Alla scoperta di Planet 9, il pianeta che non c'è

Un pianeta con massa almeno cinque volte superiore alla Terra, alle frontiere del sistema solare, al di là di Nettuno. Forse un buco nero (o addirittura più buchi neri) primordiale orbitante attorno al sistema solare. Queste erano le ipotesi che circolavano, e che ancora stanno in piedi, per giustificare alcune stranezze nell'orbita di alcuni corpi nella fascia di Kuiper.
Tuttavia, un nuovo studio in via di pubblicazione sul Planetary Science Journal sembra minare pesantemente la credibilità di queste ipotesi, e quindi rendere più improbabile l'esistenza di Planet 9.

Perché Planet 9?

Facciamo un passo indietro: perché dovrebbe esistere Planet 9? Nel 2016, Mike Brown, professore di astronomia planetaria al Caltech e leader del team che nel 2006 declassò Plutone, e il collega Konstantin Batygin pubblicarono un articolo che rilevava come le orbite solari di sei oggetti trans-Nettuniani (chiamati anche TNO) sembrassero essere raggruppate, in gergo tecnico si verificava un clustering. Questi sei corpi fanno parte, come Plutone, della fascia di Kuiper, una regione del sistema solare al largo di Nettuno costituita da corpi minori, in maniera simile alla fascia principale degli asteroidi, ma molto più estesa e massiccia di quest'ultima.
Un tale raggruppamento era, secondo Brown e Batygin, impossibile da verificarsi, senza qualcosa che tenesse le orbite insieme. I due realizzarono quindi che un pianeta con una massa abbastanza grande avrebbe potuto spiegare questo bizzarro comportamento, e così, l'ipotesi del Planet 9 nacque. L'esistenza di un nono pianeta nel sistema solare spiegherebbe anche altre stranezze dinamiche presenti nel sistema, come, ad esempio, Sedna e la sua orbita.

Sedna è un oggetto della fascia di Kuiper dall'orbita estremamente allungata, che richiede 10000 anni terrestri per essere completata. Questo è inusuale, ma non impossibile. Ci sono molti oggetti della fascia che si avvicinano troppo a Nettuno, e vengono spediti nella regione esterna del sistema solare, per poi tornare indietro e approcciare nuovamente il pianeta.
Sedna, tuttavia, si comporta diversamente. Infatti Sedna non si avvicina mai al Sole per meno di 76 distanze Terra-Sole, ben due volte e mezzo più lontano della distanza minima Nettuno-Sole, escludendo l'ipotesi di un interazione gravitazionale rilevante di Nettuno. La presenza di Planet 9 però giustificherebbe una tale orbita.

Negli anni successivi l'ipotesi ha acquisito credibilità, e ulteriori studi sono stati effettuati per inferire le proprietà di questo misterioso, nuovo corpo celeste. Infatti, con l'aiuto di importanti simulazioni numeriche, Brown e Batygin hanno stimato che Planet 9 dovrebbe avere una massa circa sei volte quella della Terra, meno della metà quindi di quella di Urano, e la sua orbita dovrebbe essere 400 volte più distante dal Sole di quanto lo è quella terrestre. I due ricercatori pubblicarono inoltre nel 2019 un importante articolo che discuteva l'ipotesi di bias nell'osservazione.
Come spiega Brown stesso, infatti, "gli astronomi sono sempre preoccupati da bias osservativi. Per esempio, se un osservatore guardasse in un'unica direzione nel cielo, tutti gli oggetti trovati sembrerebbero inclinati verso quella direzione". Il loro studio provò, con una serie di simulazioni, che la possibilità che il clustering degli oggetti della fascia di Kuiper fosse dovuto al caso o ad un bias era solo dello 0.2%, dando rinnovata fiducia all'ipotesi di Planet 9.

