Há um planeta escondido no Sistema Solar? Astrônomos estão perto de descobrir
Cientistas acreditam estar perto de confirmar – ou não – a existência de um novo planeta além de Netuno, conhecido como Planeta X ou Planeta Nove
Nosso Sistema Solar costumava ter nove planetas. O astrônomo Mike Brown, também conhecido como “o homem que matou Plutão”, disse que recebeu cartas de ódio de crianças e ligações obscenas às 3h da manhã durante anos após sua descoberta mais famosa ajudar a mudar isso.
Brown, professor de astronomia planetária no Caltech, descobriu outro pequeno mundo chamado Eris no Cinturão de Kuiper — um vasto anel de objetos gelados além da órbita de Netuno que também fica na vizinhança do antigo nono planeta. A revelação de 2005 desencadeou uma série de eventos que levou à ainda controversa destituição do status de planeta de Plutão no ano seguinte.
Mas agora, assim como o Cinturão de Kuiper efetivamente nos tirou um nono planeta, Brown e outros cientistas acreditam que ele poderia devolver um.
O cinturão, que os astrônomos acreditam ser feito de restos da formação do Sistema Solar, se estende 50 vezes mais longe do sol que a Terra, com uma região secundária que se estende além dele por quase 20 vezes essa distância.
Plutão, agora classificado como planeta anão junto com Eris, é apenas um dos maiores entre as dezenas de corpos gelados que existem lá – e não domina sua própria órbita, nem consegue limpar sua órbita de outros objetos. E é por isso que ele não pode ter o mesmo status dos oito planetas restantes, de acordo com as diretrizes estabelecidas pela União Astronômica Internacional.
Como os objetos no Cinturão de Kuiper estão muito longe do sol, são difíceis de detectar. Por mais de uma década, os astrônomos têm procurado nessa área por um planeta oculto que nunca foi observado, mas cuja presença é inferida pelo comportamento de outros objetos próximos. Ele é frequentemente chamado de Planeta X ou Planeta Nove.
“Se encontrarmos outro planeta, isso é realmente um grande acontecimento”, disse Malena Rice, professora assistente de astronomia na Universidade Yale. “Isso poderia remodelar completamente nossa compreensão do Sistema Solar e de outros sistemas planetários, e como nos encaixamos nesse contexto. É muito empolgante. Há muito potencial para aprender uma quantidade enorme de coisas sobre o universo”.
A empolgação vem com alguma controvérsia — diferentes grupos têm teorias concorrentes sobre o próprio planeta, enquanto alguns pesquisadores acreditam que ele não existe.
“Definitivamente há céticos totais sobre o Planeta Nove. É um tópico meio controverso”, disse Rice. “Algumas pessoas sentem muito apaixonadamente que ele existe. Algumas pessoas sentem muito apaixonadamente que não existe. Há muito debate tentando determinar o que é e se está lá. Mas essa é a marca de um tópico realmente interessante, porque senão as pessoas não teriam opiniões acaloradas sobre isso”.
Em breve, o debate poderá ser resolvido, quando um novo telescópio capaz de examinar todo o céu disponível a cada poucas noites entrar em operação no final de 2025. Até lá, uma equipe de pesquisadores acredita ter encontrado a evidência mais convincente até agora de que o planeta oculto é real.
Uma “prova irrefutável”
A busca pelo Planeta Nove só recentemente ganhou força, mas a discussão sobre sua existência remonta a mais de 175 anos.
“Desde que Netuno foi descoberto com sucesso em 1846, pelo menos 30 astrônomos propuseram a existência de vários tipos de planetas trans-netunianos — e eles sempre estiveram errados”, disse Konstantin Batygin, colega de Brown que também é professor de ciência planetária no Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Qualquer corpo orbitando o sol além da órbita de Netuno é definido como “trans-netuniano” pelos astrônomos. “Nunca pensei que estaria falando sobre como há evidências de um planeta trans-netuniano, mas acredito que, diferentemente de todas aquelas vezes anteriores, neste caso, estamos realmente certos”, acrescentou.
