Tras el descubrimiento del planeta Neptuno en 1846, hubo considerables especulaciones sobre la posibilidad de que existiera otro planeta más allá de su órbita. La búsqueda comenzó a mediados del siglo XIX y continuó a principios del XX con la búsqueda del Planeta X por parte de Percival Lowell. Lowell propuso la hipótesis del Planeta X para explicar las aparentes discrepancias en las órbitas de los planetas gigantes, particularmente Urano y Neptuno. [1] especulando que la gravedad de un gran noveno planeta invisible podría haber perturbado a Urano lo suficiente como para explicar las irregularidades. [2]
El descubrimiento de Plutón por Clyde Tombaugh en 1930 pareció validar la hipótesis de Lowell, y Plutón fue nombrado oficialmente el noveno planeta. En 1978, se determinó de manera concluyente que Plutón era demasiado pequeño para que su gravedad afectara a los planetas gigantes, lo que dio lugar a una breve búsqueda de un décimo planeta. La búsqueda fue abandonada en gran medida a principios de la década de 1990, cuando un estudio de las mediciones realizadas por la nave espacial Voyager 2 descubrió que las irregularidades observadas en la órbita de Urano se debían a una ligera sobreestimación de la masa de Neptuno. [3] Después de 1992, el descubrimiento de numerosos pequeños objetos helados con órbitas similares o incluso más anchas que Plutón llevó a un debate sobre si Plutón debería seguir siendo un planeta o si él y sus vecinos deberían, como los asteroides , recibir su propia órbita separada. clasificación. Aunque varios de los miembros más grandes de este grupo fueron descritos inicialmente como planetas, en 2006 la Unión Astronómica Internacional (IAU) reclasificó a Plutón y sus vecinos más grandes como planetas enanos , dejando a Neptuno como el planeta más lejano conocido en el Sistema Solar . [4]
Si bien la comunidad astronómica está ampliamente de acuerdo en que el Planeta X, tal como se concibió originalmente, no existe, varios astrónomos han revivido el concepto de un planeta aún no observado para explicar otras anomalías observadas en el Sistema Solar exterior. [5] En marzo de 2014, las observaciones con el telescopio WISE han descartado la posibilidad de que haya un objeto del tamaño de Saturno (95 masas terrestres) hasta 10.000 AU , y un objeto del tamaño de Júpiter (≈318 masas terrestres) o más grande hasta 26.000 UA. [6]
En 2014, basándose en las similitudes de las órbitas de un grupo de objetos transneptunianos extremos recientemente descubiertos , los astrónomos plantearon la hipótesis de la existencia de una súper Tierra o planeta gigante de hielo, de 2 a 15 veces la masa de la Tierra y más allá de 200 UA con posiblemente una órbita muy inclinada a unas 1.500 AU. [7] En 2016, trabajos adicionales mostraron que es probable que este planeta distante desconocido se encuentre en una órbita inclinada y excéntrica que no se acerca a unas 200 AU ni se aleja más de unas 1200 AU del Sol. Se predice que la órbita estará antialineada con respecto a los objetos transneptunianos extremos agrupados. [8] Debido a que la IAU ya no considera a Plutón como un planeta, este nuevo objeto hipotético ha pasado a ser conocido como Planeta Nueve . [9]
En la década de 1840, el matemático francés Urbain Le Verrier utilizó la mecánica newtoniana para analizar las perturbaciones en la órbita de Urano y planteó la hipótesis de que eran causadas por la atracción gravitacional de un planeta aún no descubierto. Le Verrier predijo la posición de este nuevo planeta y envió sus cálculos al astrónomo alemán Johann Gottfried Galle . El 23 de septiembre de 1846, la noche siguiente a la recepción de la carta, Galle y su alumno Heinrich d'Arrest descubrieron Neptuno, exactamente donde Le Verrier había predicho. [10] Quedaban algunas ligeras discrepancias en las órbitas de los planetas gigantes . Estos fueron tomados para indicar la existencia de otro planeta más orbitando más allá de Neptuno.
