Torna il mistero dei due pianeti ancora sconosciuti ai confini del Sistema Solare

L'idea che possano esistere altri pianeti ancora sconosciuti nel nostro Sistema Solare, oltre l'orbita di Plutone, assilla ormai da quasi un secolo l'animo degli scienziati. Eppure tutte le spiegazioni fornite finora, sembrano non convincere del tutto e puntualmente, almeno una volta all'anno, si torna sull'argomento. Alcuni sono propensi nel pensare che potrebbero esistere almeno due corpi ancora non identificati, la cui influenza gravitazionale determinerebbe le strane orbite e la curiosa distribuzione degli oggetti oltre Nettuno.

I calcoli effettuati da un team della Complutense University of Madrid (UCM) e dall'University of Cambridge sembrerebbero confermare questa tesi, ipotizzando almeno due nuovi pianeti.

Gli astronomi hanno trascorso decenni a discutere se qualche mondo trans-plutoniano, noti anche come ETNO ( Extreme Trans-Neptunian Objects), fosse ancora da scoprire all'interno del Sistema Solare.

La teoria più accreditata stabilisce che le orbite di questi oggetti che viaggiano oltre Nettuno, dovrebbero essere distribuite in modo casuale e i loro percorsi dovrebbero soddisfare una serie di caratteristiche: un semiasse maggiore con un valore prossimo alle 150 UA (1 UA o Unità Astronomica è la distanza media Terra-Sole, pari a circa 150 milioni di chilometri), un'inclinazione di circa 0° e un argomento del perielio (ossia l'angolo tra il vettore che punta al periapside, punto di massimo avvicinamento al Sole, perielio, e il vettore che punta al nodo ascendente, il punto in cui il corpo attraversa il piano di riferimento, piano dell'eclittica, da Sud a Nord) vicino ai 0° o ai 180°. Ma ciò che viene raccontato dalla dozzina di questi corpi finora conosciuti è qualcosa di molto diverso: i valori dei semiassi maggiori sono dispersi tra le 150 UA e le 525 UA, l'inclinazione media della loro orbita è di circa 20° e l'argomento del perielio -31°, senza apparire comunque prossimo a 180°.

"Questo eccesso di oggetti con parametri orbitali inaspettati, ci fa credere che alcune forze invisibili stiano alterando la distribuzione e gli elementi orbitali degli ETNO e riteniamo che la spiegazione più probabile è che esistano altri pianeti sconosciuti oltre Nettuno e Plutone", spiega Carlos de la Fuente Marcos, scienziato presso l'UCM e co-autore del documento.
"Il numero esatto è incerto, in quanto i dati che abbiamo sono limitati, ma i nostri calcoli suggeriscono che ci sono almeno due pianeti, e probabilmente di più, entro i confini del nostro Sistema Solare", aggiunge l'astrofisico.

Lo studio è stato pubblicato in due articoli sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, nei quali i ricercatori analizzato gli effetti del cosiddetto " meccanismo di Kozai", legato alle perturbazioni gravitazionali che un corpo di grande massa esercita sull'orbita di un altro, lontano e molto più piccolo.

Nonostante i risultati siano sorprendenti, gli autori riconoscono che i loro dati si scontrano con due problemi.
Prima di tutto questa storia è in disaccordo con i modelli attuali sulla formazione del Sistema Solare che non prevedono altri pianeti oltre Nettuno anche se, la recente scoperta del radiotelescopio ALMA di un disco proto-planetario a 100 UA dalla stella HL Tauri, più giovane e massiccia del nostro Sole, suggerisce che i pianeti possono formarsi a diverse centinaia di unità astronomiche di distanza dal centro del loro sistema.
In secondo luogo la squadra riconosce che l'analisi si basa su un campione estremamente esiguo, solo 13 oggetti, al momento, ma a quanto pare, nei prossimi mesi verranno pubblicati nuovi risultati che permetteranno di migliorare la statistica: "Se confermati, i nostri dati saranno davvero rivoluzionari per l'astronomia", aggiunge de la Fuente Marcos.

Lo scorso anno Chadwick Trujillo del Gemini Observatory delle Hawaii e da Scott Sheppard del Carnegie Institution in Washington, grazie alle osservazioni effettuate con la camera Dark Energy Camera (DECam) montata sul telescopio NOAO di 4 metri del National Optical Astronomy Observatory in Cile, avevano scoperto un nuovo pianeta nano oltre l'orbita di Plutone, chiamato 2012 VP113 (affettuosamente soprannominato Biden). I due ricercatori, dimostrato che il passaggio ravvicinato di stelle o pianeti extrasolari non avrebbe avuto ragionevoli influenze gravitazionali nella regione di spazio in cui risiede VP113, già ritenevano che la sua orbita fosse influenzata da una super-Terra, grande almeno 10 volte il nostro pianeta.

In un report pubblicato dalla NASA il 26 marzo 2014 si leggeva:

" le orbite di Sedna e 2012 VP113, che si allontanano dal Sole per centinaia di UA, suggeriscono che potrebbero essere influenzate dalla presenza di un pianeta ancora sconosciuto, forse grande fino a 10 volte le dimensioni della Terra"

["The similarity in the orbits found for Sedna, 2012 VP113 and a few other objects near the edge of the Kuiper Belt suggests the new object's orbit might be influenced by the potential presence of a yet unseen planet perhaps up to 10 times the size of Earth. Further studies of this deep space arena will continue"]

L'idea fu ripresa alcuni mesi più tardi dai due astronomi spagnoli Carlos e Raul de la Fuente Marcos che in quell'occasioni anticiparono il loro studio, tornato ora in primo piano, accettato per la pubblicazione dalla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society:

Extreme trans-Neptunian objects and the Kozai mechanism: signaling the presence of trans-Plutonian planets? [abstract]

The existence of an outer planet beyond Pluto has been a matter of debate for decades and the recent discovery of 2012 VP113 has just revived the interest for this controversial topic. This Sedna-like object has the most distant perihelion of any known minor planet and the value of its argument of perihelion is close to 0 degrees. This property appears to be shared by almost all known asteroids with semimajor axis greater than 150 au and perihelion greater than 30 au (the extreme trans-Neptunian objects or ETNOs), and this fact has been interpreted as evidence for the existence of a super-Earth at 250 au. In this scenario, a population of stable asteroids may be shepherded by a distant, undiscovered planet larger than the Earth that keeps the value of their argument of perihelion librating around 0 degrees as a result of the Kozai mechanism. Here, we study the visibility of these ETNOs and confirm that the observed excess of objects reaching perihelion near the ascending node cannot be explained in terms of any observational biases. This excess must be a true feature of this population and its possible origin is explored in the framework of the Kozai effect. The analysis of several possible scenarios strongly suggest that at least two trans-Plutonian planets must exist.

Un mio report dettagliato è disponibile qui: " Speciale Pianeta X: teorizzate due super-terre oltre l'orbita di Plutone"