¿Por qué no se ha detectado ya el "noveno planeta"?

Brown y Batygin, los autores del artículo sobre el planeta posible, tienen una página web que aborda este tema.

Algunas razones aún no cubiertas:

• Se mueve con bastante lentitud (los autores estiman entre 0,2 y 0,6 segundos de arco por hora), por lo que es posible que los estudios estándar no noten el movimiento y no lo reconozcan como un objeto del sistema solar.

Eris, que es el objeto confirmado más distante que aún se conoce en el sistema solar, se mueve a una velocidad de 1,5 segundos de arco por hora, que es tan lento que se perdió la primera vez. La mayoría de las encuestas del sistema solar exterior no podrían encontrar el Planeta Nueve, incluso si fuera bastante brillante, ya que simplemente pensarían que es una estrella estacionaria.

• Si el planeta está cerca del afelio, podría estar un orden de magnitud más lejos que cualquier planeta mayor o menor que hayamos encontrado hasta ahora (excluyendo los exoplanetas, que se encuentran mediante métodos que no se aplican en este caso). Los autores sugieren un afelio entre 500 y 1200 AU. A modo de comparación, Plutón está entre 30 y 50 AU, mientras que Eris, alrededor de 100 AU, no se descubrió hasta 2005. El noveno planeta potencial sería mucho más grande que Eris, pero también es probable que esté mucho más lejos y, por lo tanto, sea más débil.

• La encuesta WISE eliminó planetas del tamaño de Saturno dentro de las 10 000 UA y planetas del tamaño de Júpiter dentro de las 26 000 UA. Pero el noveno planeta potencial es mucho más pequeño que esos. WISE también ha realizado una búsqueda más sensible, que recogería objetos del tamaño de Neptuno, pero hasta ahora esa búsqueda ha cubierto solo una parte limitada del cielo.

• El planeta será mucho más difícil de detectar si tiene la Vía Láctea de fondo: hay demasiadas estrellas que podrían ahogar un objeto débil.

Aquí está el resumen de los autores:

Órbita estimada para el noveno planeta putativo. El eje horizontal es la ascensión recta. Los segmentos coloreados son regiones donde debería haber sido encontrado por las encuestas existentes.
Ilustración de Brown y Batygin, asumiendo que se aplica el uso justo .

El mayor territorio inexplorado es donde, estadísticamente, es más probable que esté: cerca del afelio. Lamentablemente, el afelio también está muy cerca de la Vía Láctea. Puaj.

¿Entonces donde esta? Probablemente distante. 500 AU+. Probablemente más débil que la magnitud 22. Muy posiblemente en medio de la Vía Láctea.

Ahora ve a buscar el planeta nueve.

Más detalles en la página web de los autores: http://www.findplanetnine.com/p/blog-page.html

Finalmente, el dominio gravitacional del Sol llega a la mitad de la estrella más cercana. Todavía hay mucho territorio inexplorado para que los planetas más pequeños que Saturno se escondan.

Tenga en cuenta el eje de registro. Tenemos un buen mapa para las 50 UA internas y estamos comenzando a encontrar objetos alrededor de las 100 UA, pero los objetos del sistema solar podrían existir hasta los bordes exteriores de la nube de Oort.
Ilustración de wikipedia .

Este gráfico de XKCD dice mucho sobre por qué ese es el caso.

La conclusión es que el noveno planeta es demasiado pequeño para ser detectado a través de WISE y demasiado lejano/pequeño para haber sido detectado a través de la observación visible. Lo más probable es que este hipotético planeta esté muy lejos, posiblemente hasta 1200 AU, y no sea particularmente grande, lo que dificulta verlo. WISE pudo descartar la existencia de cualquier objeto del tamaño de Saturno hasta 10.000 AU. Este objeto hipotético tiene entre 1/5 y 1/10 de la masa de Saturno. También es mucho más probable que sea más compacto, ya que Saturno tiene una densidad bastante baja. En pocas palabras, si es visible en WISE, estaría en el borde.

Hay muchos métodos normales que usamos para detectar exoplanetas, pero ninguno de ellos funciona bien en el caso del noveno planeta. Estos son algunos de los principales.

• Velocidad radial. El Sol no se mueve significativamente con respecto a la Tierra, y el planeta hipotético está demasiado lejos del Sol para tener un gran impacto.
• Tránsito. Obviamente, esto es imposible, ya que el planeta nunca pasa entre la Tierra y el Sol.
• Microlente gravitacional. Nuevamente, el planeta no pasa entre nosotros y el Sol.
• Imágenes directas. Esto es difícil para empezar. El planeta también está muy lejos y tendría una magnitud absoluta baja .

En cuanto a por qué la evidencia indirecta del planeta no se acumuló antes, bueno, los objetos en el Cinturón de Kuiper y más allá (incluidos los Objetos transneptunianos perturbados (TNO)) solo se observaron por primera vez en 1992 , y solo hemos acumulado significativo datos en los últimos años.

