¿Qué Causó Que El cinturón de Kuiper se presentara alaveado?
Un objeto de masa planetaria del tamaño de Marte sería suficiente para producir las perturbaciones observadas en el lejano Cinturón de Kuiper. Crédito de la imagen: Heather Roper / LPL
Por Matt Williams, para Universe Today Junio 26 de 2017
Los astrónomos han sabido sobre el Cinturón de Kuiper durante décadas, y estaban postulando acerca de su existencia mucho antes de que incluso se observara. Desde entonces, se han realizado muchos descubrimientos en esta región del espacio -- desde numerosos planetas menores hasta el hecho de que los planos orbitales de los Objetos de Cinturón de Kuiper (KBOs) están ampliamente dispersos -. que han conducido a nuevos modelos teóricos de formación y evolución del Sistema Solar.
Por ejemplo, al realizar mediciones del plano medio de planetas menores y KBOs, un equipo del Laboratorio Lunar y Planetario (LPL) de la Universidad de Arizona descubrió una urdimbre en órbitas de ciertas KBOs muy distantes. Según su estudio, esta urdimbre podría ser una indicación de un objeto de masa planetaria en la zona, que orbita nuestro Sol incluso más cerca que el "Planeta 9" teórico.
Kathryn Volk y Renu Malhotra (dos astrónomos con la LPL) produjeron el estudio -- "El plano medio curioso de la cinturón de Kuiper", que está programado para ser publicado en el Astronomical Journal --. Como se indicó en su estudio, la presencia de este planeta fue confirmada por el examen de las órbitas de los cuerpos helados en los extremos muy exterior del Sistema Solar.
La impresión artística del "objeto de masa planetaria" aún no descubierto, cuya existencia ha sido teorizada, se basa en el plano orbital de los distantes objetos del Cinturón de Kuiper. Crédito de la imagen: Heather Roper/LPL
Mientras que la mayoría de las KBO --que son material sobrante de la formación del Sistema Solar-- orbitan al Sol cerca del plano medio del propio Sistema Solar, los objetos más distantes no lo hacen. Para determinar por qué, los investigadores analizaron los ángulos de inclinación de los planos orbitales de más de 600 KBOs para determinar la dirección de su precesión, es decir, la dirección en la que estos objetos giratorios experimentan un cambio en su orientación.
Como Malhotra -- un Louise Foucar Marshall Profesor de Investigación Científica y Regents 'Profesor de Ciencias Planetarias en LPL -- ilustrado, los KBOs operan de una manera que es análoga a los tops de hilado:
Lo que encontraron fue que el plano medio de estos objetos fue inclinado fuera del plano solar en unos ocho grados, lo que sugiere que una potente fuerza gravitatoria en el Sistema Solar exterior está tirando de ellos. "La explicación más probable para nuestros resultados es que hay alguna masa invisible", dijo Volk en el comunicado de prensa de UA News. "Según nuestros cálculos, algo tan masivo como Marte sería necesario para causar la deformación que medimos".
Diagrama animado que muestra el espaciamiento del planeta de los sistemas solares, las órbitas inusualmente estrechamente espaciadas de seis de los KBO más distantes y el posible "Planeta 9" Crédito de la imagen: Caltech/nagualdesign
De acuerdo con sus cálculos, este cuerpo de tamaño Marte probablemente orbitaría el Sol a una distancia de aproximadamente 60 UA, y con una inclinación orbital inclinada ocho grados respecto al plano medio de los planetas conocidos (es decir, la misma inclinación que el "deformado" "KBOs). Dentro de estos parámetros, un planeta de este tamaño tendría suficiente influencia gravitacional para distorsionar el plano orbital de los KBO distantes hasta dentro de 10 UA a cada lado de la misma.
En otras palabras, un planeta de tamaño Marte en el Cinturón de Kuiper exterior podría influir en la inclinación orbital de los KBO que están entre 50 y 70 UA del Sol. Esto es ciertamente coherente con lo que sabemos acerca del Cinturón de Kuiper, cuya inclinación orbital parece ser consistentemente plana (es decir, consistente con el resto del Sistema Solar) pasada una distancia de aproximadamente 50 UA - pero los cambios entre una distancia de 50 y 80 UA .