Batygin e Brown estão entre os apoiadores mais vocais do Planeta Nove. A dupla tem trabalhado ativamente para encontrar o planeta oculto desde 2014, inspirados por um estudo dos astrônomos Scott Sheppard, cientista da Instituição Carnegie em Washington, DC, e Chadwick Trujillo, professor associado de astronomia e ciências planetárias na Universidade do Norte do Arizona.
Sheppard e Trujillo foram os primeiros a notar que as órbitas de um punhado de objetos trans-netunianos conhecidos estavam todas estranhamente agrupadas. A dupla argumentou que um planeta não visto — várias vezes maior que a Terra e mais de 200 vezes mais distante do sol que nosso planeta — poderia estar “pastoreando” esses objetos menores.
“A evidência visualmente mais impressionante continua sendo a mais antiga: que os objetos mais distantes além de Netuno têm todos órbitas que apontam em uma direção”, disse Brown por e-mail.
Batygin desde então coautorou meia dúzia de estudos sobre o Planeta Nove, oferecendo várias linhas de evidência sobre sua existência. A mais forte, ele disse, está em seu trabalho mais recente, coautorado por Brown e outros dois pesquisadores e publicado em abril no The Astrophysical Journal Letters. O estudo rastreia corpos gelados sujeitos a algum tipo de perturbação que os está jogando na órbita de Netuno antes de deixarem o Sistema Solar inteiramente.
“Se você olhar para esses corpos, seus tempos de vida são minúsculos comparados à idade do Sistema Solar”, disse Batygin. “Isso significa que algo está colocando eles lá. Então, o que pode ser?”
Uma opção poderia ser algo chamado maré galáctica, uma combinação de forças exercidas por estrelas distantes na galáxia Via Láctea. Mas Batygin e sua equipe executaram simulações computacionais para testar este cenário versus a presença do Planeta Nove, e descobriram que a possibilidade de um Sistema Solar sem o planeta oculto é “fortemente refutada pelos dados”.
“Essa é uma evidência realmente notável. E é óbvio em retrospecto, então me sinto um pouco envergonhado que nos levou quase uma década para descobrir isso. Melhor tarde do que nunca, suponho”, disse Batygin.
O Planeta Nove, segundo Batygin, é um objeto “super-Terra”, com cerca de cinco a sete vezes a massa de nosso planeta, e seu período orbital tem entre 10.000 e 20.000 anos.
“O que não posso calcular a partir das simulações é onde ele está em sua órbita, bem como sua composição”, disse Batygin. “A explicação mais mundana é que é uma espécie de versão menor de Urano e Netuno, e provavelmente um dos núcleos que participaram do processo de formação desses planetas”.
A hipótese da super-Terra é talvez a que recebe mais apoio entre os que acreditam no Planeta Nove, mas teorias concorrentes apresentam explicações alternativas.
Super-Plutão? Teorias concorrentes
Um estudo publicado em agosto de 2023 propõe a existência de um planeta oculto que é na verdade muito menor, com uma massa entre 1,5 e 3 vezes a da Terra.
“É possível que seja uma Terra gelada e rochosa, ou um super-Plutão”, disse Patryk Sofia Lykawka, professor associado de ciências planetárias na Universidade Kindai no Japão e coautor do estudo. “Por causa de sua grande massa, teria uma alta energia interna que poderia sustentar, por exemplo, oceanos subsuperficiais. Sua órbita seria muito distante, muito além de Netuno, e muito mais inclinada se comparada aos planetas conhecidos — ainda mais inclinada que a de Plutão, cuja inclinação é cerca de 17 graus”, disse Lykawka. (Os astrônomos se referem à órbita de um planeta como inclinada quando não está no mesmo plano que a da Terra.)