Incluso antes del descubrimiento de Neptuno, algunos especulaban que un planeta por sí solo no era suficiente para explicar la discrepancia. El 17 de noviembre de 1834, el astrónomo aficionado británico, el reverendo Thomas John Hussey, informó a George Biddell Airy , el astrónomo real británico, de una conversación que había tenido con el astrónomo francés Alexis Bouvard . Hussey informó que cuando le sugirió a Bouvard que el movimiento inusual de Urano podría deberse a la influencia gravitacional de un planeta no descubierto, Bouvard respondió que se le había ocurrido la idea y que había mantenido correspondencia con Peter Andreas Hansen , director del Seeberg. Observatorio de Gotha , sobre el tema. La opinión de Hansen era que un solo cuerpo no podía explicar adecuadamente el movimiento de Urano y postuló que había dos planetas más allá de Urano. [11]
En 1848, Jacques Babinet planteó una objeción a los cálculos de Le Verrier, alegando que la masa observada de Neptuno era más pequeña y su órbita más grande de lo que Le Verrier había predicho inicialmente. Postuló, basándose en gran medida en una simple resta de los cálculos de Le Verrier, que otro planeta de aproximadamente 12 masas terrestres, al que llamó "Hyperion", debe existir más allá de Neptuno. [11] Le Verrier denunció la hipótesis de Babinet, diciendo: "[No hay] absolutamente nada mediante el cual se pueda determinar la posición de otro planeta, salvo hipótesis en las que la imaginación juega un papel demasiado importante". [11]
En 1850, James Ferguson , astrónomo asistente del Observatorio Naval de los Estados Unidos , notó que había "perdido" una estrella que había observado, GR1719k, que según el teniente Matthew Maury, superintendente del Observatorio, era evidencia de que debía ser una nueva. planeta. Las búsquedas posteriores no lograron recuperar el "planeta" en una posición diferente, y en 1878, CHF Peters , director del Observatorio del Hamilton College de Nueva York , demostró que la estrella en realidad no había desaparecido, y que los resultados anteriores se habían debido a error humano. [11]
En 1879, Camille Flammarion observó que los cometas 1862 III y 1889 III tenían afelios de 47 y 49 UA , respectivamente, sugiriendo que podrían marcar el radio orbital de un planeta desconocido que los había arrastrado a una órbita elíptica. [11] El astrónomo George Forbes concluyó, basándose en esta evidencia, que deben existir dos planetas más allá de Neptuno. Basándose en el hecho de que cuatro cometas poseían afelios a aproximadamente 100 UA y otros seis con afelios agrupados a aproximadamente 300 UA, calculó los elementos orbitales de un par de hipotéticos planetas transneptunianos. Estos elementos concordaban sugestivamente con los elaborados de forma independiente por otro astrónomo llamado David Peck Todd , sugiriendo a muchos que podrían ser válidos. [11] Sin embargo, los escépticos argumentaron que las órbitas de los cometas involucrados aún eran demasiado inciertas para producir resultados significativos. [11] Algunos han considerado la hipótesis de Forbes como un precursor del Planeta Nueve . [12]
En 1900 y 1901, el director del Observatorio de la Universidad de Harvard, William Henry Pickering, dirigió dos búsquedas de planetas transneptunianos. La primera fue iniciada por el astrónomo danés Hans Emil Lau quien, después de estudiar los datos sobre la órbita de Urano entre 1690 y 1895, concluyó que un planeta transneptuniano por sí solo no podía explicar las discrepancias en su órbita y postuló las posiciones de dos planetas que él creía eran los responsables. El segundo se lanzó cuando Gabriel Dallet sugirió que un solo planeta transneptuniano situado a 47 UA podría explicar el movimiento de Urano. Pickering acordó examinar las placas en busca de planetas sospechosos. En ninguno de los casos se encontró ninguno. [11]
En 1902, tras observar las órbitas de cometas con afelia más allá de Neptuno, Theodor Grigull de Münster , Alemania proclamó la existencia de un planeta del tamaño de Urano a 50 UA con un período de 360 años, al que denominó Hades, cotejando con las desviaciones en la órbita de Urano. En 1921, Grigull revisó su período orbital a 310-330 años, para adaptarse mejor a las desviaciones observadas. [13]
En 1909, Thomas Jefferson Jackson See , un astrónomo con reputación de egocéntrico contrario, opinó que "ciertamente hay uno, muy probablemente dos y posiblemente tres planetas más allá de Neptuno". [14] Nombrando tentativamente al primer planeta "Oceanus", colocó sus distancias respectivas en 42, 56 y 72 AU del Sol. No dio ninguna indicación sobre cómo determinó su existencia y no se realizaron búsquedas conocidas para localizarlos. [14]
