Planet Nine: ma quindi c’è o non c’è un altro pianeta?

Da quando Plutone è stato classificato come pianeta nano, i pianeti del Sistema Solare sono otto: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Eppure potrebbe essere vicino il giorno in cui torneranno a essere nove. E no, Plutone non c’entra, anche se è parte della storia.

Nel 1971 i due ricercatori californiani Joseph Brady e Edna Carpenter pubblicarono uno studio in cui analizzavano le quattro orbite della cometa di Halley tra il 1682 e il 1986: in ogni passaggio la cometa era apparsa con circa 4 giorni di ritardo rispetto a quanto i ricercatori potevano calcolare con le più sofisticate informazioni a quel tempo a disposizione.

Il “Planet Nine” di Brady e Carpenter

I ricercatori erano in grado di spiegare tale ritardo solo ipotizzando la presenza di un pianeta oltre l’orbita di Nettuno, che di volta in volta poteva perturbare l’orbita della cometa di Halley. Non era assurdo: in fondo sia Nettuno stesso che Plutone, che a quel tempo era ancora considerato il nono pianeta del Sistema Solare, erano stati ipotizzati e poi scovati studiando le perturbazioni all’orbita di Urano. Non sarebbe stata la prima volta quindi che un pianeta veniva scoperto in un modo simile.

Questo pianeta doveva essere piuttosto strano, avere tre volte la massa di Nettuno e trovarsi su un’orbita inclinata di 120° rispetto al piano dell’eclittica. Avrebbe dovuto orbitare in 464 anni terrestri a una distanza di quasi 60 unità astronomiche (60 volte la distanza Terra-Sole, 10 in più di Plutone).

Il pianeta di Brady e Carpenter riempì rapidamente i giornali, le radio e la televisione, tutti volevano sapere se questo pianeta esisteva o meno. Fu cercato con la strumentazione più avanzata dell’epoca, ma non se ne trovò traccia. Per di più, altri studi stabilirono che, se fosse esistito, quel pianeta avrebbe perturbato non solo Urano e Nettuno, ma la maggior parte del Sistema Solare. Quindi il pianeta di Brady e Carpenter non si trovava da nessuna parte e probabilmente non poteva neanche esistere.

Più tardi si capì che la cometa di Halley tardava di 4 giorni a ogni passaggio a causa di un fenomeno dinamico, il cosiddetto modello di Whipple: a causa della rotazione del nucleo, i gas espulsi quando la cometa si avvicina al Sole svolgono la stessa funzione del motore di una sonda, modificando leggermente l’orbita.

Nel Sistema Solare i pianeti tornavano quindi a essere otto (più Plutone, a quel tempo): Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Planet X: l’idea di Planet Nine viene da lontano

L’idea di un nuovo pianeta nel Sistema Solare era in realtà nata già dopo la scoperta di Nettuno. Come detto le anomalie nell’orbita di Urano erano solo in parte spiegabili con le perturbazioni di Nettuno. Nel 1879, l’astronomo Camille Flammarion notò alcune anomalie anche nelle orbite delle comete Swift-Tuttle e Barnard 2 e l’inglese George Forbes calcolò che dovevano essere dovute a non uno ma ben due pianeti oltre l’orbita di Nettuno.

Percival Lowell, il famoso astronomo americano che fondò l’osservatorio che porta il suo nome, ideò il nome di Pianeta X, dove la lettera X indica la sua natura incognita. Lowell organizzò varie campagne osservative nei primi anni del Novecento per scovare un pianeta di 7 masse terrestri oltre l’orbita di Nettuno, ma senza alcun successo.

La scoperta di Plutone e l’abbandono di Planet X

Nel 1930, proprio durante la ricerca di Planet X, Clive Tombaugh scoprì Plutone. La scoperta fu fortuita: Tombaugh cercava il pianeta confrontando lastre fotografiche ottenute in momenti differenti e verificando se ci fosse qualche puntino luminoso che si comportava in maniera diversa dalle stelle fisse. Quando lo trovò pensò di essere finalmente riuscito nell’impresa di trovare il tanto agognato Pianeta X. Ma studiandolo si capì che Plutone era molto piccolo, troppo piccolo per poter avere, su Urano l’influenza gravitazionale cercata.

Si smise di cercare il Pianeta X solo nel 1989, quando grazie ai dati della sonda Voyager 2 si scoprì che la massa di Nettuno era leggermente più piccola di quanto calcolato in precedenza e questo poteva spiegare le presunte anomalie nell’orbita di Urano. Inoltre nessuna sonda spaziale percepiva discrepanze gravitazionali dovute a un pianeta oltre l’orbita di Nettuno. Non sembrava esserci alcun Pianeta X. Di nuovo, i pianeti del Sistema Solare tornarono otto e otto soltanto.

L’arrivo di Planet Nine

Negli ultimi anni qualcosa è di nuovo cambiato. I due ricercatori statunitensi Michael Brown e Konstantin Batygin, studiosi di corpi minori e in particolare di quegli oggetti che si trovano oltre l’orbita di Nettuno (i cosiddetti oggetti transnettuniani, come lo stesso Plutone), studiando nel dettaglio alcuni di questi oggetti si resero conto che qualcosa non quadrava.