Como indicó Volk, existe la posibilidad de que esta distorsión pueda ser el resultado de una suerte estadística. Pero al final, sus cálculos indicaron que esto es altamente improbable, y que el comportamiento de las KBO distantes es consistente con la existencia de una influencia gravitacional aún no vista:
Impresión del artista del planeta nueve, bloqueando hacia fuera la vía láctea. El Sol está en la distancia, con la órbita de Neptuno mostrada como un anillo. Crédito de la imagen: ESO/Tomruen/nagualdesign
Otra posibilidad es que otro objeto enteramente podría haber alterado el plano del Cinturón de Kuiper externo -- por ejemplo, una estrella que pasó a través del Sistema Solar exterior. Pero como explicó Malhotra, esta explicación también es muy improbable, ya que cualquier perturbación causada por una estrella que pasa no sería más que temporal y se habría manifestado de manera diferente.
"Una estrella pasajera dibujaría todas las" tapas giratorias "en una dirección," él dijo. "Una vez que la estrella se haya ido, todos los KBOs volverán a a precesión alrededor de su plano anterior. Eso habría requerido un pasaje extremadamente cercano a las 100 UA, y la urdimbre se borraría dentro de 10 millones de años, por lo que no consideramos este un escenario probable ".
Por otra parte, la inclinación de estos objetos no podía atribuirse a la existencia del Planeta 9, cuya existencia también se ha sugerido sobre la base de la extrema excentricidad de ciertas poblaciones de KBOs. En comparación con este planeta de tamaño de Marte que se cree que orbita a 60 UA del Sol, se predice que el Planeta 9 es mucho más masivo (alrededor de 10 masas terrestres) y se cree que orbita a una distancia de 500 a 700 UA.
Naturalmente, uno tiene que preguntarse por qué este cuerpo de masa planetaria aún no se ha encontrado. Según Volk y Malhotra, la razón tiene que ver con el hecho de que los astrónomos todavía no han buscado en todo el cielo distantes para los objetos del Sistema Solar. Más allá de eso, también hay la posición probable del objeto (dentro del plano galáctico), que está tan densamente lleno de estrellas que las estudios tendrían dificultades para detectarlo.
Sin embargo, con la construcción de instrumentos como el Telescopio de Encuesta Sinóptica Grande (LSST, por sus siglas en inglés) en Chile casi completo, las oportunidades de detectarlo podrían llegar más pronto que tarde. Este telescopio reflector de amplio campo que refleja el telescopio, que es dirigido por un consorcio que incluye a la Universidad de Arizona, se espera que proporcione algunas de las vistas más profundas y más amplias del Universo hasta la fecha (que comenzará en 2020).
Mientras tanto, y en respuesta a cualquier posible controversia con respecto al llamado "Debate del Planeta", vale la pena señalar que este cuerpo (si existe) se refiere actualmente como "objeto de masa planetaria". Esto se debe a que, por definición, un cuerpo necesita haber despejado su órbita para poder ser llamado un planeta. Lo que es más, el estudio no descarta la posibilidad de que la deformación podría ser el resultado de más de un objeto de masa planetaria en la zona.
Por lo tanto, sería prematuro afirmar que los astrónomos --ya que aún no han confirmado la existencia del Planeta 9-- están hablando ahora de la existencia de un posible "Planeta 10". En los próximos años, más noticias e información estará disponible, lo que esperamos nos ayude a poner el debate en reposo y de acuerdo en cuántos planetas andan rodando por ahí!
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Un objeto de masa planetaria del tamaño de Marte sería suficiente para producir las perturbaciones observadas en el lejano Cinturón de Kuiper. Crédito de la imagen: Heather Roper / LPL
Por Matt Williams, para Universe Today Junio 26 de 2017
Los astrónomos han sabido sobre el Cinturón de Kuiper durante décadas, y estaban postulando acerca de su existencia mucho antes de que incluso se observara. Desde entonces, se han realizado muchos descubrimientos en esta región del espacio -- desde numerosos planetas menores hasta el hecho de que los planos orbitales de los Objetos de Cinturón de Kuiper (KBOs) están ampliamente dispersos -. que han conducido a nuevos modelos teóricos de formación y evolución del Sistema Solar.
