Nueve ayude a entender cómo se formó nuestro sistema solar y otros sistemas planetarios. También esperan comprender cuán inusual es nuestro sistema solar en comparación con otros.

Véase también

En inglés: Planet Nine Facts for Kids

• Planetas más allá de Neptuno
• Planeta X
• Tyche (planeta hipotético)
• Mecanismo de Kozai
• Sedna
• Nibiru
• Quinto gigante gaseoso
• Anexo:Objetos hipotéticos del Sistema Solar