A presença do planeta é derivada de modelos computacionais destinados a explicar os comportamentos estranhos de populações de objetos trans-netunianos, o que sugere semelhanças com a pesquisa de Batygin.
No entanto, Lykawka apontou, seu modelo não olha para os mesmos alinhamentos orbitais e é muito diferente do de Batygin. É por isso que ele não se refere ao objeto misterioso como Planeta Nove, mas “planeta do Cinturão de Kuiper”, para “deixar claro que estamos falando de diferentes planetas hipotéticos”, explicou.
Outras teorias propõem que as anomalias que todos estão tentando explicar são devidas a algo completamente diferente, como um buraco negro primordial — aqueles criados logo após o Big Bang — que nosso Sistema Solar capturou enquanto se movia pela galáxia. Outra ideia sugere que pode haver algo errado com a compreensão atual da ciência sobre a gravidade.
Mas segundo Rice, da Universidade Yale, essas teorias seriam muito difíceis de testar. “Existem muitas outras ideias, mas geralmente tento seguir a navalha de Occam ao decidir o que priorizar em termos de verificação”, disse ela, citando um princípio clássico da filosofia que afirma que entre ideias concorrentes, a mais simples geralmente está correta. “Em termos de viabilidade científica, sabemos que já existem oito planetas, então não é tão absurdo ter outro planeta dentro do mesmo sistema.”
Pressão por mais evidências
O caminho mais promissor, ela acrescentou, é encontrar mais objetos trans-netunianos nos quais Batygin está baseando sua hipótese — e provar que é estatisticamente significativo que suas órbitas estejam agrupadas. Alguns pesquisadores acreditam que atualmente os cientistas detectaram muito poucos desses objetos trans-netunianos distantes para tirar qualquer conclusão sobre suas órbitas.
“Temos aproximadamente uma dúzia desses objetos”, disse Renu Malhotra, professora regente de ciências planetárias da Universidade do Arizona, “mas observamos apenas os mais brilhantes, e apenas uma pequena fração deles, porque os observamos quando estão em seu ponto mais próximo do Sol.”
Os dados sofrem de viés observacional, segundo Malhotra, e é por isso que os pesquisadores são céticos. Entre os céticos está Sheppard da Instituição Carnegie para a Ciência, um dos coautores do estudo de 2014 que inspirou a pesquisa de Batygin.
“Até agora, esperávamos ter encontrado muito mais desses objetos trans-netunianos extremos”, disse Sheppard por e-mail. “Ter dezenas deles nos permitiria determinar com confiança se eles estão realmente agrupados no espaço ou não. Mas infelizmente ainda estamos no reino das estatísticas de pequenos números, porque eles são muito mais raros do que se pensava inicialmente. No momento, eu diria que é possível que haja um planeta do tipo super-Terra no Sistema Solar distante, mas não podemos dizer isso com muita confiança.”
A controvérsia pode ficar acalorada, segundo Malhotra. “Os cientistas têm diferentes tipos de personalidade, como todo mundo. Alguns são mais agressivos em sua ciência, enquanto outros são mais comedidos”, disse ela. “Existe uma percepção de que a ideia de um Planeta Nove com massa semelhante à de Netuno está sendo defendida mais agressivamente do que as estatísticas justificam.”
Malhotra coautorou um artigo em agosto de 2017 sugerindo a presença de um planeta do tamanho de Marte no Cinturão de Kuiper, mas ela não descarta completamente a hipótese do Planeta Nove.
“Está no ar. Está apenas no limite da significância estatística”, disse ela. “Mas não há nada na física que conhecemos e nas observações que temos que descarte a possibilidade de grandes planetas a dezenas de vezes a distância de Netuno do Sol.”
Observar o planeta diretamente acabaria, é claro, com toda a controvérsia, mas todas as tentativas até agora foram infrutíferas. Batygin coautorou um estudo em março que usou dados do observatório Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, ou Pan-STARRS, no Havaí, permitindo que os pesquisadores analisassem 78% da área do céu onde supostamente o Planeta Nove poderia estar — mas não conseguiram encontrá-lo.
