Due gruppi indipendenti di astronomi, analizzando i dati dell' Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( ALMA) nel corso del 2014 e nel 2015, hanno dichiarato di aver scoperto un grande oggetto (forse due!) ai confini del Sistema Solare.
I loro studi, che ancora devono superare la fase di peer review, sono stati pubblicati sul server arXiv, suscitando polemiche, scetticismo ma anche soddisfazione tra i sostenitori del Pianeta X.
I due team, uno svedese e uno messicano, hanno notato rispettivamente un corpo in rapido movimento passare davanti a W Aquilae ( W Aql) nella costellazione dell'Aquila e nel vicino sistema Alpha Centauri (α Cen).
Entrambi stavano cercavano pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare, finendo per scoprire potenziali vicini di casa.
Lo studio svedese
Nello studio W Aql, gli astronomi hanno individuato un potenziale oggetto a marzo 2014 e poi di nuovo nel mese di aprile. Una terza osservazione condotta a maggio 2014, invece, non ha restituito alcun esito.
Secondo il team si tratterebbe dello stesso corpo, in orbita nelle zone più esterne del Sistema Solare.
ALMA - oggetto rilevato il 20 marzo ed il 14 aprile 2014
Credit: V. H. T. Vlemmings et al., 2015
Le stime collocano l'oggetto tra le 12 e le 25 Unità Astronomiche (dove 1 Unità Astronomica UA è pari alla distanza media della Terra - Sole), con una dimensione di circa 220 - 880 chilometri.
Una conclusione probabile dal momento in cui sappiamo che esistono milioni di corpi ghiacciati a quella distanza ed anche più lontano: basta ricordare V774104 recentemente scoperto che potrebbe essere un nuovo pianeta nano con un diametro compreso tra 500 e 1.000 chilometri, a ben 103 UA dal Sole.
Il problema è che se l'oggetto fosse, invece, più lontano potrebbe essere molto più grande: gli astronomi hanno vagliato distanze come 4.000 UA, o addirittura 0,3 parsec, cioè circa 61.900 UA (per un confronto, Plutone, visitato a luglio dalla sonda della NASA New Horizons dopo un viaggio di 9 anni, si trova a circa 39 UA dalla Terra).
"La cosa più eccitante è che abbiamo osservato un corpo planetario o una nana bruna nelle zone più esterne della Nube di Oort", scrivono gli autori (potrebbe trattarsi di Nemesis? La compagna nascosta del Sole teorizzata ma mai trovata?).
Il team svedese ha soprannominato l'oggetto " Gna", dal nome di un dio nordico noto per la sua rapidità.
The serendipitous discovery of a possible new solar system object with ALMA [abstract]
The unprecedented sensitivity of the Atacama Large millimeter/submillimeter array (ALMA) is providing many new discoveries. Several of these are serendipitous to the original goal of the observations. We report the discovery of previously unknown continuum sources, or a single fast moving new source, in our ALMA observations. Here we aim to determine the nature of the detections. The detections, at >5.8σ in the image plane and >14σ in the (u,v)−plane, were made in two epochs of ALMA observations of a 25 arc second region around the asymptotic giant branch star W Aql in the continuum around 345 GHz. At a third epoch, covering 50x50 arcseconds, the source(s) were not seen. We have investigated if the detections could be spurious, if they could constitute a population of variable background sources, or if the observations revealed a fast moving single object. Based on our analysis, we conclude that a single object (with a flux of ∼3.0 mJy) exhibiting a large proper motion (∼87 arcsec/yr) is the most likely explanation. Until the nature of the source becomes clear, we have named it Gna. Unless there are yet unknown, but significant, issues with ALMA observations, we have detected a previously unknown objects in our solar system. Based on proper motion analysis we find that, if it is gravitationally bound, Gna is currently located at 12−25 AU distance and has a size of ∼220−880 km. Alternatively it is a much larger, planet-sized, object, gravitationally unbound, and located within ∼4000 AU, or beyond (out to ∼0.3~pc) if it is strongly variable. Our observations highlight the power of ALMA in detecting possible solar system objects, but also show how multiple epoch observations are crucial to identify what are otherwise probably assumed to be extra-galactic sources.
Lo studio messicano
Parallelamente, la seconda squadra messicana era alla ricerca di pianeti nel sistema binario Alpha Centauri quando ha osservato qualcosa di simile, forse la stessa cosa o addirittura un altro oggetto.
Qui, purtroppo, la situazione è ancora più confusa perché α Cen è già stato al centro di polemiche per un potenziale pianeta individuato nel 2012, poi messo in discussione.
