Prevista a possível existência de um planeta de tamanho semelhante à Terra nos confins do Sistema Solar

Existem muitas anomalias por explicar nas órbitas e na distribuição dos objetos transneptunianos, pequenos corpos celestes localizados nos confins do Sistema Solar.

Impressão artística de um planeta de tamanho semelhante ao da Terra nos confins do Sistema Solar. Crédito: Fernando Peña D'Andrea

 Agora, com base em simulações informáticas detalhadas do início do Sistema Solar exterior, investigadores do Japão preveem a possibilidade de um planeta com um tamanho semelhante ao da Terra, ainda não descoberto, para lá de Neptuno, orbitar o Sol. Se esta previsão se concretizar, poderá revolucionar a nossa compreensão da história do Sistema Solar.

A maioria das pessoas está familiarizada com os oito planetas conhecidos do Sistema Solar. No entanto, é quase certo que, há milhares de milhões de anos, o Sistema Solar formou mais planetas do que estes oito. Embora a maior parte deles já tenha desaparecido ou saído do Sistema Solar, será possível que alguns tenham permanecido e sobrevivido até aos dias de hoje?

A resposta a esta pergunta pode vir dos chamados OTNs . Como o nome indica, os OTNs são pequenos corpos celestes que orbitam o Sol a uma distância média superior à da órbita de Neptuno. Em particular, a distante Cintura de Kuiper, a região localizada a mais de 7,5 mil milhões de quilómetros do Sol, contém muitos OTNs. Embora estes objetos representem os restos da formação planetária no Sistema Solar exterior, as suas órbitas e distribuição podem muito bem revelar a presença de planetas por descobrir.

Num estudo recente, publicado na revista The Astronomical Journal no dia 25 de agosto, o professor associado Patryk Sofia Lykawka da Universidade de Kindai no Japão e o professor associado Takashi Ito do CfCA do NAOJ resolveram este enigma.

Os investigadores começaram por analisar em pormenor a estrutura orbital da distante Cintura de Kuiper, que exibe várias anomalias por explicar. Por exemplo, existe uma grande população de OTNs isolados cujas órbitas estão para além da influência gravitacional de Neptuno. Além disso, há um número significativo de OTNs com órbitas altamente inclinadas, juntamente com uma população de «OTNs extremos» cujas órbitas são extremamente difíceis de explicar com os modelos atuais para a formação do Sistema Solar e da Cintura de Kuiper.

Com base nestas análises, os investigadores teorizaram que outro planeta para além dos quatro gigantes deve ter influenciado a formação da Cintura de Kuiper. Para testar a sua hipótese, efetuaram uma série de simulações utilizando os computadores instalados no laboratório de Lykawka e o grupo de PCs de uso geral do NAOJ, usando modelos do Sistema Solar primitivo que existia há cerca de 4,5 mil milhões de anos.

Aqui, os investigadores consideraram interações entre os quatro planetas gigantes, um hipotético planeta da Cintura de Kuiper e um disco de pequenos objetos representando a distante Cintura de Kuiper primordial. Depois de cada simulação ter sido concluída, as populações de OTNs resultantes, após um período de 4,5 mil milhões de anos, foram comparadas com as obtidas a partir de observações modernas para ver se algum dos modelos explicava as anomalias na distante Cintura de Kuiper.

Notavelmente, os melhores resultados das simulações sugeriam que deveria existir um planeta por descobrir com uma massa 1,5-3 vezes superior à da Terra a orbitar o Sol a distâncias entre cerca de 200 e 500 unidades astronómicas. Graças à massa palpável e a uma órbita inclinada de cerca de 30°, um tal planeta poderia ter gerado o grande número de OTNs isolados, os OTNs altamente inclinados, bem como os OTNs extremos com órbitas peculiares, de acordo com as nossas observações atuais.

A descoberta de um novo planeta de tamanho semelhante ao da Terra no Sistema Solar teria, sem dúvida, implicações profundas, como explica o Dr. Lykawka: Primeiro, o Sistema Solar voltaria a ter oficialmente nove planetas. Além disso, à semelhança do que aconteceu em 2006 quando Plutão foi despromovido da categoria de planeta, teríamos de aperfeiçoar a definição de 'planeta', uma vez que um planeta de tamanho semelhante à Terra, localizado muito para além de Neptuno, pertenceria provavelmente a uma nova classe de planetas. Finalmente, as nossas teorias sobre a formação do Sistema Solar e dos planetas também precisariam de ser revistas».

Agora que a previsão foi feita, é altura de procurar este planeta na distante Cintura de Kuiper. De acordo com o Dr. Lykawka, futuros levantamentos astronómicos japoneses ou internacionais poderão ser capazes de detetar este novo planeta em menos de uma década. Muitos novos OTNs extremos poderiam ser descobertos no processo, fornecendo informações valiosas sobre a região transneptuniana.

Um conhecimento mais pormenorizado da estrutura orbital na distante Cintura de Kuiper dar-nos-á uma melhor compreensão da formação do Sistema Solar exterior, o que também revelará as condições em que os planetas se formaram. Mesmo a descoberta de um único ou de alguns desses novos OTNs poderia revolucionar as nossas teorias sobre a formação do Sistema Solar.

Fonte: Astronomia OnLine