En 1911, el astrónomo indio Venkatesh P. Ketakar sugirió la existencia de dos planetas transneptunianos, a los que nombró en honor de los dioses hindúes Brahma y Vishnu , reelaborando los patrones observados por Pierre-Simon Laplace en los satélites planetarios de Júpiter y aplicándolos a los planetas exteriores. [15] Las tres lunas galileanas interiores de Júpiter, Io , Europa y Ganímedes , están encerradas en una complicada resonancia 1:2:4 llamada resonancia de Laplace . [16] Ketakar sugirió que Urano, Neptuno y sus hipotéticos planetas transneptunianos también estaban atrapados en resonancias similares a las de Laplace. Esto es incorrecto; Urano y Neptuno, aunque se encuentran en una resonancia cercana a 2:1, no están en plena resonancia. [17] Sus cálculos predijeron una distancia media para Brahma de 38,95 AU y un período orbital de 242,28 años terrestres (resonancia 3:4 con Neptuno). Cuando Plutón fue descubierto 19 años después, su distancia media de 39,48 AU y su período orbital de 248 años terrestres estaban cerca de la predicción de Ketakar (de hecho, Plutón tiene una resonancia de 2:3 con Neptuno ). Ketakar no hizo predicciones para los elementos orbitales aparte de la distancia media y el período. No está claro cómo llegó Ketakar a estas cifras, y su segundo planeta, Vishnu, nunca fue localizado. [15]
En 1894, con la ayuda de William Pickering, Percival Lowell (un bostoniano rico) fundó el Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona . En 1906, convencido de que podía resolver el enigma de la órbita de Urano, inició un extenso proyecto para buscar un planeta transneptuniano, [18] al que denominó Planeta X , nombre utilizado anteriormente por Gabriel Dallet. [11] La X en el nombre representa una incógnita y se pronuncia como la letra, a diferencia del número romano para 10 (en ese momento, el Planeta X habría sido el noveno planeta). La esperanza de Lowell al rastrear el Planeta X era establecer su credibilidad científica, que se le había escapado debido a su creencia ampliamente ridiculizada de que las características similares a canales visibles en la superficie de Marte eran canales construidos por una civilización inteligente . [19]
La primera búsqueda de Lowell se centró en la eclíptica , el plano comprendido por el zodíaco donde se encuentran los demás planetas del Sistema Solar. Utilizando una cámara fotográfica de 5 pulgadas, examinó manualmente con una lupa más de 200 exposiciones de tres horas y no encontró ningún planeta. En ese momento Plutón estaba demasiado por encima de la eclíptica para ser fotografiado por el estudio. [18] Después de revisar las posibles ubicaciones predichas, Lowell llevó a cabo una segunda búsqueda entre 1914 y 1916. [18] En 1915, publicó su Memoria de un planeta transneptuniano , en la que concluyó que el Planeta X tenía una masa aproximadamente siete veces mayor. la de la Tierra, aproximadamente la mitad que la de Neptuno [20] , y una distancia media del Sol de 43 AU. Supuso que el Planeta X sería un objeto grande, de baja densidad y con un albedo elevado , como los planetas gigantes. Como resultado, mostraría un disco con un diámetro de aproximadamente un segundo de arco y una magnitud aparente entre 12 y 13, lo suficientemente brillante como para ser detectado. [18] [21]
Por otra parte, en 1908, Pickering anunció que, analizando las irregularidades en la órbita de Urano, había encontrado pruebas de la existencia de un noveno planeta. Su hipotético planeta, al que denominó "Planeta O" (porque venía después de "N", es decir, Neptuno), [22] poseía un radio orbital medio de 51,9 AU y un período orbital de 373,5 años. [11] Las placas tomadas en su observatorio en Arequipa , Perú, no mostraron evidencia del planeta predicho, y el astrónomo británico PH Cowell demostró que las irregularidades observadas en la órbita de Urano prácticamente desaparecieron una vez que se tuvo en cuenta el desplazamiento de longitud del planeta. [11] El propio Lowell, a pesar de su estrecha asociación con Pickering, descartó al Planeta O de plano, diciendo: "Este planeta se designa muy apropiadamente como "O", [porque] no es nada en absoluto". [23] Sin que Pickering lo supiera, cuatro de las placas fotográficas tomadas en la búsqueda del "Planeta O" por los astrónomos del Observatorio Mount Wilson en 1919 capturaron imágenes de Plutón , aunque esto sólo fue reconocido años después. [24] Pickering continuó sugiriendo muchos otros posibles planetas transneptunianos hasta el año 1932, a los que llamó P , Q , R , S , T y U ; nunca se detectó ninguno. [15]
La repentina muerte de Lowell en 1916 detuvo temporalmente la búsqueda del Planeta X. No poder encontrar el planeta, según un amigo, "prácticamente lo mató". [25] La viuda de Lowell, Constance, participó en una batalla legal con el observatorio sobre el legado de Lowell que detuvo la búsqueda del Planeta X durante varios años. [26] En 1925, el observatorio obtuvo discos de vidrio para un nuevo telescopio de campo amplio de 13 pulgadas (33 cm) para continuar la búsqueda, construido con fondos de Abbott Lawrence Lowell , [27] hermano de Percival. [18] En 1929, el director del observatorio, Vesto Melvin Slipher , entregó sumariamente el trabajo de localizar el planeta a Clyde Tombaugh , un granjero de Kansas de 22 años que acababa de llegar al Observatorio Lowell después de que Slipher quedara impresionado por un muestra de sus dibujos astronómicos. [26]