Il problema è che le stelle del sistema sono così brillanti da annegare i segni di eventuali mondi vicini ma a lunghezze d'onda molto lunghe la loro luce può essere ammortizzata a favore di quella dei pianeti (più freddi). Ecco perché gli astronomi stavano usando ALMA, un radiointerferometro situato a 5.000 metri d'altitudine nel deserto di Atacama in Cile, formato da un array di 66 radiotelescopi in grado di osservare alle lunghezze d'onda millimetriche e sub-millimetriche (la luce visibile che percepiamo ha una lunghezza d'onda molto più breve, intorno ai 500 nanometri).
Il team ha osservato l'oggetto due volte: nel mese di luglio 2014 e di nuovo a maggio 2015.
Come la prima squadra, anche loro hanno visto una sorgente in movimento che, con grande sorpresa, si spostava più o meno con le due stelle Alpha Centauri A e B.
ALMA - oggetto osservato davanti ad Alpha Centauri chiamato "U"
Credit: R. Liseau et al., 2015
Questo dettaglio è particolarmente importante perché α Cen è così vicino a noi che il suo moto proprio può essere efficacemente rilevato. Perciò, presumibilmente, un pianeta in orbita attorno ad Alpha Centauri A o B si muoverebbe con loro, diversamente sarebbe una sorgente più lontana, un'altra stella o una galassia.
Tuttavia, c'è un problema: l'oggetto rilevato è troppo luminoso per essere un pianeta appartenente al sistema ma, d'altra parte, se fosse una stella sarebbe già nota da tempo. Rimane quindi una spiegazione e cioè che si tratti di qualcosa vicino a noi.
Gli autori ipotizzano che " U", così è stato designato l'oggetto, possa essere un corpo trans-nettuniano (TNO) ad una distanza di 100 UA, o di una Super Terra situata a 300 UA o di una nana bruna ad una distanza di circa 20.000 UA.
A new submm source within a few arcseconds of α Centauri: ALMA discovers the most distant object of the solar system [abstract]
The understanding of the formation of stellar and planetary systems requires the understanding of the structure and dynamics of their outmost regions, where large bodies are not expected to form. Serendipitous searches for Sedna-like objects allows the observation of regions that are normally not surveyed. The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is particularly sensitive to point sources and it presents currently the only means to detect Sedna-like objects far beyond their perihelia. ALMA observations 10 months apart revealed a new blackbody point source that is apparently comoving with α Cen B. We exclude that source to be a sub-/stellar member of the α Centauri system, but argue that it is either an extreme TNO, a Super-Earth or a very cool brown dwarf in the outer realm of the solar system.
Prime considerazioni
Affermazioni straordinarie ma anche altamente improbabili, sembra essere la linea prevalente di pensiero della comunità scientifica.
Per alcuni astronomi l'oggetto o i due oggetti potrebbero essere rumore o qualche forma di artefatto nei dati di ALMA.
Inoltre, ALMA può guardare solo una piccola frazione del cielo per volta.
In questi studi, i ricercatori hanno osservato solo, al massimo, un minuto d'arco (la Luna piena è 30 minuti d'arco vista dalla Terra). Pertanto, le probabilità che siano riusciti a catturare il passaggio di un grande pianeta è piuttosto bassa.
Mike Brown scienziato planetario del California Institute of Technology ha commentato su Twitter:
" Fun fact: if it is true that ALMA accidentally discovered a massive outer solar system object in its tiny tiny tiny field of view, ... that would suggest that there are something like 200,000 earth sized planets in the outer solar system. Which, um, no."
Una questione di statistica, quindi, che non convince affatto ma c'è anche chi, affidandosi alla matematica, aveva teorizzato almeno due super-Terre ai confini del Sistema Solare. Un bel dilemma!
Altri scienziati hanno fatto notare che le osservazioni del telescopio Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), che ha espressamente cercato grandi pianeti alle estremità del Sistema Solare, hanno escluso ogni possibilità di corpi delle dimensioni di Saturno o superiori a 10.000 UA e delle dimensioni di Giove oltre le 26.000 UA.
E così, mentre le squadre ribadiscono che le loro osservazioni sono assolutamente reali, salvo esistano difetti di ALMA ancora non classificati, la spiegazione più probabile rimane quella che possa trattarsi di uno (o due) dei tanti oggetti ghiacciati che galleggiano oltre Plutone nella fascia di Kuiper o nella lontana Nube di Oort.
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