La possibile esistenza del nono pianeta del sistema solare è diventata nota nel gennaio 2016. Il pianeta X è associato all'inclinazione dell'asse di rotazione del Sole, alla distruzione del sistema planetario e al verificarsi di cataclismi sulla Terra. Allo stesso tempo, gli scienziati sono avanzati nella comprensione del ruolo di questo corpo celeste nel sistema solare, ne hanno modellato la struttura interna e hanno proposto ipotesi che spiegano l'origine del pianeta X. "Lenta.ru" racconta le ultime ricerche.
La possibile scoperta del pianeta X al di fuori dell'orbita di Plutone è stata segnalata dagli astronomi Mike Brown e Konstantin Batygin del California Institute of Technology di Pasadena (USA). Il probabile nono pianeta del sistema solare è circa dieci volte più pesante della Terra e ruota attorno alla stella in un'orbita allungata (e in un piano inclinato rispetto all'orbita terrestre) con un periodo di 15mila anni. In termini di proprietà fisiche e chimiche, assomiglia ai giganti di ghiaccio Urano e Nettuno. Come credono Brown e Batygin, questo oggetto spaziale 4,5 miliardi di anni fa è stato espulso dal disco protoplanetario vicino al Sole.
La distanza più vicina da esso al Sole è di 200 unità astronomiche (questo è sette volte di più che dal Sole a Nettuno). La distanza massima del Pianeta X è stimata in 600-1200 unità astronomiche, il che pone la sua orbita al di fuori della fascia di Kuiper, in cui si trova Plutone. Brown e Batygin stimano la probabilità di errore allo 0,007%. Gli scienziati hanno scoperto il nuovo pianeta analizzando il disturbo gravitazionale che esercita su altri corpi celesti.
Fisica e chimica
Gli astronomi Esther Linder e Christoph Mordasini dell'Università di Berna (Svizzera) sono giunti alle seguenti conclusioni sulle proprietà fisico-chimiche di questo corpo celeste. Il raggio è 3,7 volte quello della Terra. La temperatura dell'atmosfera, costituita da idrogeno ed elio, è di meno 226 gradi Celsius. Sotto l'involucro del gas c'è uno strato di ghiaccio d'acqua con una temperatura di meno 63 gradi Celsius. Ancora più profondo: un sottile strato di mantello di silicato, sotto il quale è nascosto un nucleo di ferro. La sua temperatura è stimata in 3,4 mila gradi Celsius. Secondo gli astronomi, il pianeta X emette circa mille volte più energia di quella che assorbe e si sta gradualmente raffreddando. Gli scienziati ritengono che il pianeta X sia una copia più piccola dei giganti gassosi Urano e Nettuno.
Possibile struttura del pianeta X
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Immagine: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern
Gli astronomi americani ritengono che il colore del pianeta X sia blu scuro, più scuro di Nettuno, che ha una tonalità blu scuro nel campo ottico, e di Urano con il suo involucro gassoso azzurro. Poiché le temperature sul pianeta X sono estremamente basse, non c'è praticamente gas metano nell'atmosfera, a differenza dell'involucro del gas di Nettuno. Questo composto, secondo gli scienziati, si condensa e si trova alla base dell'atmosfera del pianeta o delle sue nuvole.
Ospite in visita
Se Brown e Batygin credono che il pianeta X sia stato espulso da un disco protoplanetario vicino al Sole, i loro colleghi svedesi e francesi la pensano diversamente: un corpo celeste potrebbe essere un esopianeta che il Sole ha catturato da una stella vicina. Nel loro lavoro, gli scienziati hanno considerato uno scenario in base al quale il pianeta X è stato catturato dal Sole da un'altra stella nel suo ammasso di nascita. Il sole si trovava in un gruppo di diverse migliaia di giovani stelle e i pianeti si muovevano tra loro a bassa velocità (circa un chilometro al secondo).
Orbita del pianeta X (contrassegnata in giallo)
Immagine: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Ciò richiede l'adempimento simultaneo di tre condizioni. Innanzitutto, la cattura del Pianeta X da parte del Sole dovrebbe essere avvenuta a una distanza di circa 150 unità astronomiche da esso (per evitare disturbi dalla fascia di Kuiper). In secondo luogo, l'esopianeta doveva ruotare attorno a un'altra stella in un ammasso a grande distanza da essa (da cento unità astronomiche). Ciò consentirebbe al Sole di superare l'impatto sul Pianeta X della sua prima stella. La terza condizione è che dopo la cattura di un esopianeta da parte del Sole, sia possibile riprodurre l'attuale configurazione dinamica del Sistema Solare. Nella modellazione effettuata nell'ambito del problema N-body, gli astronomi hanno dimostrato che tutte e tre le condizioni possono essere soddisfatte.