La tarea de Tombaugh consistía en capturar sistemáticamente secciones del cielo nocturno en pares de imágenes. Cada imagen de un par se tomó con dos semanas de diferencia. Luego colocó ambas imágenes de cada sección en una máquina llamada comparador de parpadeo , que al intercambiar imágenes creó rápidamente una ilusión de lapso de tiempo del movimiento de cualquier cuerpo planetario. Para reducir las posibilidades de que un objeto que se mueve más rápido (y por lo tanto más cercano) sea confundido con el nuevo planeta, Tombaugh tomó imágenes de cada región cerca de su punto de oposición, a 180 grados del Sol, donde el aparente movimiento retrógrado de los objetos más allá de la órbita de la Tierra está en su punto máximo. más fuerte. También tomó una tercera imagen como control para eliminar cualquier resultado falso causado por defectos en una placa individual. Tombaugh decidió visualizar todo el zodíaco, en lugar de centrarse en las regiones sugeridas por Lowell. [18]
A principios de 1930, la búsqueda de Tombaugh había llegado a la constelación de Géminis. El 18 de febrero de 1930, después de buscar durante casi un año y examinar casi 2 millones de estrellas, Tombaugh descubrió un objeto en movimiento en placas fotográficas tomadas el 23 y 29 de enero de ese año. [28] Una fotografía de menor calidad tomada el 21 de enero confirmó el movimiento. [26] Tras la confirmación, Tombaugh entró en la oficina de Slipher y declaró: "Doctor Slipher, he encontrado su Planeta X". [26] El objeto se encontraba a sólo seis grados de una de las dos ubicaciones para el Planeta X que Lowell había sugerido; así parecía que por fin había sido reivindicado. [26] Después de que el observatorio obtuvo más fotografías confirmatorias, la noticia del descubrimiento fue telegrafiada al Observatorio de la Universidad de Harvard el 13 de marzo de 1930. El nuevo objeto fue posteriormente descubierto en fotografías que datan del 19 de marzo de 1915. [24] La decisión de nombrar El objeto Plutón estaba destinado en parte a honrar a Percival Lowell, ya que sus iniciales formaban las dos primeras letras de la palabra. [29] Después de descubrir Plutón, Tombaugh continuó buscando en la eclíptica otros objetos distantes. Encontró cientos de estrellas variables y asteroides , así como dos cometas , pero ningún otro planeta. [30]
Para decepción y sorpresa del observatorio, Plutón no mostró ningún disco visible; apareció como un punto, no diferente de una estrella y, con sólo magnitud 15, era seis veces más tenue de lo que Lowell había predicho, lo que significaba que era muy pequeña o muy oscura. [18] Debido a las predicciones de Lowell, los astrónomos pensaron que Plutón sería lo suficientemente masivo como para perturbar los planetas. Esto los llevó a suponer que su albedo podría ser no inferior a 0,07 (lo que significa que, como mínimo, reflejaría el 7% de la luz que lo incide), lo que habría hecho a Plutón tan oscuro como el asfalto y similar en reflectividad a el planeta menos reflectante, que es Mercurio . [1] Esto le habría dado a Plutón una masa estimada de no más del 70% de la de la Tierra. [1] Las observaciones también revelaron que la órbita de Plutón era muy elíptica, mucho más que la de cualquier otro planeta. [31]
Casi de inmediato, algunos astrónomos cuestionaron el estatus de Plutón como planeta. Apenas un mes después de que se anunciara su descubrimiento, el 14 de abril de 1930, en un artículo en The New York Times , Armin O. Leuschner sugirió que la oscuridad de Plutón y su alta excentricidad orbital lo hacían más similar a un asteroide o cometa: "El resultado de Lowell confirma la posible alta excentricidad anunciada por nosotros el 5 de abril. Entre las posibilidades se encuentra un gran asteroide muy perturbado en su órbita por un acercamiento cercano a un planeta importante como Júpiter, o puede ser uno de los muchos objetos planetarios de período largo que aún no se han detectado. descubierto, o un objeto cometario brillante." [31] [32] En ese mismo artículo, el director del Observatorio de Harvard , Harlow Shapley , escribió que Plutón era un "miembro del Sistema Solar no comparable con los asteroides y cometas conocidos, y quizás de mayor importancia para la cosmogonía de lo que sería otro planeta importante más allá de Neptuno". ". [32] En 1931, después de examinar la estructura de los residuos de la longitud de Urano utilizando una fórmula trigonométrica, Ernest W. Brown afirmó (de acuerdo con EC Bower) que las supuestas irregularidades en la órbita de Urano no podían deberse a la gravedad. efecto de un planeta más distante y, por tanto, que la supuesta predicción de Lowell fue "puramente accidental". [33]
A lo largo de mediados del siglo XX, las estimaciones de la masa de Plutón fueron revisadas a la baja. En 1931, Nicholson y Mayall calcularon su masa, basándose en su supuesto efecto sobre los planetas gigantes, aproximadamente como la de la Tierra; [34] un valor algo acorde con la masa terrestre de 0,91 calculada en 1942 por Lloyd R. Wylie en el Observatorio Naval de Estados Unidos , utilizando las mismas suposiciones. [35] En 1949, las mediciones de Gerard Kuiper del diámetro de Plutón con el telescopio de 200 pulgadas del Observatorio Monte Palomar lo llevaron a la conclusión de que su tamaño estaba a medio camino entre Mercurio y Marte y que su masa era probablemente de aproximadamente 0,1 masa terrestre. . [36]