Por ejemplo, al realizar mediciones del plano medio de planetas menores y KBOs, un equipo del Laboratorio Lunar y Planetario (LPL) de la Universidad de Arizona descubrió una urdimbre en órbitas de ciertas KBOs muy distantes. Según su estudio, esta urdimbre podría ser una indicación de un objeto de masa planetaria en la zona, que orbita nuestro Sol incluso más cerca que el "Planeta 9" teórico.
Kathryn Volk y Renu Malhotra (dos astrónomos con la LPL) produjeron el estudio -- "El plano medio curioso de la cinturón de Kuiper", que está programado para ser publicado en el Astronomical Journal --. Como se indicó en su estudio, la presencia de este planeta fue confirmada por el examen de las órbitas de los cuerpos helados en los extremos muy exterior del Sistema Solar.
La impresión artística del "objeto de masa planetaria" aún no descubierto, cuya existencia ha sido teorizada, se basa en el plano orbital de los distantes objetos del Cinturón de Kuiper. Crédito de la imagen: Heather Roper/LPL
Mientras que la mayoría de las KBO --que son material sobrante de la formación del Sistema Solar-- orbitan al Sol cerca del plano medio del propio Sistema Solar, los objetos más distantes no lo hacen. Para determinar por qué, los investigadores analizaron los ángulos de inclinación de los planos orbitales de más de 600 KBOs para determinar la dirección de su precesión, es decir, la dirección en la que estos objetos giratorios experimentan un cambio en su orientación.
Como Malhotra -- un Louise Foucar Marshall Profesor de Investigación Científica y Regents 'Profesor de Ciencias Planetarias en LPL -- ilustrado, los KBOs operan de una manera que es análoga a los tops de hilado:
"Imagina que tienes montones y montones de tops rápidos, y le das a cada uno un ligero codazo. Si usted toma una instantánea de ellos, verá que sus ejes giratorios estarán en diferentes orientaciones, pero en promedio, estarán apuntando al campo gravitatorio local de la Tierra ... Esperamos que cada uno de los ángulos de inclinación orbital de los KBO sea en una orientación diferente, pero en promedio, estarán apuntando perpendicularmente al plano determinado por el Sol y los grandes planetas ".
Lo que encontraron fue que el plano medio de estos objetos fue inclinado fuera del plano solar en unos ocho grados, lo que sugiere que una potente fuerza gravitatoria en el Sistema Solar exterior está tirando de ellos. "La explicación más probable para nuestros resultados es que hay alguna masa invisible", dijo Volk en el comunicado de prensa de UA News. "Según nuestros cálculos, algo tan masivo como Marte sería necesario para causar la deformación que medimos".
Diagrama animado que muestra el espaciamiento del planeta de los sistemas solares, las órbitas inusualmente estrechamente espaciadas de seis de los KBO más distantes y el posible "Planeta 9" Crédito de la imagen: Caltech/nagualdesign
De acuerdo con sus cálculos, este cuerpo de tamaño Marte probablemente orbitaría el Sol a una distancia de aproximadamente 60 UA, y con una inclinación orbital inclinada ocho grados respecto al plano medio de los planetas conocidos (es decir, la misma inclinación que el "deformado" "KBOs). Dentro de estos parámetros, un planeta de este tamaño tendría suficiente influencia gravitacional para distorsionar el plano orbital de los KBO distantes hasta dentro de 10 UA a cada lado de la misma.
En otras palabras, un planeta de tamaño Marte en el Cinturón de Kuiper exterior podría influir en la inclinación orbital de los KBO que están entre 50 y 70 UA del Sol. Esto es ciertamente coherente con lo que sabemos acerca del Cinturón de Kuiper, cuya inclinación orbital parece ser consistentemente plana (es decir, consistente con el resto del Sistema Solar) pasada una distancia de aproximadamente 50 UA - pero los cambios entre una distancia de 50 y 80 UA .
