¿Qué longitud de onda detecta mejor el "noveno planeta"?

Se cree que el posible planeta 9 tiene unas 10 masas terrestres y es poco probable que sea un gigante gaseoso (puede ser el núcleo de un gigante gaseoso "interrumpido"). Como tal, no generará una luminosidad significativa en sí mismo y sería de carácter rocoso, o más probablemente, helado. Por lo tanto, solo sería visto por la luz reflejada.

Las consideraciones sobre qué longitud de onda buscar equilibran la sensibilidad de los instrumentos disponibles con el espectro probable del objeto. Esto a su vez depende del espectro solar y la dependencia de la longitud de onda de la reflectividad (albedo).

Para la mayoría de los objetos helados, incluidos Plutón y los objetos transneptunianos, la reflectancia aumenta al rojo y al infrarrojo cercano, mientras que el espectro solar alcanza su punto máximo en longitudes de onda más cortas. Esto sugiere que las búsquedas se realizan mejor con instrumentos ópticos de campo amplio en las bandas R o r' a alrededor de 600 nm.

Otro factor para encontrar un candidato es que tendrá que cubrir un área grande. Esto solo es factible en longitudes de onda ópticas y NIR a menos que el objeto sea lo suficientemente brillante en el IR medio para aparecer en WISE (que estoy seguro de que se está revisando minuciosamente). Un comunicado de prensa que vi decía que SUBARU se está utilizando para la búsqueda. ¡Apuesto a que están usando el campo de medio grado de Suprime-Cam en longitudes de onda ópticas y no están buscando imágenes de IR medio de COMICS con su campo de 42x32 segundos de arco !

Confirmar a un candidato debería ser fácil, dado el enorme paralaje y el movimiento propio esperado.

El reflejo directo de la luz solar es el escenario más probable para el descubrimiento de un noveno planeta, sin embargo, eso no se sostiene si el objeto tiene un albedo muy bajo. Supongo que está interesado en qué longitudes de onda irradiaría el planeta.

Para la temperatura de la superficie, la rotación del planeta es importante. Si está bloqueado con un lado mirando hacia el sol, o gira muy lentamente, el centro del hemisferio que mira hacia el sol irradia tanta energía como la que recibe del sol. A 60 UA, el flujo solar es de unos 0,38 W/m². Utilizando la ley de Stefan-Boltzmann , obtenemos una temperatura superficial de equilibrio de 51 K (que es la temperatura superficial más alta posible, suponiendo que no tenga atmósfera). La ley de desplazamiento de Wien nos dice que la radiación de un objeto de 51 k alcanza su punto máximo en una longitud de onda de 57 µm (infrarroja).

Para un cuerpo giratorio, la temperatura del ecuador es de 38 K, con un pico de radiación de 78 µm (todavía infrarrojo).

Utilizando un albedo de 0,5, los picos son de 68 µm y 90 µm para un cuerpo no giratorio y uno giratorio, respectivamente. Tenga en cuenta que esto es solo para la región del ecuador, la longitud de onda pico real será un poco más alta y pertenecerá al espectro infrarrojo lejano. Además, la alta incertidumbre de la rotación, el albedo y la masa (la masa es importante para el calor interno), hace que sea imposible obtener una precisión mayor que la

60 au es una distancia de perihelio muy optimista para el noveno planeta, por lo que para una distancia más realista de, digamos, 200 au, no es posible observarlo en el espectro IR, si no tiene una fuente de calor interna significativa.

Hay dos formas básicas de detectar un objeto de este tipo. Lo primero es detectarlo a través de la luz solar reflejada. La segunda es por el calor que produce. Ya sabemos que la luz reflejada de tal objeto probablemente tendría una magnitud de alrededor de 16,5. Para determinar el infrarrojo, tenemos que estimar la temperatura.

La temperatura depende mucho de la composición. Para simplificar, supongamos una composición similar a la de la Tierra y que se creó casi al mismo tiempo que el resto del Sistema Solar. Es posible que estas suposiciones no resulten válidas, pero se encuentran entre las posibilidades discutidas. El calor interno de la Tierra, de hecho, proviene al menos en un 50% de la descomposición radiactiva, según Scientific America . Por supuesto, ese es solo el calor interno, no todo eso llegará a la superficie.

Este planeta propuesto es algo similar a un "Rogue Planet" , donde un pequeño disco de gas colapsó en un planeta sin una estrella, o fue expulsado de su sistema anfitrión. Un poco también depende de si hay una luna considerable del objeto. Si es así, entonces el calentamiento por mareas aumentaría drásticamente la temperatura del objeto. Cualquier determinación de este tipo no se puede hacer sin observación, pero es posible. Una atmósfera también ayudaría a evitar que el planeta se congele. Un documento para detectar planetas rebeldes proviene de Abbott y Switzer. Su hipótesis es que un objeto de 3,5 de masa terrestre podría detectarse si se encuentra dentro de las 1000 UA, específicamente en el infrarrojo lejano, con una temperatura superficial de unos 50 K.

En pocas palabras, probablemente sería prudente tratar de detectar tanto en el infrarrojo lejano como en el visible, aunque podría ser difícil de detectar, incluso entonces. Dado que el paralaje es el principal medio de movimiento, la detección debe realizarse en varios puntos de la órbita terrestre, probablemente el mismo lugar debe buscarse con una diferencia de aproximadamente 90 días para brindar la máxima oportunidad de movimiento, ya que el paralaje solo sería visible si el movimiento de la Tierra era perpendicular a la ubicación del objeto.