En 1973, basándose en las similitudes en la periodicidad y amplitud de la variación del brillo con Tritón , Dennis Rawlins conjeturó que la masa de Plutón debía ser similar a la de Tritón. En retrospectiva, resulta que la conjetura era correcta; los astrónomos Walter Baade y EC Bower lo habían argumentado ya en 1934. [37] Sin embargo, debido a que entonces se creía que la masa de Tritón era aproximadamente el 2,5% del sistema Tierra-Luna (más de diez veces su valor real), la determinación de Rawlins porque la masa de Plutón era igualmente incorrecta. Sin embargo, era un valor lo suficientemente exiguo como para concluir que Plutón no era el Planeta X. [38] En 1976, Dale Cruikshank, Carl Pilcher y David Morrison de la Universidad de Hawaii analizaron los espectros de la superficie de Plutón y determinaron que debía contener hielo de metano . , que es muy reflectante. Esto significaba que Plutón, lejos de ser oscuro, era en realidad excepcionalmente brillante y, por lo tanto, probablemente no tenía más de 1/100 de la masa de la Tierra. [39] [40]
El tamaño de Plutón finalmente se determinó de manera concluyente en 1978, cuando el astrónomo estadounidense James W. Christy descubrió su luna Caronte . Esto le permitió, junto con Robert Sutton Harrington del Observatorio Naval de Estados Unidos, medir la masa del sistema Plutón-Caronte directamente observando el movimiento orbital de la Luna alrededor de Plutón. [41] Determinaron que la masa de Plutón era 1,31×10 22 kg; aproximadamente una quinientas parte del de la Tierra o un sexto del de la Luna, y demasiado pequeño para explicar las discrepancias observadas en las órbitas de los planetas exteriores. La predicción de Lowell había sido una coincidencia: si existía un Planeta X, no era Plutón. [43]
Después de 1978, varios astrónomos continuaron la búsqueda del Planeta X de Lowell, convencidos de que, como Plutón ya no era un candidato viable, un décimo planeta invisible debía haber estado perturbando a los planetas exteriores. [44]
En las décadas de 1980 y 1990, Robert Harrington dirigió una búsqueda para determinar la causa real de las aparentes irregularidades. [44] Calculó que cualquier Planeta X estaría aproximadamente a tres veces la distancia de Neptuno al Sol; su órbita sería muy excéntrica y fuertemente inclinada hacia la eclíptica; la órbita del planeta estaría aproximadamente en un ángulo de 32 grados con respecto al plano orbital de los otros planetas conocidos. [45] Esta hipótesis tuvo una recepción mixta. El destacado escéptico del Planeta X, Brian G. Marsden, del Minor Planet Center, señaló que estas discrepancias eran una centésima parte del tamaño de las notadas por Le Verrier, y fácilmente podrían deberse a un error de observación. [46]
En 1972, Joseph Brady del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore estudió las irregularidades en el movimiento del cometa Halley . Brady afirmó que podrían haber sido causados por un planeta del tamaño de Júpiter más allá de Neptuno, a 59 UA, que se encuentra en una órbita retrógrada alrededor del Sol. [47] Sin embargo, tanto Marsden como el proponente del Planeta X, P. Kenneth Seidelmann, atacaron la hipótesis, mostrando que el cometa Halley expulsa aleatoria e irregularmente chorros de material, provocando cambios en su propia trayectoria orbital, y que un objeto tan masivo como el Planeta X de Brady han afectado gravemente las órbitas de los planetas exteriores conocidos. [48]
Aunque su misión no implicaba la búsqueda del Planeta X, el observatorio espacial IRAS apareció brevemente en los titulares en 1983 debido a un "objeto desconocido" que al principio se describió como "posiblemente tan grande como el planeta gigante Júpiter y posiblemente tan cerca de la Tierra que sería parte de este Sistema Solar". [49] Un análisis más detallado reveló que de varios objetos no identificados, nueve eran galaxias distantes y el décimo era " cirros interestelares "; No se encontró que ninguno fuera cuerpo del Sistema Solar. [50]
En 1988, AA Jackson y RM Killen estudiaron la estabilidad de la resonancia de Plutón con Neptuno colocando "Planetas X" de prueba con distintas masas y a distintas distancias de Plutón. Las órbitas de Plutón y Neptuno están en resonancia 3:2, lo que evita su colisión o incluso cualquier acercamiento, independientemente de su separación en el eje z . Se descubrió que la masa del objeto hipotético tenía que exceder las 5 masas terrestres para romper la resonancia, y el espacio de parámetros es bastante grande y una gran variedad de objetos podrían haber existido más allá de Plutón sin perturbar la resonancia. Se han integrado cuatro órbitas de prueba de un planeta transplutoniano durante cuatro millones de años para determinar los efectos de un cuerpo de este tipo sobre la estabilidad de la resonancia Neptuno-Plutón 3:2. Los planetas más allá de Plutón con masas de 0,1 y 1,0 masas terrestres en órbitas de 48,3 y 75,5 AU, respectivamente, no perturban la resonancia 3:2. Los planetas de prueba de 5 masas terrestres con semiejes mayores de 52,5 y 62,5 UA interrumpen la libración de cuatro millones de años del argumento del perihelio de Plutón. [51]