C’erano delle anomalie nelle orbite di alcuni corpi transnettuniani estremi, quelli il cui afelio è situato oltre le 250 unità astronomiche, che erano e sono ancora inspiegabili con l’attuale assetto di pianeti noti. Come nel caso di Brady e Carpenter serviva qualcosa di più, una grande massa ancora più distante di Nettuno, serviva un altro pianeta. E così, dal 2016 abbiamo in qualche modo ricominciato a cercare un Pianeta X, il cosiddetto Planet Nine.

Le discrepanze che hanno bisogno di Planet Nine

Ci sono 6 oggetti nella fascia di Kuiper estrema che hanno dei comportamenti inaspettati. Questi oggetti dovrebbero avere orbite sostanzialmente casuali, indipendenti l’una dall’altra, ma hanno alcune caratteristiche comuni. Le loro linee degli apsidi, ossia quelle su cui si trova l’asse maggiore della loro orbita, puntano tutte in una stessa porzione di cielo. Inoltre questi oggetti sono ammassati attorno a un piano orbitale comune e molti dei corpi transnettuniani estremi hanno orbite molto inclinate, anche quasi perpendicolari all’eclittica.

Per spiegare queste anomalie, l’ipotesi più probabile sembra essere che ci sia un ulteriore sorgente di campo gravitazionale nella regione transnettuniana. C’è chi ha proposto che possa trattarsi di un piccolo buco nero primordiale catturato dal Sistema Solare, ma una possibilità meno remota è che sia, appunto, un pianeta gigante, il cosiddetto Planet Nine.

Identikit di Planet Nine

Planet Nine, se esiste, dovrebbe essere un pianeta con una massa tra 5 e 10 volte quella della Terra situato tra 300 e 1200 unità astronomiche, una distanza enorme se pensiamo che la nostra distanza dal Sole è, per definizione, pari a una sola unità astronomica.

Trovare un corpo del genere è un’impresa titanica. Planet Nine avrebbe infatti una magnitudine maggiore di 22 e sarebbe quindi centinaia di volte meno luminoso di Plutone. Rifletterebbe pochissima luce solare ed emetterebbe pochissima radiazione termica a causa delle sue gelide temperature oltre 200°C sotto lo zero. Inoltre, siccome i pianeti si muovono più lentamente quando si trovano vicino all’afelio, è più probabile che Planet Nine si trovi vicino all’afelio piuttosto che al perielio, risultando quindi più vicino al minimo di visibilità piuttosto che al suo massimo.

Planet Nine ci renderebbe meno speciali

Nel Sistema Solare ci sono quattro pianeti interni che hanno masse simili a quelle della Terra e quattro esterni che hanno masse dalle 20 (Urano e Nettuno) alle 300 (Giove e Saturno) masse terrestri. Nel nostro sistema planetario mancano quindi del tutto pianeti di taglia intermedia (dell’ordine delle 10 masse terrestri), le cosiddette super-terre che sono invece molto abbondanti nel resto dei sistemi solari della nostra galassia. Planet Nine avrebbe appunto tra le 5 e le 10 masse terrestri, diminuendo la peculiarità del Sistema Solare.

Inoltre, tra i pianeti extrasolari abbiamo trovato molte orbite eccentriche, ossia che descrivono ellissi molto schiacciate, e che orbitano su piani più o meno inclinati l’uno rispetto all’altro. Nel Sistema Solare invece le orbite risultano quasi circolari e quasi complanari. L’orbita di Planet Nine sarebbe inclinata di 30° rispetto alle altre, e sarebbe inoltre molto eccentrica, portando anche in questo caso il sistema solare a essere meno peculiare rispetto agli sistemi planetari.

La ricerca di Planet Nine

Planet Nine si muoverebbe pochissimo rispetto allo sfondo del cielo, dato che un anno pianetanoviano durerebbe tra i 10000 e i 20000 anni terrestri, rendendo molto difficile la tecnica di scoperta per confronto di immagini consecutive come quella che Tombaugh aveva utilizzato agli inizi del ‘900.

Partendo dalle informazioni previste dai modelli più avanzati, si è iniziato a cercarlo negli archivi di dati già esistenti, come quelli della Catalina Sky Survery e del Wide-field Infrared Survey Explorer che vengono usati anche per scovare i deboli asteroidi e comete, e attraverso i grandi osservatori terrestri. Per ora, però, senza risultati. Si può anche partecipare alla ricerca proprio sui dati di Wise attraverso il progetto di Citizen Science Backyard Worlds, in cui ognuno può cercare oggetti sospetti e segnalarli per ulteriori analisi.

Ad ogni modo Planet Nine non sarà il nome definitivo di questo pianeta. Se mai sarà scoperto – qualcosa che si suppone avverrà nel corso di questo decennio – gli verrà affidato un nome dalla mitologia greca o romana come per gli altri pianeti. Se verrà scoperto, dovremo accettare di avere un altro dio della mitologia classica nel nostro sistema planetario: voi come lo chiamereste?

Fonti:
P.Maffei, La Cometa di Halley
Brady and Carpenter, 1971
Brown and Batygin, 2016
Batygin et al. 2019, ArXiv.org