Nye data om to fjerne asteroider giver et fingerpeg om den mulige Planet Nine

Disse asteroiders dynamiske egenskaber, observeret spektroskopisk for første gang ved hjælp af Gran Telescopio CANARIAS, foreslå en mulig fælles oprindelse og give et fingerpeg om eksistensen af ​​en planet hinsides Pluto, den såkaldte 'Planet Nine'.

I år 2000 blev den første af en ny klasse af fjerne solsystemobjekter opdaget, kredser om Solen i en afstand, der er større end Neptuns:de "ekstreme transneptunske objekter (ETNO'er). Deres kredsløb er meget langt fra Solen sammenlignet med Jordens. Vi kredser om Solen i en gennemsnitlig afstand af en astronomisk enhed ( 1 AU, hvilket er 150 millioner kilometer), men ETNO'erne kredser med mere end 150 AU. For at give en idé om, hvor langt væk de er, Plutos kredsløb er på omkring 40 AU og dens nærmeste tilgang til Solen (perihelium) er på 30 AU. Denne opdagelse markerede et vendepunkt i solsystemstudier, og indtil nu, i alt 21 ETNO'er er blevet identificeret.

For nylig, en række undersøgelser har antydet, at de dynamiske parametre for ETNO'erne kunne forklares bedre, hvis der var en eller flere planeter med masser af flere gange Jordens masser, der kredser om Solen i afstande på hundredvis af AU. I særdeleshed, i 2016 brugte forskerne Brown og Batygin kredsløbene fra syv ETNO'er til at forudsige eksistensen af ​​en "overjord", der kredser om solen ved omkring 700 AU. Denne række af masser kaldes sub Neptunian. Denne idé omtales som Planet Nine Hypothesis og er et af de aktuelle emner af interesse i planetarisk videnskab. Imidlertid, fordi genstandene er så langt væk, er lyset, vi modtager fra dem, meget svagt, og indtil nu var den eneste af de 21 transneptunske objekter, der er observeret spektroskopisk, Sedna.

Nu, et team af forskere ledet af Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) i samarbejde med Complutense University of Madrid har taget et skridt hen imod den fysiske karakterisering af disse kroppe, og at bekræfte eller afkræfte hypotesen om Planet Nine ved at studere dem. Forskerne har lavet de første spektroskopiske observationer af 2004 VN112 og 2013 RF98, begge er særligt interessante dynamisk, fordi deres baner er næsten identiske, og banernes poler er adskilt af en meget lille vinkel. Dette tyder på en fælles oprindelse, og deres nuværende baner kunne være resultatet af en tidligere interaktion med den hypotetiske Planet Ni. Dette studie, for nylig udgivet i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , antyder, at dette par ETNO'er var en binær asteroide, som blev adskilt efter et møde med en planet uden for Plutos kredsløb.

For at nå disse konklusioner, de foretog de første spektroskopiske observationer af 2004 VN112 og 2013 RF98 i det synlige område. Disse blev udført i samarbejde med støtteastronomerne Gianluca Lombardi og Ricardo Scarpa, ved hjælp af OSIRIS-spektrografen på Gran Telescopio CANARIAS (GTC), beliggende i Roque de los Muchachos-observatoriet (Garafía, La Plama). Det var hårdt arbejde at identificere disse asteroider, fordi deres store afstand betyder, at deres tilsyneladende bevægelse på himlen er meget langsom. Derefter, de målte deres tilsyneladende størrelser (deres lysstyrke set fra Jorden) og genberegnede også kredsløbet for 2013 RF98, som var dårligt bestemt. De fandt dette objekt i en afstand på mere end et bueminut væk fra positionen forudsagt fra efemeriderne. Disse observationer har hjulpet med at forbedre den beregnede bane, og er udgivet af Minor Planet Center (MPEC 2016-U18:2013 RF98) ansvarlig for identifikation af kometer og mindre planeter (asteroider) samt for målinger af deres parametre og orbitale positioner.

Det synlige spektrum kan også give nogle oplysninger om deres sammensætning. Ved at måle hældningen af ​​spektret, kan bestemmes, om de har ren is på deres overflader, som det er tilfældet for Pluto, samt højt forarbejdede kulstofforbindelser. Spektret kan også indikere den mulige tilstedeværelse af amorfe silikater, som i de trojanske asteroider forbundet med Jupiter. De opnåede værdier for 2004 VN112 og 2013 RF98 er næsten identiske og ligner dem, der er observeret fotometrisk for to andre ETNO'er, 2000 CR105 og 2012 VP113. Sedna, imidlertid, det eneste af disse objekter, der tidligere var blevet observeret spektroskopisk, viser meget forskellige værdier end de andre. Disse fem objekter er en del af gruppen af ​​syv, der bruges til at teste hypotesen om Planet Ni, hvilket antyder, at alle skal have en fælles oprindelse, undtagen Sedna, som menes at være kommet fra den indre del af Oort-skyen.

"De lignende spektrale gradienter observeret for parret 2004 VN112 - 2013 RF98 antyder en fælles fysisk oprindelse", forklarer Julia de León, avisens første forfatter, en astrofysiker ved IAC. "Vi foreslår muligheden for, at de tidligere var en binær asteroide, som blev ubundet under et møde med et mere massivt objekt". For at validere denne hypotese, holdet udførte tusindvis af numeriske simuleringer for at se, hvordan banernes poler ville adskilles som tiden gik. Resultaterne af disse simuleringer tyder på, at en mulig Planet Nine, med en masse på mellem 10 og 20 jordmasser, der kredser om Solen i en afstand mellem 300 og 600 AU, kunne parret 2004 VN112 - 2013 RF98 have afveget for omkring 5 og 10 millioner år siden. Dette kunne forklare, i princippet, hvordan disse to asteroider, starter som et par, der kredser om hinanden, blev gradvist adskilt i deres baner, fordi de nærmede sig et meget mere massivt objekt på et bestemt tidspunkt.