Captura del sistema solar de planetas huérfanos

La NASA anunció recientemente que los planetas huérfanos, los planetas que ya no orbitan alrededor de una estrella, pueden ser más numerosos que las estrellas de nuestra galaxia.

La esfera de Sun's Hill, su influencia gravitacional dentro de la Vía Láctea, es ~2.2 al. Por lo tanto, es posible, aunque poco probable, que un planeta huérfano del tamaño de Júpiter pueda alcanzar la órbita del sistema solar, digamos con un semieje mayor de un año luz y un período de ~ 1.6E7 años. El baricentro de este cuerpo y el Sol estarían, por lo tanto, a ~60,3 UA del Sol.

¿Podríamos detectar el movimiento del Sol alrededor del baricentro hipotético de Júpiter por su desplazamiento anómalo gradual frente a estrellas distantes y, por lo tanto, detectar la existencia de un planeta masivo tan lejano?

Para el período orbital que mencionas, me imagino que el efecto sobre el Sol será muy, muy pequeño. Además, para una órbita altamente elíptica, la magnitud del efecto también debe depender de en qué parte de la elipse se encontraba este planeta 'solitario' en ese momento; debido a su velocidad angular variable alrededor del baricentro.

Respuestas (2)

Querido Michael, sí, podrías hacerlo observando el Sol y las estrellas durante esos 16 millones de años más o menos (el "año" del gran planeta exótico). Entonces sería tan visible como el efecto del Júpiter ordinario. Alternativamente, podría observarlo solo durante 8 a 16 años, pero necesitaría una resolución un millón de veces mayor que la resolución con la que podemos observar el movimiento del Sol debido a Júpiter.

Además, esta estimación es demasiado optimista. El movimiento del baricentro parecería lineal durante períodos de tiempo mucho más cortos que esos 16 millones de años y para demostrar que el movimiento se debe a un planeta exótico, seguramente tendrías que demostrar alguna aceleración del baricentro y tal vez incluso algunas derivadas superiores. para mostrar que se está moviendo alrededor de la curva esperada de los planetas adicionales.

En otras palabras, creo que es imposible en la práctica.

Aquí hay una forma en que teóricamente podría tener lugar la medición del movimiento anómalo del Sol. Suponiendo una órbita circular (excentricidad = 0) para el distante Júpiter, el movimiento del Sol alrededor de su baricentro sería (2 pi (60,3) AU) / 1,6E7 años o ~3550 km/año. Si se colocara un detector en el baricentro, a 60,3 UA del Sol, encontraría que el desplazamiento anual del Sol es de ~0,08 segundos de arco. Durante 10 años, el movimiento de ~0,8 arsegundos sería fácilmente medible. Sin embargo, como señaló Luboš, probablemente sea imposible hacerlo en la práctica.

Creo que el gran problema es que estás tratando de medir la atracción gravitatoria del pícaro en el sistema solar interior. Si esta aceleración fuera constante en todo el sistema solar interior, sería indistinguible de un campo gravitatorio casi uniforme de estrellas distantes. Por lo tanto, debe poder detectar la salida del campo gravitatorio de este bebé del componente uniforme, en lugar del más bajo del campo, y eso sería unos pocos órdenes de magnitud más débil. En su ejemplo, el movimiento anómalo inducido del sol y la tierra son muy similares.
Sin Omega. Estoy midiendo la trayectoria del Sol generada a partir de la creación hipotética de Júpiter de una trayectoria de baricentro que el Sol sigue mientras la hipotética órbita alrededor del Sol. La medición tiene lugar en el sitio del baricentro. Desde la Tierra, el movimiento anómalo del Sol no pudo detectarse porque "el movimiento anómalo inducido del sol y la tierra son muy similares".
@Miguel. Si no conocemos la masa/órbita de los planetas, no sabremos cómo identificar el baricentro, por lo que no creo que tengamos capacidad de detección.
Omega: Estoy de acuerdo en que la posición del baricentro es importante.
Aunque esta es una sugerencia interesante, no veo cómo será posible explicar las masas de los miles de millones de objetos que se cree que orbitan alrededor del Sol en el cinturón de Kuiper (entre 30 y 50 ua), en el disco disperso ( 50 a 100 au), y en la Nube de Oort (2000 a 50 000 au), una región llena de masa, que se extiende aproximadamente a 1 año luz del Sol. Dado que se desconocen las masas y las posiciones de estos objetos, se vuelve imposible explicar sus efectos gravitatorios, que seguramente deben enmascarar cualquier pequeño efecto de un solo objeto dentro del disco disperso.
Captura del sistema solar de planetas huérfanos
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