“Tem sido uma verdadeira batalha”, disse ele sobre a tentativa, citando a dificuldade de ter que trabalhar com telescópios durante apenas alguns dias de tempo alocado enquanto luta contra quebras de equipamentos e clima adverso.
Localizar um objeto tão distante sem saber onde procurar é extremamente difícil, e semelhante a procurar um alvo com um rifle de precisão em vez de binóculos, segundo Batygin. “O céu é um lugar realmente, realmente grande quando você está procurando algo tão dolorosamente fraco”, disse ele. “Esta coisa é algo como 100 milhões de vezes menos brilhante que Netuno — isso realmente está no limite do que é possível com os maiores telescópios do mundo atualmente.”
Outras buscas, como uma realizada para um estudo de dezembro de 2021 usando o Telescópio de Cosmologia do Atacama no Chile, também não tiveram sucesso. “Tive que testar dezenas de milhares de órbitas diferentes. No final, não detectei nada”, disse o autor principal do estudo, Sigurd Naess, pesquisador do Instituto de Astrofísica Teórica da Universidade de Oslo, na Noruega.
Um novo capítulo em potencial
Em meio a controvérsias e opiniões divergentes, todos os pesquisadores concordam em uma coisa. Um novo telescópio de grande angular atualmente em construção poderá em breve resolver o debate, assim que a Fundação Nacional de Ciência dos EUA e pesquisadores da Universidade de Stanford iniciarem as operações científicas no final de 2025. Chamado de Observatório Vera C. Rubin, ele possui a maior câmera digital já construída e está localizado no topo de uma montanha de 2.682 metros no norte do Chile.
“Este é um telescópio de próxima geração que pesquisará todo o céu disponível a cada poucos dias”, disse Batygin. “Ele pode encontrar o Planeta Nove diretamente, o que seria uma conclusão fantástica para a busca e abriria um novo capítulo. No mínimo, encontrará muito mais objetos do Cinturão de Kuiper. Mas mesmo se não descobrir um único objeto novo, será suficiente para confirmar a hipótese do Planeta Nove, porque testará todas as estatísticas, todos os padrões que vemos com um levantamento independente.”
Rice concorda que o telescópio ajudará muito a resolver o debate e abordará claramente a questão da significância estatística do alinhamento dos objetos trans-netunianos — o ponto-chave de evidência para o Planeta Nove.
Se o telescópio Rubin encontrar uma super-Terra, disse Rice, isso seria empolgante porque esses corpos celestes, entre os tamanhos da Terra e de Netuno, são um tipo comum de exoplaneta.
“Não temos um no sistema solar, o que parece realmente estranho, e tem sido um mistério em aberto porque encontramos tantos deles em sistemas ao redor de outras estrelas — seria incrível realmente estudar um de perto, porque os exoplanetas estão tão longe que é muito difícil ter uma compreensão real de como eles são fisicamente”, disse Rice.
Encontrar um planeta menor também despertaria empolgação, acrescentou Rice, porque cada planeta do Sistema Solar é imensamente útil para extrapolar informações sobre os milhares de exoplanetas comparáveis que os pesquisadores estão descobrindo em toda a galáxia.
E se nada aparecer? Ainda seria útil saber com certeza quantos planetas existem. “Acho que nem mesmo saber o número de planetas em nosso próprio sistema solar é muito humilhante”, disse Rice.
Isso significa que até mesmo os fatos que muitas pessoas aprenderam nos livros didáticos quando crianças podem mudar, à medida que os cientistas descobrem mais sobre o universo.
“Isso é realmente maravilhoso”, ela acrescentou. “O conhecimento humano está continuamente se movendo — às vezes são mudanças enormes, às vezes é apenas um debate de ida e volta. É um exemplo divertido e emblemático do processo científico.”
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