Uma deformação recentemente identificada no Sistema Solar exterior poderá ter sido provocada por um pequeno mundo rochoso - e, ao que tudo indica, bem mais perto do Sol do que o muito falado Planeta Nove.
Medições novas do plano da Cintura de Kuiper (o vasto anel de corpos gelados onde se encontra Plutão) revelam um desalinhamento inesperado: alguns objectos parecem seguir órbitas com uma inclinação de cerca de 15° face ao plano médio do Sistema Solar. A interpretação mais plausível é a influência gravitacional de um planeta ainda invisível, a “agitar as águas” naquela região.
“Uma explicação é a presença de um planeta não observado, provavelmente mais pequeno do que a Terra e provavelmente maior do que Mercúrio, a orbitar no profundo Sistema Solar exterior”, disse o astrofísico Amir Siraj, da Universidade de Princeton, à CNN.
“Este trabalho não é a descoberta de um planeta, mas é certamente a descoberta de um enigma para o qual um planeta é uma solução provável.”
Porque é tão difícil ver para lá de Neptuno
Observar o que existe além da órbita de Neptuno é extraordinariamente complicado. A grandes distâncias do Sol, os pequenos corpos da Cintura de Kuiper - uma estrutura achatada, em forma de “donut” - reflectem pouquíssima luz solar. Além disso, são extremamente frios, pelo que também emitem muito pouca radiação térmica (infravermelha), tornando-os fracos tanto no visível como no infravermelho.
Temos uma ideia geral do que existe nessa periferia, mas os pormenores escapam-nos. Se houver planetas para lá da órbita de Plutão, por volta de 40 unidades astronómicas (UA), não serão alvos fáceis: seriam mundos pequenos, escuros e difíceis de localizar sem sabermos exactamente onde procurar no céu em cada momento.
Ainda assim, a história mostra que há um caminho alternativo: em vez de ver directamente um planeta, pode deduzir-se a sua presença pelos efeitos que produz nas órbitas dos outros.
Anomalias orbitais: uma técnica clássica para encontrar mundos “fugitivos”
A procura de irregularidades orbitais tem longa tradição. Neptuno foi descoberto em 1846, depois de os astrónomos inferirem a sua localização com base em particularidades na órbita de Úrano. Mais tarde, Plutão foi encontrado em 1930, quando se combinaram as “estranhezas” orbitais de Neptuno e Úrano para calcular onde procurar.
À medida que a tecnologia melhora, também se torna mais rigoroso o recenseamento da Cintura de Kuiper, que se estima estender-se aproximadamente entre 30 e 50 UA. Se um planeta estiver oculto nessa vastidão há muito tempo, alterações subtis no comportamento orbital dos objectos gelados podem funcionar como um sinal indirecto da sua existência.
Como foi medido o plano da Cintura de Kuiper (reduzindo enviesamentos)
Siraj e os seus colegas, os astrofísicos da Universidade de Princeton Christopher Chyba e Scott Tremaine, desenvolveram um novo método para calcular o plano da Cintura de Kuiper de forma a eliminar os efeitos de enviesamento observacional (isto é, distorções introduzidas pelo facto de observarmos mais facilmente certos tipos de órbitas e certas zonas do céu do que outras).
Com essa técnica, analisaram 154 objectos situados para lá da órbita de Neptuno, com eixos semimajores entre 50 e 400 UA - em termos práticos, corpos localizados entre a borda exterior da Cintura de Kuiper e os chamados objectos “destacados”, cujas órbitas já não são controladas pela gravidade de Neptuno.
A inclinação de 15°: onde aparece e com que confiança
Se não existisse um planeta relevante nas proximidades, seria de esperar que esses objectos orbitassem, no geral, num plano quase “plano” e coerente, segundo o raciocínio da equipa. E isso foi, de facto, observado em dois intervalos:
- Entre 50 e 80 UA, as órbitas alinham-se de forma consistente.
- Entre 200 e 400 UA, volta a surgir um alinhamento semelhante.
No entanto, entre estes dois conjuntos - isto é, a distâncias do Sol entre 80 e 200 UA - os investigadores encontraram indícios de uma inclinação de cerca de 15° relativamente ao plano do Sistema Solar. O resultado apresenta um nível de confiança de 96% a 98%. Simulações adicionais indicam ainda uma probabilidade de 2% a 4% de essa detecção ser um falso positivo.
Porque a deformação não deveria durar muito - e o que isso sugere
Uma deformação deste tipo tenderia, em condições normais, a desaparecer e a reaproximar-se do plano médio num período relativamente curto à escala astronómica: cerca de 100 milhões de anos. Para persistir, teria de existir algum agente a manter a estrutura “mexida” - como a gravidade de um corpo planetário.
Para testar esta hipótese, a equipa recorreu a simulações de N-corpos, um tipo de modelação que calcula como múltiplos objectos interagem gravitacionalmente ao longo do tempo.
Planeta Y: o candidato que melhor reproduz a deformação na Cintura de Kuiper
O cenário simulado que mais se aproximou do observado incluía um pequeno planeta, com massa entre a de Mercúrio e a da Terra, a orbitar no Sistema Solar exterior com uma inclinação de cerca de 10°, precisamente na faixa entre 80 e 200 UA.
Os autores propõem o nome “Planeta Y” para este mundo hipotético.
Não se trata, naturalmente, de uma prova definitiva. Ainda assim, o padrão encontrado fornece aos astrónomos uma pista concreta - uma espécie de “trilho” - que pode orientar observações futuras e ajudar a transformar um mistério estatístico numa busca com alvos melhor definidos.
O que isto significa para a caça a planetas (incluindo o Planeta Nove)
Com o Planeta Nove ainda por encontrar, supostamente para lá de 400 UA, é possível que o Sistema Solar exterior seja ainda mais rico do que se pensa - um verdadeiro reservatório de descobertas para as próximas décadas. Resultados deste tipo podem também influenciar decisões práticas: onde apontar campanhas de observação, que sensibilidades privilegiar e que estratégias adoptar para reduzir enviesamentos.
Uma consequência importante é que o estudo da Cintura de Kuiper não se limita à procura de planetas. Mesmo que não existam mundos ocultos, mapear melhor as órbitas e a distribuição destes corpos gelados melhora o conhecimento científico sobre a formação do Sistema Solar e sobre o lugar que ocupamos no Universo.
Nota adicional: como os levantamentos do céu podem acelerar a procura do Planeta Y
Levantamentos sistemáticos e repetidos do céu, que detectam movimentos lentos ao longo de meses e anos, são especialmente úteis para encontrar objectos distantes e ténues. Ao combinar catálogos cada vez mais completos com modelos orbitais refinados, torna-se mais fácil identificar pequenas discrepâncias - exactamente o tipo de evidência indirecta que pode revelar um planeta discreto como o Planeta Y.
Nota adicional: porque os “objectos destacados” são tão informativos
Os objectos com órbitas pouco afectadas por Neptuno funcionam como um registo dinâmico de perturbações antigas e actuais. Se um planeta adicional tiver moldado a região ao longo de milhões de anos, a assinatura dessa influência pode ficar impressa na inclinação e na orientação orbital desses corpos - razão pela qual a faixa entre 80 e 200 UA ganha particular interesse.
A investigação foi publicada na revista Notícias Mensais da Sociedade Real de Astronomia: Cartas.
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