Gli astronomi ritengono che la fase dell'ammasso duri circa cento milioni di anni, e questo è abbastanza per la distribuzione di pianeti massicci e distanti (come Nettuno) tra le stelle più pesanti. Allo stesso modo, si può spiegare la natura di molti oggetti transnettuniani nella fascia di Kuiper, quelli situati a una distanza da 30 a 55 unità astronomiche dal Sole.
Pulire
Il pianeta X, secondo gli astronomi spagnoli e britannici, è in grado di disturbare le orbite dei corpi celesti nel sistema solare e di buttarli fuori da esso. Gli scienziati hanno analizzato l'influenza del pianeta X sul movimento di sei oggetti estremi oltre l'orbita di Nettuno, il cui semiasse maggiore supera le 150 unità astronomiche e il perielio è di 30 unità astronomiche.
Le simulazioni hanno dimostrato che le orbite del pianeta nano Sedna e del candidato 2012 VP113 rimarranno stabili per le prossime centinaia di milioni di anni. D'altra parte, le traiettorie degli oggetti transnettuniani 2004 VN112, 2007 TG422 e 2013 RF98 (questi corpi celesti raggiungono 100-300 chilometri di diametro) sono instabili e, dopo diverse decine di milioni di anni, possono essere espulsi dal Sistema Solare dal Pianeta X.
Inoltre, l'influenza del pianeta X, astronomi francesi e brasiliani ha spiegato l'inclinazione del piano di Laplace del sistema solare. Gli scienziati hanno esaminato le dinamiche dei quattro pianeti giganti: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Ciascuno di questi corpi celesti influenza il vettore del momento angolare totale del sistema solare, perpendicolare al piano di Laplace. Gli astronomi hanno studiato l'impatto del pianeta X sul Sole e sui pianeti giganti. Si è scoperto che questo effetto spiega l'inclinazione di sei gradi tra il piano di Laplace e il piano dell'equatore solare.
Il modello analitico descrive la quantità di inclinazione in base alla massa, eccentricità (parametro di allungamento orbitale), semiasse maggiore dell'orbita del Pianeta X e caratteristiche dei giganti. Pochi giorni prima della pubblicazione di questa scoperta, l'astronomo Elizabeth Bailey ha presentato conclusioni simili in collaborazione con gli scopritori del pianeta X.
Modello di movimento del sole
Immagine: arXiv.org
Alcuni scienziati si sono anche cimentati in ipotesi più ardite. Gli astrofisici Daniel Whitmeier e John Mats degli Stati Uniti hanno accusato il Pianeta X dell'estinzione di massa degli animali sulla Terra ogni 27 milioni di anni. La teoria si basa sul fatto che l'orbita della rotazione del pianeta X attorno al Sole si inclina lentamente e ogni 27 milioni di anni attraversa la fascia di Kuiper (situata da 30 a 55 UA dal Sole). Ciò porta a disturbi gravitazionali e il pianeta X spinge le comete dalla fascia di Kuiper all'interno del sistema solare. Bombardano i pianeti (compresa la Terra). Quando si avvicinano al Sole, si disintegrano in frammenti, rendendo difficile per la luce solare raggiungere i corpi celesti (compresa la Terra).
Secondo gli scienziati, questo scenario è il più accettabile per una spiegazione cosmica dell'estinzione di massa degli animali. Altri due scenari - la presenza di una seconda stella accanto al Sole e le oscillazioni verticali della stella mentre ruota attorno al centro della galassia, come notano gli autori, non ricevono conferma paleontologica. Per la prima volta, Whitmeier e Mats hanno proposto la loro ipotesi nel 1985. La loro ricerca è stata pubblicata da Nature and Time (con foto in copertina). Secondo l'ipotesi iniziale degli scienziati, il pianeta X è da una a cinque volte più pesante della Terra e si trova cento volte più lontano dal Sole.
Qual è il prossimo
Gli astronomi Carlos e Raul de la Fuente Marcos credono che non ci siano una, ma due super-Terre fuori dall'orbita di Plutone. I dati disponibili sulla precessione del perielio di Sedna, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 e 2013 RF98 sono, secondo il lavoro degli autori, una buona spiegazione se ipotizziamo la presenza di almeno due corpi celesti giganti, uno dei quali potrebbe essere un Pianeta X. Dal 2014, Carlos e Raul de la Fuente Marcos hanno parlato della possibilità di esistenza al di fuori di Plutone di due super-Terre.
Tutte le conclusioni sul pianeta X non si basano su osservazioni dirette, ma sull'analisi del suo impatto su altri corpi celesti e sui dati di simulazione al computer. Secondo gli astronomi, 20 giorni di osservazioni presso il Japanese Subaru Observatory alle Hawaii (USA) sono sufficienti per la scoperta diretta del Pianeta X. Gli scienziati sperano di riservare del tempo all'osservatorio. Quindi, secondo Brown e Batygin, l'esistenza del pianeta X sarà finalmente dimostrata.
Andrey Borisov
