Por quase dez anos, astrônomos têm tentado demonstrar a existência de um objeto massivo que se acredita estar orbitando nos confins do Sistema Solar. Embora a hipótese seja amplamente debatida, um estudo recente afirma que a ausência de tal corpo é estatisticamente impossível.
Agora que Plutão não é mais considerado um planeta verdadeiro, o Sistema Solar conta com apenas oito desses corpos. Ou conta? E se houvesse um nono planeta ainda não detectado à espreita lá fora, bem além do Cinturão de Kuiper? Muitos astrônomos acreditam que esse é o caso, incluindo Konstantin Batygin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech, Estados Unidos) que, em 2016, com seu colega Michael Brown, anunciou que havia descoberto evidências da influência gravitacional do Planeta 9 nas órbitas de objetos transnetunianos (ou seja, cujas órbitas cruzam ou estão além da de Netuno, nota do editor). No entanto, essas descobertas são objeto de considerável debate: alguns dizem que os objetos são muito poucos em número, enquanto os efeitos de seleção associados aos resultados de pesquisas astronômicas podem não ter sido devidamente levados em conta. Em um artigo 1 publicado em abril passado, os pesquisadores e seus colaboradores, portanto, voltaram sua atenção para uma classe de objetos que são, a priori, menos sujeitos a viés observacional. E eles chegaram à mesma conclusão, a saber, que suas órbitas só podem ser explicadas se estiverem sob a influência de um planeta ainda desconhecido.
Uma distribuição não aleatória
Objetos transnetunianos extremos são corpos do Sistema Solar com um periélio (o ponto em sua órbita mais próximo do Sol) pelo menos 50 vezes a distância da Terra ao Sol, e uma trajetória altamente elíptica. Seus periélios são, portanto, tão distantes que não chegam nem perto de Netuno, e, portanto, dificilmente são afetados pela influência gravitacional dos planetas gigantes. Surpreendentemente, pesquisas astronômicas realizadas ao longo de várias décadas, durante o século XX e início do século XXIséculo, mostraram que as órbitas de cerca de dez desses objetos parecem estar alinhadas. “Eles todos têm a mesma orientação no céu, então sua distribuição não é aleatória”, explica Sean Raymond do LAB 2.
No entanto, as leis da mecânica celeste sugerem que esse não deveria ser o caso. Quando um objeto viaja ao redor do Sol, o eixo de sua órbita também oscila, traçando um caminho ao redor de nossa estrela, um fenômeno conhecido como precessão. “Então, mesmo que, há mais de 4 bilhões de anos, vários objetos tenham sido ejetados na mesma direção devido a perturbações no início do Sistema Solar, suas órbitas deveriam ter divergido desde então por causa dessas precessões”, diz Alessandro Morbidelli, astrônomo e cientista planetário do laboratório JL Lagrange 3 e professor do Collège de France. O fato de as órbitas terem permanecido alinhadas todo esse tempo é um sinal de que há “algo” forçando-as a se comportar de forma diferente do que poderia ser esperado. “Como os objetos estão muito longe de Netuno, sua influência gravitacional não pode estar forçando suas órbitas a permanecerem agrupadas. A única explicação para essa anomalia é que deve haver outro planeta,” explica o astrônomo.
Eliminando o preconceito
Foi assim que surgiu a hipótese de um planeta ainda não descoberto no Sistema Solar, e suas principais características foram delineadas em um artigo 4 publicado em 2016: acreditava-se que ele tinha uma massa de cinco a sete vezes maior que a da Terra e se movia em uma órbita distante, elíptica e inclinada. No entanto, essa conclusão foi rapidamente recebida com muito debate animado e uma boa dose de ceticismo. Como podemos ter certeza de que as órbitas realmente estão alinhadas? E então, uma vez que esses alinhamentos orbitais só se aplicam a corpos com órbitas altamente elípticas que não chegam nem perto de Netuno, seu número é limitado: apenas dez ou mais podem não ser suficientes para serem estatisticamente confiáveis. Além disso, os objetos foram descobertos por muitas pessoas diferentes usando uma ampla gama de pesquisas astronômicas. Como podemos ter certeza de que todos os vieses subjacentes a essas observações foram modelados corretamente?
“É muito difícil detectar corpos distantes em certas regiões do céu, como o plano Galáctico, onde há muitas estrelas. Se você não vê nenhum objeto transnetuniano passando por ele, e você só tira conclusões dos objetos que você realmente observou, isso introduz vieses,” Raymond explica. “A equipe de Batygin está convencida de que o alinhamento que eles veem é inerente à população de objetos que eles observaram, mas isso não é universalmente aceito na comunidade científica.”
Jean-Marc Petit, um astrônomo do Institut UTINAM 5, passou algum tempo estudando os vieses observacionais associados aos objetos incluídos no artigo de 2016 e a maneira como eles foram tratados. Embora ele também pense que pode haver um agrupamento de órbitas, ele também acredita que a probabilidade de que isso seja o caso é muito menor do que Batygin e seus colaboradores sugerem. “Não estamos dizendo que não existe Planeta 9”, ele enfatiza, “mas sim que o argumento que eles estão apresentando não é poderoso o suficiente.” E de acordo com Morbidelli, “essa é uma visão perfeitamente legítima”.
