Dos preguntas:
1) ¿Los planetas rebeldes están en movimiento, es decir, simplemente vagan libremente por el espacio o están estacionarios?
1) ¿Los planetas rebeldes tienen un camino definido o uno que se puede anticipar? Entiendo que no pueden estar en reposo absoluto ya que se están moviendo junto con la galaxia.
2) ¿Los planetas rebeldes giran alrededor de sus ejes?
Si están en movimiento y superan en número a las estrellas de nuestra galaxia, ¿por qué nuestro sistema solar nunca tuvo un invitado?
en los numeros
Se cree que los planetas rebeldes son más abundantes que las estrellas en la vía láctea y, dependiendo de dónde haga el corte, se espera que los planetas enanos rebeldes, por ejemplo, superen enormemente el número de estrellas. artículo anterior que cita la encuesta MOA .
Este artículo: la encuesta OGLE , o las estimaciones del experimento de lente gravitacional óptica de Portland:
Basado en un análisis estadístico de más de 2600 eventos de microlente, extraídos de seis años de observaciones en alrededor de 50 millones de estrellas, el equipo de OGLE estima que quizás haya un planeta rebelde con la masa de Júpiter por cada cuatro estrellas en la galaxia.
No es un experimento, es una encuesta, pero supongo que no pudieron resistirse al nombre OGLE, así que optaron por eso, así que apoyaron el nombre, pero estoy divagando.
Todavía hay cierto desacuerdo entre MOA y OGLE, aunque creo que el consenso es que OGLE da una estimación ligeramente mejor de 1 pícaro con la masa de Júpiter por cada 4 estrellas.
Debido a la naturaleza de la formación del sistema solar, esperamos que varios planetas sean expulsados durante el período inicial y los objetos en órbita más grandes son buenos para expulsar a los más pequeños cuando pasan a cerrarse, pero es casi imposible que los objetos más pequeños sean expulsados. uno más grande Esperamos que la cantidad de planetas rebeldes más pequeños aumente significativamente, tal vez incluso exponencialmente. Pero la encuesta OGLE tuvo dificultades para localizar planetas más pequeños, de 1 a 10 masas terrestres. Eso puede deberse a que son más difíciles de ver o pueden ser menos comunes de lo esperado.
Los sistemas estelares binarios, por ejemplo, con dos o más objetos mucho más masivos que Júpiter podrían arrojar objetos más grandes como planetas de la masa de Júpiter con bastante facilidad, por lo que hay incógnitas significativas sobre la cantidad de planetas rebeldes más pequeños que Júpiter. Las estimaciones son altas, las observaciones son bajas. WFIRST de la NASA podría ser lo suficientemente potente como para resolver esto después de su lanzamiento en 2020.
Este artículo, un estudio realizado por el instituto Kavli, sugiere una estimación agresiva de 100,000 planetas rebeldes (o planetas nómadas) para cada estrella en la Vía Láctea, según la estimación MOA de 2011 de dos objetos de la masa de Júpiter para cada estrella y extrapolando basado sobre cuán comunes se cree que los objetos del tamaño de Plutón son en relación con el tamaño de Júpiter (alrededor de 50,000 a 1). Si ajustamos de 1 a 4 en lugar de 2 a 1, esa estimación se reduce a unos 12.000 plutón o planetas rebeldes más grandes por estrella.
Cualesquiera que sean los números reales, si contamos hasta el tamaño de un planeta enano, los planetas rebeldes deberían superar significativamente a las estrellas y una estimación de 3-4 magnitudes no es irrazonable. Para el tamaño de los planetas, digamos Mercurio a Neptuno, mejores observaciones ayudarían mucho con esta estimación, pero una mala estimación de Mercurio y más planetas rebeldes superando en número a las estrellas 10 o 20 a 1 no es una locura.
Me estoy preocupando por los números porque es relevante para saber cuántos pasan por el sistema solar. Usando esta pregunta/respuestacomo una aproximación y debido a que la velocidad de escape de un sistema solar suele ser pequeña en comparación con la velocidad de escape de una galaxia o la velocidad orbital alrededor de la galaxia, en términos generales, los planetas rebeldes deberían tener órbitas similares a estrellas alrededor de la Vía Láctea. Si una estrella pasa dentro de un año luz de nuestro sol aproximadamente una vez cada millón de años, incluso si establece una estimación relativamente alta de 100,000 planetas rebeldes (del tamaño de Plutón y más), eso sigue siendo uno cada 10 años, y eso está dentro de 1 año luz . Si desea estimar dentro del Cinturón de Kuiper, donde podríamos esperar observar el paso de un planeta rebelde del tamaño de Plutón. El área objetivo del cinturón de Kuiper es aproximadamente un millón de veces más pequeña que el radio de 1 año luz, por lo que un planeta rebelde que pasa por el cinturón de Kuiper, según esta matemática, una vez cada 10 millones de años.
La razón por la que nunca se ha observado es que suelen estar muy lejos y son demasiado pequeños para ser notados. Incluso con el mejor equipo de hoy, es casi imposible ver un planeta rebelde del tamaño de Plutón pasando a un año luz o medio año luz de distancia y si solo pasa cada 10 o 100 años o más, bueno, es por eso que nunca hemos visto uno. .
Es posible que, en nuestra vida, alguien pueda ver pasar uno o dos planetas rebeldes dentro de 1 año luz de nosotros, o dentro de la nube de Oort justo después de 1 año luz, pero es casi seguro que primero necesitaremos una actualización en los telescopios.
en captura
En un sistema de dos cuerpos, la captura gravitatoria es imposible y un planeta rebelde de nuestro sistema solar es muy parecido a un sistema de dos cuerpos. El problema es que el objeto rebelde acelera hacia el objeto más grande (la estrella) y agrega velocidad. Esa velocidad adicional significa que vuela igual de rápido. En un sistema de dos cuerpos, los objetos ya están en órbita o pasan volando.
En un sentido amplio, todas las estrellas de la galaxia crean un sistema de N-cuerpos donde la captura es posible, pero el problema es que las estrellas están tan separadas que cualquier efecto gravitatorio de cuerpo secundario de otras estrellas es casi insignificante. La posibilidad de que Alpha Centauri (por ejemplo) reduzca la velocidad de un objeto para que nuestro Sol pueda atraparlo es cercana a cero. Si ocurriera, sería una captura muy distante y muy tenue. Eso no quiere decir que nunca suceda. Durante 4 mil millones de años de nuestro sistema solar, la captura puede haber ocurrido varias veces, pero quería señalar por qué la captura es difícil y probablemente rara. La mayoría de los planetas rebeldes que se acercaron lo suficiente probablemente simplemente pasarían.
La captura se vuelve estadísticamente más probable cuando un tercer cuerpo masivo está cerca.
Si un planeta rebelde del tamaño de Plutón pasara lo suficientemente cerca de uno de nuestros 4 planetas grandes, o el planeta teórico X, entonces su dirección y velocidad podrían cambiar significativamente, y las probabilidades de captura aumentarían. No hace falta decir que esos 4 planetas y el teórico "Planeta Nueve" son objetivos muy pequeños en la inmensidad del espacio, pero esa es una forma en que podría ocurrir la captura y durante los más de 4 mil millones de años que ha existido el sistema solar, la captura probablemente ha ocurrido desde el tiempo. al tiempo El truco consiste en observar de cerca los objetos en órbita distantes para ver si su química indica que no son de nuestro sistema solar.
Además de la captura de planetas rebeldes, cuando dos estrellas pasan lo suficientemente cerca una de la otra, es probable que dos estrellas intercambien objetos de la nube de Oort también y podría ser el método más común de intercambio de objetos. Los objetos de la nube de Oort ya tienen una velocidad orbital relativamente lenta alrededor de su estrella, lo que hace que sea algo más probable que los separe de una estrella y los capture otra. También dependería de la velocidad relativa de las dos estrellas y de lo cerca que pasaran. Pero este método de captura de exo-objetos podría ser un poco más común que la captura de objetos no autorizados.
Si finalmente se identifica que un objeto como Sedna no pertenece a nuestro sistema solar, sería difícil saber si había sido un planeta rebelde o un objeto "robado" del cinturón de Oort o Kuiper de una estrella cercana que pasaba hace mucho tiempo. .
1) esta pregunta no tiene una respuesta real ya que depende del marco de referencia que se utilice. Es muy poco probable que sean estacionarios excepto en su propio marco de referencia.
reformulado 1) En teoría, sus trayectorias se pueden calcular con precisión si conoce su velocidad y las posiciones y movimientos de todos los demás cuerpos (también nubes de gas y polvo) que podrían influir en su movimiento. En la práctica, no tendrás ese conocimiento, ya que la mayoría de los cuerpos no estelares con los que se puede encontrar el planeta rebelde serán muy tenues y no podrás detectarlos. Por otro lado, el espacio está vacío en su mayor parte, por lo que es razonable esperar que sus rutas sean bastante predecibles (dentro de un marco de tiempo limitado). Probablemente estarán en órbita (ya sea elíptica, parabólica o hiperbólica) alrededor del centro de la vía láctea.
2) sí, probablemente les quede algo de momento angular desde donde se formaron.
El espacio es muy grande, por lo que no es muy probable que aparezca uno en nuestro sistema solar durante nuestra vida. Y, por supuesto, no sabemos si ninguno se movió alguna vez a través del sistema solar.
En relación con la Tierra, según el movimiento del Sistema Solar a través del espacio y la rotación de la propia Vía Láctea, 60 km/s o más es probablemente un buen límite. Si bien es probable que esté más cerca de los 45 km/s, en realidad no importa. Desde que llegó uno, existe una posibilidad "astronómicamente pequeña" de que otro lo haga. (juego de palabras intencionado)
Raúl Solórzano