Harrington murió en enero de 1993, sin haber encontrado el Planeta X. [52] Seis meses antes, E. Myles Standish había utilizado datos del sobrevuelo de Neptuno de la Voyager 2 en 1989, que había revisado la masa total del planeta a la baja en un 0,5%, una cantidad comparable a la masa de Marte [52] —para recalcular su efecto gravitacional sobre Urano. [53] Cuando la masa recién determinada de Neptuno se utilizó en las Efemérides de Desarrollo del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL DE), las supuestas discrepancias en la órbita de Urano, y con ellas la necesidad de un Planeta X, desaparecieron. [3] No hay discrepancias en las trayectorias de ninguna sonda espacial como Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 y Voyager 2 que puedan atribuirse a la atracción gravitacional de un gran objeto no descubierto en el Sistema Solar exterior. [54] Hoy en día, la mayoría de los astrónomos están de acuerdo en que el Planeta X, tal como lo definió Lowell, no existe. [55]
Después del descubrimiento de Plutón y Caronte, no se encontraron más objetos transneptunianos (TNO) hasta 15760 Albion en 1992. [56] Desde entonces, se han descubierto miles de objetos de este tipo. La mayoría ahora se reconocen como parte del cinturón de Kuiper , un enjambre de cuerpos helados que quedaron de la formación del Sistema Solar y que orbitan cerca del plano de la eclíptica, justo más allá de Neptuno. Aunque ninguno era tan grande como Plutón, algunos de estos distantes objetos transneptunianos, como Sedna , fueron inicialmente descritos en los medios como "nuevos planetas". [57]
En 2005, el astrónomo Mike Brown y su equipo anunciaron el descubrimiento de 2003 UB 313 (más tarde llamado Eris en honor a la diosa griega de la discordia y la lucha), un objeto transneptuniano que entonces se pensaba que era apenas más grande que Plutón. [58] Poco después, un comunicado de prensa del Jet Propulsion Laboratory de la NASA describió el objeto como el "décimo planeta". [59]
Eris nunca fue clasificado oficialmente como planeta, y la definición de planeta de 2006 definió tanto a Eris como a Plutón no como planetas sino como planetas enanos porque no han despejado sus vecindarios . [4] No orbitan alrededor del Sol solos, sino como parte de una población de objetos de tamaño similar. Ahora se reconoce que Plutón es miembro del cinturón de Kuiper y el planeta enano más grande, más grande que el más masivo Eris.
Varios astrónomos, en particular Alan Stern , jefe de la misión New Horizons de la NASA a Plutón, sostienen que la definición de la IAU es errónea y que Plutón y Eris, y todos los grandes objetos transneptunianos, como Makemake , Sedna , Quaoar , Gonggong y Haumea deben considerarse planetas por derecho propio. [60] Sin embargo, el descubrimiento de Eris no rehabilitó la teoría del Planeta X porque es demasiado pequeño para tener efectos significativos en las órbitas de los planetas exteriores. [61]
Aunque la mayoría de los astrónomos aceptan que el Planeta X de Lowell no existe, algunos han revivido la idea de que un gran planeta invisible podría crear efectos gravitacionales observables en el Sistema Solar exterior. Estos objetos hipotéticos suelen denominarse "Planeta X", aunque la concepción de estos objetos puede diferir considerablemente de la propuesta por Lowell. [62] [63]
Cuando se descubrió Sedna , su órbita extrema generó dudas sobre su origen. Su perihelio es tan distante (aproximadamente 76 AU (11,4 mil millones de kilómetros; 7,1 mil millones de millas)) que ningún mecanismo observado actualmente puede explicar la excéntrica órbita distante de Sedna. Está demasiado lejos de los planetas para haber sido afectado por la gravedad de Neptuno o de otros planetas gigantes y demasiado unido al Sol para ser afectado por fuerzas externas como las mareas galácticas . Las hipótesis para explicar su órbita incluyen que fue afectado por una estrella que pasaba, que fue capturado de otro sistema planetario o que fue arrastrado a su posición actual por un planeta transneptuniano. [64] La solución más obvia para determinar la órbita peculiar de Sedna sería localizar una serie de objetos en una región similar, cuyas diversas configuraciones orbitales proporcionarían una indicación sobre su historia. Si Sedna hubiera sido arrastrado a su órbita por un planeta transneptuniano, cualquier otro objeto encontrado en su región tendría un perihelio similar al de Sedna (alrededor de 80 AU (12 mil millones de kilómetros; 7,4 mil millones de millas)). [sesenta y cinco]