Uma ausência impossível
Em um novo artigo, Batygin, Morbidelli, Brown e David Nesvorný (um cientista planetário do US Southwest Research Institute no Texas) tentaram uma nova abordagem. Em vez de se concentrar em objetos distantes que, por terem órbitas altamente elípticas e nunca se aproximarem de Netuno, são muito difíceis de observar, eles agora mudaram seu foco para uma classe de objetos transnetunianos que cruzam a órbita da Gigante Azul. “Esses objetos passam relativamente perto de nós e são brilhantes, o que os torna mais fáceis de estudar”, Morbidelli ressalta. “Alguns deles já são conhecidos por nós e seus vieses observacionais são mais fáceis de modelar.”
Além disso, esses objetos são altamente instáveis. À medida que cruzam as órbitas de planetas gigantes, eles são espalhados e suas trajetórias são alteradas. Como resultado, eles têm uma vida útil de apenas algumas dezenas de milhões de anos. Eles são, portanto, continuamente reabastecidos pela população de verdadeiros objetos transnetunianos. “Comparamos um sistema com um Planeta 9 e um sistema sem um para descobrir a que taxa essa população de objetos que cruzam Netuno pode ser renovada”, Morbidelli acrescenta. “E descobrimos que sem o Planeta 9, essa taxa é muito baixa, com objetos insuficientes cruzando a órbita de Netuno. Com o Planeta 9, por outro lado, nossos modelos reproduzem observações muito melhor.” Em outras palavras, este novo estudo, a priori menos tendencioso que os anteriores, também conclui claramente que existe um planeta ainda não descoberto. “É uma ideia muito boa e o resultado é bem claro”, diz Raymond. “É um trabalho muito bom e acho que eles estão no caminho certo”, concorda Petit.
Então, isso confirma a existência de um nono planeta? “Não é tão simples assim,” Raymond ressalta. “Em princípio, há menos vieses observacionais neste estudo, mas é realmente difícil eliminar todos eles. Ainda há uma chance de que alguns ocultos permaneçam.” Petit cita alguns desses possíveis vieses: “Por exemplo, as pesquisas que eles usam não são especificamente focadas em objetos transnetunianos. Além disso, o tamanho dos objetos, que eles não levam em consideração, pode ser um fator significativo.” Qualquer observação está sujeita a erros e estimativas que podem ser difíceis de levar em conta. “É por isso que, mesmo que haja boas razões para pensar que o Planeta 9 realmente esteja lá, você nunca deve acreditar que algo existe até realmente encontrá-lo”, Raymond ressalta. “Você tem que procurar com a mente aberta.”
E em sua busca pelo Planeta 9, os astrônomos em breve serão auxiliados por um novo e importante telescópio, o Observatório Vera C. Rubin, atualmente em construção no Chile e com previsão de entrada em operação no início de 2025. “A vantagem do Vera Rubin é que ele observa mais da metade do céu a cada dois ou três dias, com uma profundidade que é certamente tão boa quanto a do Observatório Espacial Hubble”, Raymond diz. “Ele foi projetado especificamente para encontrar objetos escuros se movendo no céu, como o Planeta 9. Não há 100% de certeza de que o telescópio irá detectá-lo, mesmo que ele exista, mas se ele não o localizar, será difícil continuar acreditando que o planeta está lá.”
E se não for um planeta?
O alinhamento das órbitas de certos objetos levou alguns pesquisadores a apresentar ideias alternativas. Para eles, essa anomalia poderia ser causada por um enorme disco de corpos celestes localizados nos confins do Sistema Solar ou por um mini buraco negro. “Essas são ideias bem malucas”, sorri Morbidelli. “Eu adoraria que alguém me dissesse como um buraco negro de 5 massas terrestres poderia ser formado.” O mesmo vale para o disco altamente excêntrico: se ele for composto por um grande número de corpos celestes, alguns deles já deveriam ter sido avistados, devido à ocultação de uma estrela que ocorre quando uma delas passa na sua frente. Mas nada parecido jamais foi visto. “Por outro lado, a existência de um planeta na órbita que se acredita ser a do Planeta 9 seria bastante normal, dado o processo de formação de planetas gigantes: à medida que crescem, eles ejetam planetas de algumas massas terrestres para fora, onde podem permanecer presos em órbitas excêntricas distantes”, Morbidelli aponta. Então, se o Planeta 9 existe, é mais provável que seja apenas isso: um planeta. ?
Leituras adicionais em nosso site
Aproximando-se do Planeta 9
O nono planeta (coluna de Denis Guthleben, historiador da ciência no CNRS)
5. Universo, Teoria, Interfaces, Nanoestruturas, Atmosfera e ambiente, Moléculas (CNRS/Universidade de Franche-Comté).