Alcune ipotesi alternative

Non tutti erano però d'accordo con Brown e Batygin. L'anno scorso, ad esempio, Ann-Marie Madigan, un'astrofisica all'università di Colorado Boulder, ha proposto una spiegazione differente. Madigan ritiene infatti che la "gravità collettiva" di un esteso disco di detriti ghiacciati al di là di Plutone potrebbe alterare le orbite degli oggetti trans-Nettuniani, in modi simile a Planet 9. Questo disco sarebbe formato da milioni di piccoli corpi, residui della formazione del Sistema Solare. Per quanto tale ipotesi sia forse meno rivoluzionaria dell'esistenza di un ulteriore pianeta nel Sistema Solare, non tutti la ritengono promettente.
Batygin, pur essendo colpito dall'idea, crede che l'instabilità di questo anello alla nascita del Sistema Solare sarebbe un problema insormontabile. Infatti, nella prima fase di esistenza del Sistema Solare, le perturbazioni di stelle che passavano vicine all'anello avrebbero inevitabilmente distrutto la coerenza di tale struttura e disperso i piccoli corpi. Madigan, d'altra parte, sostiene che l'anello potrebbe essere formatosi dopo la confusionaria fase iniziale del Sistema Solare, così da non subire l'influenza delle stelle citate da Batygin. Ad oggi, comunque, la proposta di Madigan non è tra le più popolari.

Un'altra ipotesi che venne formulata in contrasto all'esistenza di Planet 9 è quella che ha già attraversato le pagine di questo sito. Due anni fa, infatti, venne proposta la teoria secondo cui l'agglomerato massivo al largo di Nettuno sia un buco nero primordiale, e non un pianeta. I buchi neri primordiali sono oggetti la cui esistenza non è mai stata provata, e si prevede nacquero nei primi secondi di esistenza dell'universo, dopo il big bang, come conseguenza di collassi gravitazionali di regioni di spazio sufficientemente dense.
Il buco nero primordiale al posto di Planet 9 avrebbe le dimensioni di una pallina da tennis, a causa della relativamente piccola massa, e potrebbe spiegare le alterazioni delle orbite degli oggetti trans-Nettuniani, come la teoria di Madison.

Quest'ipotesi ha ovviamente l'ulteriore problema che non ci sono prove che i buchi neri primordiali esistano, ma questo non basta a ritenerla priva di fondamento. Batygin stesso si è definito possibilista nei confronti di questa teoria, affermando: "La cosa importante da capire è che tutto ciò che le simulazioni ed i calcoli dicono è la massa di Planet 9, non la sua composizione. Quindi, in principio, Planet 9 potrebbe essere un pianeta, una patata, un buco nero, un hamburger, ecc., purché i suoi parametri orbitali siano corretti". Tuttavia, Planet 9 potrebbe anche semplicemente non esistere.
Un articolo recentemente comparso online, e accettato per la pubblicazione sul Planetary Science Journal, sembra infatti rilanciare l'ipotesi che ci sia un bias alla base dell'ipotesi di Brown e Batygin.

Un team guidato da Kevin Napier, fisico dell'Università del Michigan, ha esaminato le orbite di 14 oggetti trans-Nettuniani e ha scoperto che le loro orbite sono coerenti anche senza la presenza di un pianeta vicino. Infatti, i dati incrociati di osservazioni di tre telescopi sparsi per il globo suggerirebbero che tali orbite siano distribuite uniformemente, senza che si verifichi alcun cluster.

Brown ha immediatamente replicato , sottolineando che lo studio di Napier non prende in considerazione i sei oggetti tran-Nettuniani studiati da lui e Batygin nell'articolo che propose l'ipotesi di Planet 9, e che la loro analisi esamina solo corpi la cui orbita potrebbe essere pesantemente affetta dalla vicinanza di Nettuno, e su cui quindi Planet 9 avrebbe un effetto trascurabile. Il problema con i 6 oggetti originali è che non ci sono abbastanza dati su di essi, ed è quindi per questo che non sono stati inclusi nel nuovo studio.

Il lavoro di Napier non esclude la presenza di Planet 9, ma afferma che non ci sono abbastanza prove per dimostrarne l'esistenza. Tuttavia, Napier stesso riconosce che non si possono tirare conclusioni affrettate sulla base di 14 oggetti e che maggiori osservazioni sono necessarie per poter investigare ulteriormente su Planet 9. Fortunatamente, un nuovo telescopio in costruzione in Cile inizierà ad osservare il cielo nel 2023 e promette di rilevare centinaia, se non migliaia di nuovi oggetti trans-Nettuniani. Queste nuove osservazioni saranno molto più precise e la teoria di Planet 9 potrà finalmente essere testata su un numero ben maggiore di elementi, con una nuova consapevolezza.