En 2008, Tadashi Mukai y Patryk Sofia Lykawka sugirieron un planeta distante del tamaño de Marte o la Tierra, actualmente en una órbita muy excéntrica entre 100 y200 UA y un período orbital de 1000 años con una inclinación de 20° a 40°, fue responsable de la estructura del cinturón de Kuiper. Propusieron que las perturbaciones de este planeta excitaban las excentricidades e inclinaciones de los objetos transneptunianos , truncaban el disco planetesimal a 48 UA y separaban las órbitas de objetos como Sedna de Neptuno. Durante la migración de Neptuno, se postula que este planeta fue capturado en una resonancia externa de Neptuno y evolucionó a una órbita de perihelio más alta debido al mecanismo de Kozai que dejó a los objetos transneptunianos restantes en órbitas estables. [66] [67] [68]
En 2012, Rodney Gomes modeló las órbitas de 92 objetos del cinturón de Kuiper y descubrió que seis de esas órbitas eran mucho más alargadas de lo que predijo el modelo. Concluyó que la explicación más simple era la atracción gravitacional de un compañero planetario distante, como un objeto del tamaño de Neptuno a 1.500 UA. Este objeto del tamaño de Neptuno haría oscilar el perihelio de objetos con semiejes mayores de más de 300 AU, llevándolos a órbitas de cruce de planetas como las de (308933) 2006 SQ 372 y (87269) 2000 OO 67 o órbitas separadas como La de Sedna. [69]
En 2014, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de 2012 VP 113 , un gran objeto con una órbita similar a la de Sedna de 4.200 años y un perihelio de aproximadamente 80 UA, [7] lo que los llevó a sugerir que ofrecía evidencia de un potencial transneptuniano. planeta. [70] Trujillo y Sheppard argumentaron que la agrupación orbital de los argumentos del perihelio para 2012 VP 113 y otros TNO extremadamente distantes sugiere la existencia de una " supertierra " de entre 2 y 15 masas terrestres más allá de 200 AU y posiblemente en una órbita inclinada. a 1.500 UA. [7]
En 2014, astrónomos de la Universidad Complutense de Madrid sugirieron que los datos disponibles en realidad indican más de un planeta transneptuniano; [71] trabajos posteriores sugieren además que la evidencia es lo suficientemente sólida, pero en lugar de estar conectada con Ω y ω, los semiejes mayores y las distancias nodales podrían ser las señales. [72] [73] Trabajos adicionales basados en órbitas mejoradas de 39 objetos todavía indican que más de un perturbador podría estar presente y que uno de ellos podría orbitar el Sol a 300-400 AU. [74]
El 20 de enero de 2016, Brown y Konstantin Batygin publicaron un artículo que corrobora los hallazgos iniciales de Trujillo y Sheppard; proponiendo una súper Tierra (apodada Planeta Nueve ) basada en una agrupación estadística de los argumentos del perihelio (anotado antes) cerca de cero y también de los nodos ascendentes cerca de 113° de seis objetos transneptunianos distantes . Estimaron que tenía diez veces la masa de la Tierra (aproximadamente el 60% de la masa de Neptuno) con un semieje mayor de aproximadamente 400-1500 AU . [8] [75] [76]
Incluso sin evidencia gravitacional, Mike Brown, el descubridor de Sedna, ha argumentado que la órbita de 12.000 años de Sedna significa que la probabilidad por sí sola sugiere que existe un objeto del tamaño de la Tierra más allá de Neptuno. La órbita de Sedna es tan excéntrica que pasa sólo una pequeña fracción de su período orbital cerca del Sol, donde puede observarse fácilmente. Esto significa que, a menos que su descubrimiento haya sido un extraño accidente, probablemente haya una población sustancial de objetos de aproximadamente el diámetro de Sedna aún por observar en su región orbital. [77] Mike Brown señaló que
Sedna tiene aproximadamente tres cuartas partes del tamaño de Plutón. Si hay sesenta objetos de tres cuartos del tamaño de Plutón [ahí afuera], entonces probablemente haya cuarenta objetos del tamaño de Plutón... Si hay cuarenta objetos del tamaño de Plutón, entonces probablemente haya diez que sean el doble del tamaño de Plutón. Plutón. Probablemente hay tres o cuatro que son tres veces el tamaño de Plutón, y el más grande de estos objetos... es probablemente del tamaño de Marte o el tamaño de la Tierra. [78] [79] [80]
Sin embargo, Brown señala que, aunque podría aproximarse o superar el tamaño de la Tierra, si se encontrara tal objeto, seguiría siendo un "planeta enano" según la definición actual, porque no habría limpiado suficientemente su vecindad. [78]
Además, las especulaciones sobre un posible planeta transneptuniano han girado en torno al llamado " acantilado de Kuiper ". El cinturón de Kuiper termina repentinamente a una distancia de 48 AU (7,2 mil millones de kilómetros; 4,5 mil millones de millas) del Sol. Brunini y Melita han especulado que esta caída repentina puede atribuirse a la presencia de un objeto con una masa entre las de Marte y la Tierra ubicada más allá de las 48 UA. [81]