Como indicó Volk, existe la posibilidad de que esta distorsión pueda ser el resultado de una suerte estadística. Pero al final, sus cálculos indicaron que esto es altamente improbable, y que el comportamiento de las KBO distantes es consistente con la existencia de una influencia gravitacional aún no vista:
"Pero al ir más allá de 50 a 80 UA, encontramos que el plano promedio realmente se distorsiona del plano invariable. Hay una gama de incertidumbres para la urdimbre medida, pero no hay más de 1 o 2 por ciento de probabilidad de que esta urdimbre es simplemente un golpe estadístico de la limitada muestra observacional de KBOs ... Las KBO distantes observadas se concentran en un anillo de aproximadamente 30 AU Y sentiría la gravedad de un objeto de masa planetaria a lo largo del tiempo, por lo que hipotetizar una masa planetaria para causar la deformación observada no es irrazonable a través de esa distancia ".
Impresión del artista del planeta nueve, bloqueando hacia fuera la vía láctea. El Sol está en la distancia, con la órbita de Neptuno mostrada como un anillo. Crédito de la imagen: ESO/Tomruen/nagualdesign
Otra posibilidad es que otro objeto enteramente podría haber alterado el plano del Cinturón de Kuiper externo -- por ejemplo, una estrella que pasó a través del Sistema Solar exterior. Pero como explicó Malhotra, esta explicación también es muy improbable, ya que cualquier perturbación causada por una estrella que pasa no sería más que temporal y se habría manifestado de manera diferente.
"Una estrella pasajera dibujaría todas las" tapas giratorias "en una dirección," él dijo. "Una vez que la estrella se haya ido, todos los KBOs volverán a a precesión alrededor de su plano anterior. Eso habría requerido un pasaje extremadamente cercano a las 100 UA, y la urdimbre se borraría dentro de 10 millones de años, por lo que no consideramos este un escenario probable ".
Por otra parte, la inclinación de estos objetos no podía atribuirse a la existencia del Planeta 9, cuya existencia también se ha sugerido sobre la base de la extrema excentricidad de ciertas poblaciones de KBOs. En comparación con este planeta de tamaño de Marte que se cree que orbita a 60 UA del Sol, se predice que el Planeta 9 es mucho más masivo (alrededor de 10 masas terrestres) y se cree que orbita a una distancia de 500 a 700 UA.
Naturalmente, uno tiene que preguntarse por qué este cuerpo de masa planetaria aún no se ha encontrado. Según Volk y Malhotra, la razón tiene que ver con el hecho de que los astrónomos todavía no han buscado en todo el cielo distantes para los objetos del Sistema Solar. Más allá de eso, también hay la posición probable del objeto (dentro del plano galáctico), que está tan densamente lleno de estrellas que las estudios tendrían dificultades para detectarlo.
Sin embargo, con la construcción de instrumentos como el Telescopio de Encuesta Sinóptica Grande (LSST, por sus siglas en inglés) en Chile casi completo, las oportunidades de detectarlo podrían llegar más pronto que tarde. Este telescopio reflector de amplio campo que refleja el telescopio, que es dirigido por un consorcio que incluye a la Universidad de Arizona, se espera que proporcione algunas de las vistas más profundas y más amplias del Universo hasta la fecha (que comenzará en 2020).
Mientras tanto, y en respuesta a cualquier posible controversia con respecto al llamado "Debate del Planeta", vale la pena señalar que este cuerpo (si existe) se refiere actualmente como "objeto de masa planetaria". Esto se debe a que, por definición, un cuerpo necesita haber despejado su órbita para poder ser llamado un planeta. Lo que es más, el estudio no descarta la posibilidad de que la deformación podría ser el resultado de más de un objeto de masa planetaria en la zona.
Por lo tanto, sería prematuro afirmar que los astrónomos --ya que aún no han confirmado la existencia del Planeta 9-- están hablando ahora de la existencia de un posible "Planeta 10". En los próximos años, más noticias e información estará disponible, lo que esperamos nos ayude a poner el debate en reposo y de acuerdo en cuántos planetas andan rodando por ahí!
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