Posibles razones por las que el planeta no ha sido recogido previamente:

1. No está ahí.
2. Estudios fotográficos de movimiento propio cubren todo el cielo. Para evitar estos planetas, el 9 tendría que ser más débil que una magnitud 18 o 19. Esto pone un límite inferior en la combinación de tamaño/albedo/distancia para cualquier planeta 9. El planeta propuesto podría ser fácilmente más débil que la magnitud 20.
3. Las búsquedas dirigidas de objetos transneptunianos (TNO) utilizan grandes telescopios con amplios campos de visión. Sin embargo, no cubren casi todo el cielo y generalmente se limitan a quizás una magnitud de 22-23.
4. Las búsquedas profundas pueden ser mucho más débiles, pero son encuestas de "rayo de lápiz" y, por lo tanto, tienen pocas posibilidades de detectar a ciegas un objeto en particular, o son de una sola época y, por lo tanto, no pueden detectar movimiento debido a la paralaje y el movimiento orbital.
5. Los sondeos infrarrojos ( WISE y 2MASS ) cubrieron todo el cielo. Eran lo suficientemente sensibles como para captar gigantes gaseosos a la distancia propuesta del planeta 9, porque los gigantes se mantienen calientes por la contracción gravitacional. Sin embargo, si el planeta 9 fuera rocoso/helado y no tuviera una fuente interna de calor, entonces podría haber sido demasiado frío para detectarlo.

El recorte de arriba del Albuquerque Journal realmente no responde a su pregunta, pero los astrónomos han estado buscando un planeta más grande más allá de Plutón desde hace bastante tiempo. Ver también:

http://www.zetatalk.com/theword/tword26b.htm

http://www.bibliotecapleyades.net/hercolobus/esp_hercolobus_2_02.htm (bajo "Cálculos del Observatorio Naval de los Estados Unidos")

http://www.bibliotecapleyades.net/hercolobus/esp_hercolobus_3d.htm

EDITAR: solo para vencer esto hasta la muerte, Percival Lowell puede haber sido la primera persona en detectar el décimo planeta. Citando https://en.wikipedia.org/wiki/Percival_Lowell :

La masa de Plutón no se pudo determinar hasta 1978, cuando se descubrió su satélite Caronte. Esto confirmó lo que se sospechaba cada vez más: la influencia gravitatoria de Plutón sobre Urano y Neptuno es insignificante, ciertamente no lo suficiente como para explicar las discrepancias en sus órbitas.[21] En 2006, Plutón fue reclasificado como planeta enano por la Unión Astronómica Internacional.

Por supuesto, la misma página continúa afirmando:

Además, ahora se sabe que las discrepancias entre las posiciones previstas y observadas de Urano y Neptuno no fueron causadas por la gravedad de un planeta desconocido. Más bien, se debieron a un valor erróneo de la masa de Neptuno. El encuentro de la Voyager 2 con Neptuno en 1989 arrojó un valor más preciso de su masa, y las discrepancias desaparecen cuando se usa este valor.[22]

Si está dispuesto a creer selectivamente en Wikipedia, es posible que Lowell haya detectado un noveno planeta y que no fuera Plutón.

Una razón para no creer en Wikipedia (y la fuente dada) y dar crédito a Lowell aquí es que este noveno planeta tiene un efecto en las órbitas de Urano y Neptuno, por lo que las discrepancias que Lowell notó no habrían desaparecido, simplemente se habrían reducido.

Además de las otras excelentes respuestas aquí, si hubiera un "Planeta 9" no observado, se ha planteado la posibilidad de que sea un agujero negro primordial difícil de observar.

Según Phys.org, los científicos proponen un plan para determinar si el Planeta Nueve es un agujero negro primordial, si el Planeta 9 fuera un agujero negro primordial, podría ser detectado por el Observatorio Vera C. Rubin mediante observaciones de destellos de acreción ocasionales de restos cometarios.

Pero es un gran si.

El Dr. Avi Loeb, profesor de ciencias Frank B. Baird Jr. en Harvard, y Amir Siraj, estudiante de pregrado de Harvard, han desarrollado el nuevo método para buscar agujeros negros en el sistema solar exterior basado en destellos que resultan de la interrupción de cometas interceptados. El estudio sugiere que el LSST tiene la capacidad de encontrar agujeros negros mediante la observación de destellos de acreción resultantes del impacto de pequeños objetos de la nube de Oort.

"En las proximidades de un agujero negro, los pequeños cuerpos que se acerquen a él se derretirán como resultado del calentamiento de la acumulación de gas de fondo del medio interestelar en el agujero negro", dijo Siraj. "Una vez que se derriten, los cuerpos pequeños están sujetos a la interrupción de las mareas por el agujero negro, seguido de la acumulación del cuerpo alterado por las mareas en el agujero negro". Loeb agregó: "Debido a que los agujeros negros son intrínsecamente oscuros, la radiación que emite la materia en su camino hacia la boca del agujero negro es nuestra única forma de iluminar este entorno oscuro".

Esto se analiza con más detalle en su preimpresión de arXiv Searching for Black Holes in the Outer Solar System con LSST aceptado para su publicación en Astrophysical Journal Letters.

Tenga en cuenta que LSST ahora se refiere al Legacy Survey of Space and Time, y el Observatorio Vera C. Rubin solía llamarse Large Synoptic Survey Telescope. ¿Qué es el LSST ahora?