La presencia de un objeto con una masa similar a la de Marte en una órbita circular a 60 AU (9,0 mil millones de kilómetros; 5,6 mil millones de millas) conduce a una población de objetos transneptunianos incompatible con las observaciones. Por ejemplo, agotaría gravemente la población de plutinos . [82] Los astrónomos no han excluido la posibilidad de que un objeto con una masa similar a la de la Tierra se encuentre a más de 100 AU (15 mil millones de kilómetros; 9,3 mil millones de millas) con una órbita excéntrica e inclinada. Simulaciones por computadora realizadas por Patryk Lykawka de la Universidad de Kobe han sugerido que un objeto con una masa entre 0,3~0,7 M E , expulsado por Neptuno temprano en la formación del Sistema Solar y actualmente en una órbita alargada entre 101 y 200 AU (15,1 y 29,9 mil millones de km ; 9,4 y 18,6 mil millones de millas) del Sol, podría explicar el acantilado de Kuiper y los peculiares objetos desprendidos como Sedna y 2012 VP 113 . [82]
Aunque algunos astrónomos, como Renu Malhotra y David Jewitt, han apoyado cautelosamente estas afirmaciones, otros, como Alessandro Morbidelli, las han descartado como "artificiales". [63] Malhotra y Volk (2017) [83] argumentaron que una variación inesperada en la inclinación de los KBO más allá del acantilado a 50 AU (7,5 mil millones de km; 4,6 mil millones de millas) proporcionó evidencia de un posible planeta del tamaño de Marte, posiblemente hasta 2,4 M E , que reside en el borde del Sistema Solar, al que muchas fuentes de noticias comenzaron a referirse como "Planeta Diez". [84] [83] [85] [86] Poco después de su propuesta, Lorenzo Iorio demostró que los datos de medición de Cassini no pueden descartar la existencia del hipotético planeta . [87]
A partir de 2018, varios estudios han descubierto múltiples objetos ubicados más allá del acantilado de Kuiper. Algunos de estos nuevos descubrimientos están cerca de la heliopausa (120 AU) o mucho más allá ( 2018 VG 18 , 2018 AG 37 , 2020 BE 102 , 2020 MK 53 ). Un análisis de los datos de TNO disponibles antes de septiembre de 2023 muestra que existe una brecha en aproximadamente 72 AU, lejos de cualquier resonancia de movimiento medio con Neptuno. [88] Tal brecha puede haber sido inducida por un perturbador masivo ubicado más lejos.
Tyche era un hipotético gigante gaseoso que se proponía ubicar en la nube de Oort del Sistema Solar . Fue propuesto por primera vez en 1999 por los astrofísicos John Matese, Patrick Whitman y Daniel Whitmire de la Universidad de Luisiana en Lafayette . [89] Argumentaron que la evidencia de la existencia de Tyche podría verse en un supuesto sesgo en los puntos de origen de los cometas de período largo . En 2013, Matese [90] y Whitmire [91] reevaluaron los datos del cometa y observaron que Tyche, si existiera, sería detectable en el archivo de datos recopilados por el Explorador de sondeo infrarrojo de campo amplio de la NASA (WISE). ) telescopio. [92] En 2014, la NASA anunció que el estudio WISE había descartado cualquier objeto con las características de Tyche, lo que indica que Tyche, según la hipótesis de Matese, Whitman y Whitmire, no existe. [93] [94] [95]
La teoría oligarca de la formación de planetas afirma que hubo cientos de objetos del tamaño de un planeta, conocidos como oligarcas, en las primeras etapas de la evolución del Sistema Solar. En 2005, el astrónomo Eugene Chiang especuló que, aunque algunos de estos oligarcas se convirtieron en los planetas que conocemos hoy, la mayoría habrían sido expulsados hacia el exterior por interacciones gravitacionales. Es posible que algunos hayan escapado por completo del Sistema Solar para convertirse en planetas que flotan libremente , mientras que otros estarían orbitando en un halo alrededor del Sistema Solar, con períodos orbitales de millones de años. Este halo se encontraría entre 1.000 y 10.000 AU (150 y 1.500 mil millones de kilómetros; 93 y 930 mil millones de millas) del Sol, o entre un tercio y una trigésima parte de la distancia a la nube de Oort . [96]
En diciembre de 2015, los astrónomos del Atacama Large Millimeter Array (ALMA) detectaron una breve serie de pulsos de 350 GHz que concluyeron que debían ser una serie de fuentes independientes o una única fuente de rápido movimiento. Decidiendo que esto último era lo más probable, calcularon basándose en su velocidad que, si estuviera vinculado al Sol, el objeto, al que llamaron "Gna" en honor a una diosa mensajera de rápido movimiento en la mitología nórdica, [97] estaría a aproximadamente 12-25 AU de distancia y tienen un diámetro del tamaño de un planeta enano de 220 a 880 km. Sin embargo, si fuera un planeta rebelde no ligado gravitacionalmente al Sol, y estuviera tan lejos como 4000 AU, podría ser mucho más grande. [98] El artículo nunca fue aceptado formalmente y ha sido retirado hasta que se confirme la detección. [98] Las reacciones de los científicos al aviso fueron en gran medida escépticas; Mike Brown comentó que "si es cierto que ALMA descubrió accidentalmente un objeto masivo del Sistema Solar exterior en su diminuto, diminuto, diminuto campo de visión, eso sugeriría que hay algo así como 200.000 planetas del tamaño de la Tierra en el Sistema Solar exterior". ... Aún mejor, me acabo de dar cuenta de que tantos planetas del tamaño de la Tierra existentes desestabilizarían todo el Sistema Solar y todos moriríamos". [97]
A partir de 2023, las siguientes observaciones limitan gravemente la masa y la distancia de cualquier posible planeta adicional del Sistema Solar:
