Heather Roper / LPL
O objeto misterioso do tamanho de Marte está ilustrado como tendo uma órbita larga, bem além de Plutão, nesta impressão artística
Segundo um grupo de astrônomos, um “objeto de massa planetária” desconhecido, que ainda necessita de identificação, pode se esconder nos confins do Sistema Solar. O objeto seria diferente – e também muito mais próximo – do denominado Planeta Nove (ou Planeta X), um corpo celeste cuja existência ainda aguarda confirmação.
No estudo publicado no Astronomical Journal, Kat Volk e Renu Malhotra do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, apresentam provas convincentes de um corpo planetário ainda a ser descoberto com uma massa entre a de Marte e a da Terra.
O astro misteriosa, mostram os autores, revela sua presença – por enquanto – apenas pelo controle dos planos orbitais de uma população de rochas espaciais conhecidas como Objetos do Cinturão de Kuiper (em inglês “Kuiper Belt Objects” – KBO), nos subúrbios gelados do Sistema Solar.
Enquanto a maioria dos KBOs – detritos deixados para trás desde a formação do Sistema Solar – orbitam o Sol com inclinações orbitais que, em média, tendem para o que os cientistas planetários chamam de plano invariável do Sistema Solar, os mais distantes Objetos do Cinturão de Kuiper não.
O seu plano médio, descobriram Volk e Malhotra, está inclinado para longe do plano invariável cerca de 8 graus. Por outras palavras, algo desconhecido está deformando o plano orbital médio do Sistema Solar mais exterior.
“A explicação mais provável para os resultados é a existência de uma massa ainda não observada. Segundo os nossos cálculos, será necessário algo com uma massa parecida à de Marte para explicar a deformação que medimos”, afirma Vok, colega de pós-doutorado do laboratório da universidade norte-americana e autor principal do estudo.
O Cinturão de Kuiper situa-se além da órbita de Netuno e se estende algumas centenas de UA (Unidades Astronômicas; 1 UA é a distância média entre a Terra o Sol, aproximadamente 150 milhões de quilômetros).
Assim como o seu parente do Sistema Solar interno, o cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter, o Cinturão de Kuiper é a casa de um vasto número de planetas menores, principalmente pequenos corpos gelados e alguns planetas anões.
Para o estudo, Volk e Malhotra analisaram os ângulos de inclinação dos planos orbitais de mais de 600 objetos do Cinturão de Kuiper para determinar a direção comum sobre a qual esses planetas orbitais precessam. O termo “precessão” refere-se à lenta oscilação na orientação de um objeto em rotação.
“Os KBOs operam de forma análoga a um pião“, diz Malhotra, professora de Ciências Planetárias no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona.
“Imagine que tem muitos piões, e dá a cada um deles um ligeiro empurrão. Se os fotografar, descobre que seus eixos de rotação estão em diferentes orientações, mas, em média, estão apontando para o campo gravitacional local da Terra”, explica.
“Nós esperamos que o ângulo de inclinação orbital de cada KBO esteja em uma orientação diferente, mas, em média, estão apontando perpendicularmente ao plano determinado pelo Sol e pelos planetas grandes”, acrescenta.
Heather Roper / LPL
Um objeto de massa planetária, do tamanho de Marte, seria suficiente para produzir as perturbações observadas no distante Cinturão de Kuiper.
Se pensássemos no plano orbital médio dos objetos no Sistema Solar exterior como um lençol, este deveria parecer bastante plano após as 50 UA, comenta Volk.
“Mas, das 50 para as 80 UA, descobrimos que o plano médio na verdade se afasta deste plano invariável. Há uma série de incertezas para a deformação medida, mas não há mais que 1 ou 2% de probabilidade de que esta deformação seja meramente um erro estatístico da limitada amostra observacional de KBOs”, explica.
Trocando em miúdos: o efeito é muito provavelmente um sinal real em vez de um acidente estatístico.
De acordo com os cálculos, um objeto com a massa de Marte, orbitando a aproximadamente 60 UA do Sol, em uma órbita inclinada cerca de 8 graus (em relação ao plano médio dos planetas conhecidos) tem influência gravitacional suficiente para deformar o plano orbital dos distantes KBOs até cerca de 10 UA para cada lado.
“Os distantes KBOs observados estão concentrados em um anel com mais ou menos de 30 UA de largura e sentiriam a gravidade de um tal objeto de massa planetária ao longo do tempo”, explica Volk, destacando que “a hipótese de massa planetária, como causa do distúrbio observado, não é irracional para essa distância”.
Isto exclui a possibilidade do objeto postulado. Neste caso, ser o hipotético Planeta Nove, cuja existência tem sido sugerida com base em outras observações. Esse planeta tem uma massa prevista muito maior e está muito mais distante, entre 500 e 700 UA.
“Está muito longe para influenciar estes KBOs. Tem certamente que estar muito mais perto das 100 UA para afetar substancialmente os KBOs a esta distância”, acrescenta Volk.
Dado que um planeta, por definição, tem que ter “limpado” a sua órbita de planetas menores como KBOs, os autores se referem a esta massa hipotética como um objeto de massa planetária. Os dados também não excluem a possibilidade de que a deformação possa ser resultado da influência de mais do que um objeto de massa planetária.
Então por que ainda não o encontramos? Muito provavelmente, dizem as cientistas, porque ainda não procuramos todo o céu à procura de objetos distantes do Sistema Solar. O lugar mais provável onde um objeto de massa planetária possa se esconder é no plano Galáctico, uma área tão densamente populada com estrelas que os estudos do Sistema Solar tendem a evitá-la.
Uma possível alternativa a um objeto a ser descoberto, que poderia ter “agitado” o plano dos KBOs mais exteriores, é a passagem recente (por padrões astronômicos) de uma estrela pelo Sistema Solar, dizem os autores.
“Uma estrela passageira atrairia todos os ‘piões’ a uma direção. Assim que a estrela completa a sua visita pelo Sol, todos os KBOs voltariam a ter uma precessão parecida à do seu plano anterior. Isto exigiria uma passagem bastante próxima a mais ou menos 100 UA, e a deformação seria apagada em 10 milhões de anos, de modo que não consideramos este cenário como provável“, explica Malhotra.
A oportunidade de a Humanidade vislumbrar este misterioso objeto pode ser logo, assim que a construção do LSST (Large Synoptic Survey Telescope) seja concluída. Com “primeira luz” prevista para 2020, o instrumento levará a cabo levantamentos sem precedentes e em tempo real do céu, noite após noite.
“Nós esperamos que o LSST eleve o número de KBOs observados, dos atualmente cerca de 2 mil, para 40 mil,” diz Malhotra.
“Existem muito mais KBOs que ainda não vimos. Alguns estão muito distantes e são muito tênues até mesmo para o LSST, mas tendo em conta que o telescópio irá cobrir o céu de forma muito mais abrangente do que os levantamentos atuais, deverá ser capaz de detectar este objeto, caso realmente exista”, conclui.
// ZAP
