Astronomie

Combien de temps faut-il pour que nous puissions déterminer par observation si la planète neuf de Caltech est vraiment là ?

Combien de temps faut-il pour que nous puissions déterminer par observation si la planète neuf de Caltech est vraiment là ?


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Caltech vient de publier un rapport qui dit qu'il y a peut-être une grande planète (10 masses terrestres) sur une orbite éloignée (10 à 20 000 ans) qui explique de nombreuses observations d'objets de la ceinture de Kuiper. Combien de temps cela pourrait-il prendre pour que cela soit confirmé ou réfuté par observation ?

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Ce sont des calculs de modèle, qui suggèrent l'existence d'un corps possible d'environ 10 fois la masse de la Terre. Appeler cela une découverte serait manifestement prématuré. Le niveau de confiance est juste un peu au-dessus du niveau de "preuve" de 3 sigma, en supposant que les découvertes des objets KBO menant à l'inférence ne sont pas biaisées d'un point de vue observationnel. C'est un long chemin vers l'observation directe, puisque des données orbitales précises n'ont pas été déduites. Une autre option est qu'il y a eu une planète. Mais il a peut-être quitté notre système solaire. Par conséquent, prédire une date d'observation directe ne semble pas raisonnable pour le moment.


Peut-être que le télescope spatial Gaia l'a déjà attrapé ? Première publication des données mi-2016.


La recherche de la vie

La définition de "zone habitable" est la distance d'une étoile à laquelle de l'eau liquide pourrait exister sur les surfaces des planètes en orbite. Les zones habitables sont également connues sous le nom de zones Boucles d'or, où les conditions peuvent être parfaites et ni trop chaudes ni trop froides et toute la vie.

Lors de la recherche d'exoplanètes potentiellement habitables, il est utile de commencer par des mondes similaires au nôtre. Mais que signifie &ldquosimilar&rdquo ? De nombreuses planètes rocheuses ont été détectées dans la gamme de taille de la Terre : un point en faveur d'une vie possible. D'après ce que nous avons observé dans notre propre système solaire, les grands mondes gazeux comme Jupiter semblent beaucoup moins susceptibles d'offrir des conditions habitables. Mais la plupart de ces mondes de la taille de la Terre ont été détectés en orbite autour d'étoiles naines rouges. Les planètes de la taille de la Terre sur de larges orbites autour d'étoiles semblables au Soleil sont beaucoup plus difficiles à détecter.

Et, bien sûr, quand on parle d'exoplanètes habitables, on parle vraiment de leurs étoiles, la force dominante de tout système planétaire. Les zones habitables potentiellement capables d'accueillir des planètes porteuses de vie sont plus larges pour les étoiles plus chaudes. Les naines rouges plus petites et plus sombres, le type le plus courant dans notre galaxie de la Voie lactée, ont des zones habitables beaucoup plus étroites que dans le système TRAPPIST-1. Les planètes dans une zone habitable relativement étroite des naines rouges, qui est très proche de l'étoile, sont exposées à des niveaux extrêmes de rayons X et ultraviolets (UV), qui peuvent être jusqu'à des centaines de milliers de fois plus intenses que ce que La Terre reçoit du Soleil.


Au revoir Pluton – bienvenue à la 9ème planète

Mike Brown est connu comme le "Pluton Killer". En fait, alors que des objets de plus en plus proches en taille de Pluton étaient découverts dans la région, on soutenait déjà que Pluton devrait être reclassé comme l'un des objets de la ceinture de Kuiper.

Mais la découverte d'Eris a été le dernier impact : elle a conduit l'Union astronomique internationale (UAI) à définir formellement le terme « planète » pour la première fois l'année suivante. Notes 1 Cette définition excluait Pluton et la reclassait comme membre de la nouvelle catégorie « planète naine » (et plus précisément comme plutoïde).

Une illustration de ce à quoi pourrait ressembler Planet Nine du point de vue d'un artiste. Caltech/R. Blessé (IAPC)

Fait intéressant, ils ont commencé leurs recherches pour démontrer qu'il n'y a pas de neuvième planète : cela a été proposé pour la première fois en 2014, et cela a été le travail de Konstantin Batygin et Michael Brown, les scientifiques de la Division des sciences géologiques et planétaires du Caltech, pour le démystifier essentiellement. Mais ils ont atteint exactement le contraire. Batygin a dit à Nature que "nous avons une signature gravitationnelle d'une planète géante dans le système solaire externe".

Les chercheurs n'ont pas observé la planète directement, ils ont simplement mis en place un modèle mathématique qui en déduit l'existence. Selon Batygin, ils ont suffisamment de signature gravitationnelle d'une planète géante dans le système solaire externe. Ce qui est intéressant, c'est que les scientifiques affirment que certains des télescopes les plus puissants de la Terre sont probablement capables de le repérer. Il peut se cacher dans certaines des photographies déjà prises par ces télescopes et être bientôt découvert.

Comparaison de la taille de la Neuvième Planète avec la Terre et Neptune. Elle est plus petite que Neptune mais probablement plus grande que la Terre.

L'orbite de la neuvième planète. Il a une période orbitale de 20 000 ans. Il est à 60 milliards de kilomètres du Soleil. Si, ça existe, bien sûr.

Si cette neuvième planète existe, et c'est probablement le cas, les chercheurs soupçonnent qu'elle est 10 fois la masse de la Terre (à titre de comparaison, Neptune a 17 fois plus de masse que la Terre) et 200 fois plus loin du soleil. À cette distance, il faudrait à la planète entre 10 000 et 20 000 années terrestres pour effectuer un voyage autour du soleil. Pluton, à titre de comparaison, met 248 ans pour terminer son orbite.

À cette distance, la possibilité de vivre est presque inexistante. En surface (s'il y a une surface, bien sûr), le Soleil ne sera qu'une étoile plus brillante. La neuvième planète est probablement une boule de glace désolée avec une couche externe gazeuse, comme Neptune.

Brown est convaincu que la neuvième planète existe. Il a tweeté ça "OK, OK, je suis maintenant prêt à admettre: je crois que le système solaire a neuf planètes".


Planète "Neuf" : la prochaine "Big Kahuna" en astrologie !

De nombreuses découvertes extraordinaires passent largement inaperçues au moment où elles se produisent. Prenez par exemple la découverte de la planète Uranus en 1781. Peu d'astrologues ont réalisé en 1781 que cette nouvelle planète étrange - qui a en fait bouleversé le modèle astrologique établi depuis des millénaires des sept "planètes" de notre système solaire - entraînerait un gigantesque saut pour l'astrologie! Pendant des décennies (et même des siècles) après la découverte d'Uranus, les astrologues ont continué à ériger leurs horoscopes comme avant, en utilisant l'ensemble traditionnel des planètes et en accordant peu d'attention à la planète "inadaptée" Uranus. Mais aujourd'hui il serait impensable pour un astrologue qui pratique l'astrologie moderne de ne pas inclure Uranus (et Neptune et Pluton) dans un thème ! Ces trois planètes « transcendantales » ont énormément enrichi nos capacités interprétatives et il était dommage que les astrologues de ces générations n'aient pas profité de leur énorme potentialité.


Peut-être que nous sommes obligés de répéter cette erreur, cette fois avec la soi-disant planète "Neuf" ! Vous voyez, au cours des deux dernières décennies - et surtout à partir de 2003 - nous découvrons dans les confins de notre système solaire tant de corps célestes (Sedna, Eris, Makemake, Quaoar, Orcus et bien d'autres objets portant des nombres au lieu de noms ) que nous commençons à en perdre du compte et de l'intérêt. D'une certaine manière, on a l'impression d'être de retour en 1781 ! Mais cette fois, nous devons évaluer soigneusement ces corps nouvellement découverts, afin de déterminer rapidement leur valeur astrologique. Personnellement, je pense que nous devrions commencer par la planète "Neuf", qui est en fait une planète à part entière (et non une planète naine comme les autres). Planet "Nine" est unique en son genre (comme je l'ai mentionné, c'est la SEULE PLANÈTE nouvellement trouvée) et se démarque de loin parmi tous les autres nouveaux "enfants du quartier" ! Il y a cependant un petit problème ici : nous n'avons pas encore vu cette planète !

Aussi étrange que cela puisse paraître, aucun être humain n'a encore posé les yeux sur la planète "Neuf" ! Et comme je l'explique ci-dessous, pour le moment cette planète existe purement comme une conception théorique - intellectuelle. Si jamais nous regardons avec nos télescopes la planète "Neuf", alors ce sera un triomphe de l'intellect humain. En fait, ce sera la deuxième fois que nous connaîtrons un triomphe de ce genre. En 1841, l'astronome français Le Verrier a remarqué certaines divergences dans l'orbite de la nouvelle planète Uranus et a émis l'hypothèse qu'une autre planète géante devrait se trouver au-delà - exerçant son influence sur Uranus. Il a même fourni les coordonnées exactes de cette nouvelle planète à un observatoire allemand, qui a ainsi découvert la planète Neptune exactement là où Le Verrier l'avait suggéré !


La planète "Neuf" existe-t-elle vraiment ?

Pour être honnête, nous ne sommes pas absolument sûrs que la planète "Neuf" existe vraiment. Même Mike Brown (le célèbre astronome qui, le 20 janvier 2016, a fait l'annonce de la "découverte" de la planète Neuf - sur une base purement théorique, via des équations mathématiques et des simulations informatiques) admet qu'il y a dix pour cent de chance que la planète Neuf le fasse. n'existe pas vraiment. Mais d'un autre côté, il y a quatre-vingt-dix pour cent de chances que la planète Neuf soit vraiment là-bas ! Je parie peut-être sur le mauvais "cheval" ici, mais je fais confiance à Mike Brown. C'est un astronome de renommée internationale et il a découvert tellement d'objets aux confins de notre système solaire qu'il a définitivement pris le coup. Je ne pense pas qu'il annoncerait jamais publiquement l'existence de la planète "Neuf" à moins d'en être tout à fait sûr.

Permettez-moi d'essayer de vous expliquer aussi clairement que possible l'essentiel de sa théorie. Imaginez une balançoire pour enfants. Si une telle balançoire se balance, alors nous sommes sûrs qu'elle ne se balance pas toute seule. Il doit y avoir une force la déplaçant, une force exercée par un phénomène ou une entité. Il peut s'agir d'une personne, d'un vent fort ou même d'un tremblement de terre. Nous ne voyons peut-être pas l'entité ou le phénomène produisant la force, mais nous voyons clairement l'effet produit par celle-ci : la balançoire qui se balance. Nous savons qu'il est impossible pour une balançoire de se déplacer à moins qu'une force - provenant de quelque chose ou de quelqu'un - ne soit exercée sur elle. Dans certains cas, il se peut que nous n'ayons pas de contact visuel direct avec la personne qui pousse la balançoire (il peut y avoir par exemple un arbre entre nous et lui) mais nous sommes presque sûrs qu'elle est là ! Le même principe s'applique à la planète "Neuf". Nous savons que c'est là-bas parce que nous voyons - à notre grand étonnement - six planètes naines entières « tournées » dans la même direction, sans que rien d'autre ne soit capable de produire un effet aussi dramatique !

Nous parlons donc ici d'une nouvelle planète située bien au-delà de notre système solaire connu. En mesurant la force exercée par cette planète sur les six planètes naines « balancées », nous déterminons que la planète « Neuf » devrait être deux à quatre fois plus grande que la Terre et 10 fois plus massive ! Elle est temporairement nommée "Planète Neuf" (elle sera correctement baptisée une fois capturée par nos télescopes), car c'est la neuvième planète dans l'ordre numérique du Soleil. Il vient immédiatement après Neptune, qui est la huitième planète de notre système solaire (n'oublions pas que le corps que nous appelions auparavant la "neuvième planète", Pluton, a été rétrogradé en 2006 par l'Union astronomique internationale et est actuellement considéré pas une vraie planète mais une naine).

C'est comme vivre c'est-à-dire dans l'île de Cuba et croire (comme nos ancêtres le croyaient avant nous, d'ailleurs) que Cuba est tout ce qu'il y a, le monde entier. Et puis un jour découvrir de manière inattendue qu'au-delà de Cuba se trouve le vaste continent américain ! Le genre de "choc" que subissent les astronomes de nos jours ! Pendant des générations, nous avons cru que notre "île" (le système solaire que nous connaissions) était tout ce qu'il y avait et tout à coup nous avons découvert un vaste "continent" (une immense zone étendue de notre système solaire) se trouvant au-delà de notre "île" (notre système solaire précédemment connu) !

L'orbite gargantuesque de la planète "Neuf" par rapport à notre système solaire connu

La principale difficulté pour repérer la planète "Neuf" réside dans sa grande distance du Soleil. Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessus, la planète "Neuf" orbite autour du Soleil à une distance gargantuesque qui est en quelque sorte "hors échelle" par rapport aux orbites des planètes que nous connaissons (en fait, tout sur cette planète semble être "hors échelle"). En fait, la planète "Neuf" est si éloignée que les astronomes estiment qu'elle apparaîtrait quelque chose comme 1000 fois plus faible que Pluton (et si vous savez à quel point Pluton apparaît faible dans nos télescopes - à peine quelques pixels de diamètre - alors nous parlons ici de quelque chose d'extrêmement faible) ! De toute évidence, la planète "Neuf" reflète une quantité très limitée de lumière solaire, donc même pour nos télescopes les plus sensibles - si jamais ils se concentrent par hasard sur cette planète "fantomatique" - il sera extrêmement difficile de la distinguer de l'arrière-plan du "tout étoilé" ciel. De plus, la planète "Neuf" devrait être à peu près gelée, ce qui signifie que sa "piste" thermique n'est pas facilement détectable par nos radiotélescopes. Ainsi, il faudra peut-être des années avant de découvrir « physiquement » cet objet majestueux.

Certains pourraient alors dire : pourquoi devrions-nous nous soucier d'une planète si éloignée qui, même pour nos télescopes les plus puissants, apparaît comme un point minuscule ? Eh bien, la réponse est que l'astrologie ne semble pas trop se soucier des distances. Les planètes de notre système solaire connu - qui sont beaucoup plus proches de nous que la planète Neuf - ne nous affectent pas astrologiquement par leur force gravitationnelle. Si tel était le cas, alors - comme le prétendent les sceptiques - un obstétricien exercerait sur le nourrisson une traction gravitationnelle beaucoup plus forte avec sa masse corporelle que n'importe quel autre corps céleste ! Ce n'est donc pas la proximité même d'une planète qui la rend astrologiquement « active ». C'est plutôt un réseau complexe d'interrelations cosmiques. Pensez à Pluton : c'est un tout petit objet très loin de nous mais qui pourtant nous affecte énormément ! Sans parler de la planète Neuf, qui est 5000 plus massive que Pluton ! En tout cas, il serait ridicule pour nous, astrologues, d'accorder du crédit à des "blocs spatiaux" comme les astéroïdes "Arachne" ou "Eros" et d'ignorer un corps céleste aussi majestueux et dominateur comme la planète "Neuf" !

En fait, la planète "Neuf" semble être le roi absolu de cette zone nouvellement découverte, incroyablement vaste, qui se situe bien au-delà de notre système solaire connu. Il domine gravitationnellement de vastes étendues de cette zone trop étendue. Sans aucun doute, il s'agit d'un astre omnipotent, qui soumet plusieurs planètes naines en leur dictant les orbites qu'elles suivent.


Les propriétés astrologiques de la planète "Neuf"

Déterminer les propriétés astrologiques d'une planète en quelque sorte "fantomatique" que nous venons de "découvrir" théoriquement - et sur laquelle nous n'avons même pas jeté les yeux - serait normalement une tâche presque impossible ! En fait, il a fallu plusieurs décennies - et même des siècles - pour deviner, puis « distiller » et enfin déterminer les propriétés astrologiques spécifiques de chacune des planètes Uranus, Neptune et Pluton. Mais ce processus assez long nous a finalement remis un précieux "kit" pratique, qui s'avère très utile pour déterminer les propriétés d'un corps céleste nouvellement découvert. Vous voyez, rétrospectivement et après tant d'années que les astrologues s'efforçaient avec impatience de détecter les propriétés des planètes Uranus, Neptune et Pluton, nous avons réalisé que la "synchronicité" est un élément crucial. Nous devons donc examiner attentivement chaque ensemble d'événements, chaque processus ou même complexité se produisant au moment où un objet céleste est découvert. De plus, nous avons réalisé que la réalité astronomique d'un corps céleste a beaucoup à voir avec sa nature astrologique. Armés de ces notions, nous tenterons maintenant de deviner quelques propriétés éventuelles de la planète "Neuf" !

Tout d'abord, la planète "Neuf" est une conception purement théorique, une découverte rendue possible grâce à l'intellect humain et la - produite par l'intellect humain - la science des mathématiques et de l'astronomie, les ordinateurs avancés, les logiciels astronomiques, etc. être une planète exaltant l'intellect humain et dotant les individus et les générations qu'elle affecte de capacités spirituelles/intellectuelles extraordinaires !

Et sans aucun doute, il s'agit d'une planète « transcendantale ». Nous avons déjà appelé « transcendantales » les planètes (astrologiques) Uranus, Neptune et Pluton. Ainsi, nous sommes conscients que nous avons ici une planète qui dépasse le « transcendantal ». Je ne sais pas ce qui pourrait se trouver au-delà de la transcendance, mais la planète "Neuf" est définitivement le signe avant-coureur d'une conscience beaucoup plus élevée et profonde. Il représente apparemment des expériences qui dépassent le spectre habituel de la vie et "attire" probablement des événements inhabituels ou même extrêmes à notre perception quotidienne (souvent d'une dimension intérieure). Une telle planète « hyper-transcendante » pourrait être un agent d'évolution formidable pour les êtres humains, bien que les individus eux-mêmes puissent connaître les étapes initiales d'une telle évolution comme une souffrance aiguë et une aversion constante. Dans un tel royaume transcendantal, le concept de « dualité » est largement atténué et les pôles opposés se ressemblent de plus en plus !

La planète « Neuf » est une planète collective distinctement « générationnelle ». Il agit principalement à un niveau collectif et son impact serait plus évident sur les générations humaines que sur des individus isolés. Toutes les autres planètes ne restent dans un signe que quelques années, pas assez de temps pour "marquer" une génération avec la "fréquence" distinguée de leur permanence dans ce signe. Seul Pluton pourrait rester jusqu'à 31 ans dans un signe - et cette période se situe en marge de ce que nous pourrions appeler la durée d'une génération. Parfois, bien que Pluton ne reste que 12 ans dans un signe, ce n'est pas assez de temps pour produire un "timbre astrologique" distinct pour cette génération. Jusqu'à présent, nous n'avions pas eu de planète restant dans un signe pendant disons un siècle, une planète "marquant" vibratoirement une époque entière pour l'humanité (c'est-à-dire qu'il n'y a aucune planète connue qui puisse être expliquée - à elle seule - pour l'époque du Empire romain). Mais cela pourrait changer maintenant, car la planète "Neuf" reste dans certains signes pendant des siècles entiers (elle pourrait orbiter autour du Soleil sur une période de 15 000 ans) !

Michael Brown émet l'hypothèse que la planète "Neuf" pourrait actuellement se trouver quelque part dans la constellation de Cetus - ce qui correspond aux signes zodiacaux du Bélier/Taureau primitif. Il est alors très probable que la planète "Neuf" transitait sous le signe du Bélier lors des deux dernières guerres mondiales (avec Eris et Sedna, vous pouvez voir mon article relatif ici), marquant par sa présence en Bélier l'une des plus sanglantes et des périodes belliqueuses de l'histoire de l'humanité (avec près de 70 millions de victimes humaines) ! . N'est-il pas clair maintenant, rétrospectivement, la pure folie que nous avons vécue dans cette période sombre des deux guerres destructrices les plus importantes de l'histoire de l'humanité ?

La planète "Neuf" est définitivement une planète de pouvoir, dictant d'une manière ou d'une autre fatalement sa volonté aux individus et en particulier aux générations qu'elle affecte.

C'est aussi une planète longtemps annoncée par différents noms et formes ! En tant que "Planète X", en tant que "Nemesis" stellaire, en tant que "Tyche", etc. Ainsi, cela pourrait avoir à voir avec l'attribut de "annoncer" des choses, des situations, des entités. Cela pourrait aussi nous apprendre qu'une véritable entité peut être cachée derrière différents noms et apparences, qui ne reflètent finalement que des facettes partielles de celle-ci !

Curieusement, la planète “Nine” semble être connectée à toutes les planètes transcendantales/planètes naines Uranus, Neptune, Pluton et Eris ! De plus, il résume en quelque sorte certaines de leurs propriétés. Tout d'abord, cela rappelle beaucoup la planète Uranus, car (comme Uranus en 1781) elle nous introduit maintenant dans une vaste nouvelle zone de notre système solaire, une zone dont nous n'avions jamais imaginé qu'elle existait. C'est donc un « briseur de système », une planète quelque peu subversive et révolutionnaire qui nous éveille à de nouvelles et vastes dimensions !

Elle a aussi des similitudes évidentes avec la planète Neptune ! Vous voyez, les deux planètes ont d'abord été découvertes à un niveau théorique, en raison des perturbations qu'elles exerçaient sur d'autres corps célestes qui avaient déjà été découverts par les astronomes. Et ils ont été "physiquement" découverts plus tard (ou du moins, espérons-nous pour la planète "Neuf").

De plus, la planète « Nine » est intrinsèquement liée à Pluton, car elle a en fait pris sa place en tant que neuvième planète de notre système solaire (depuis que Pluton a été rétrogradé au rang de planète naine en 2006). Il ne devrait pas y avoir de neuvième planète après tout, mais grâce à cette nouvelle planète géante, l'ordre est apparemment rétabli et Pluton est en quelque sorte justifié ! Sans oublier que la planète Neuf semble être un « roi des ténèbres », le roi d'une région très sombre du système solaire « étendu ». Et comme nous le savons, Pluton est considéré comme le roi des enfers. Donc , il existe une sorte de connexion intime et sémiotique entre la planète “Nine” et Pluton !

Enfin, la planète “Nine” semble avoir une certaine parenté avec la nouvelle planète naine Eris. Vous voyez, ces deux objets ont été en quelque sorte « indésirables ». Eris était la seule divinité qui n'a pas été invitée dans un mariage crucial - selon la mythologie grecque. Et la planète “Nine” a apparemment été expulsée de notre système solaire connu il y a quelques milliards d'années – en raison de l'attraction gravitationnelle de nos planètes géantes connues. Ainsi, la planète “Nine” semble avoir été en quelque sorte redondante pour notre système solaire et pour cette raison, elle a été expulsée dans ses retranchements les plus éloignés ! Il pourrait donc représenter astrologiquement les traits d'être indésirable, expulsé et redondant.

L'impact de la découverte visuelle définitive de la planète "Neuf" sera énorme pour l'astrologie. Vous voyez, au moins dès 2005, une quête a commencé de la part de la communauté astrologique internationale sur les propriétés astrologiques des planétoïdes nouvellement découverts Sedna, Eris, etc. Les astrologues du monde entier ont essayé de comprendre à quel point ces planétoïdes sont importants et si doivent-ils ou non les inclure dans leurs tableaux - et comment doivent-ils les interpréter. Lorsque nous descendons sur la planète "Neuf", nous n'avons pas affaire à un petit planétoïde mais à une vraie planète géante, peut-être quatre fois plus grande que notre Terre ! Par conséquent, la planète "Neuf" porte un poids astrologique particulier et il est impératif de déterminer le plus tôt possible sa position réelle dans le ciel et ses propriétés astrologiques globales. Ensuite, nous devrions l'inclure en permanence dans nos logiciels astrologiques et les horoscopes que nous dressons !

Quand une découverte extraordinaire est faite, les gens sentent qu'ils vivent une époque passionnante ! A condition qu'ils réalisent que la découverte en question est extraordinaire. Et nous - les astrologues d'aujourd'hui - avons la chance de vivre à une époque aussi passionnante, lorsque la découverte de la planète "Neuf" a été faite !


Des archives

L'un des ensembles de données les plus complets qui réduit actuellement les cachettes possibles de la planète Neuf ne provient pas du tout d'une recherche télescopique, mais plutôt de l'orbiteur Cassini de la NASA à Saturne, qui a plongé dans la planète aux anneaux en 2017 après un séjour de 13 ans [en septembre] . C'était assez long pour que le vaisseau spatial ait enregistré toutes les faibles perturbations qu'une planète lointaine pourrait induire dans le mouvement de Saturne autour du soleil. Après l'annonce de Batygin et Brown, une équipe du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, dirigée par le physicien William M. Folkner, a recherché de telles anomalies parmi les données de position renvoyées par Cassini au cours de sa mission, mais n'en a trouvé aucune. Cela signifie que si Planet Nine existe et a environ 10 masses terrestres, elle doit être sur une orbite encore plus longue et plus excentrique que prévu et s'approcher d'un aphélie peut-être deux fois plus loin que prévu pour la première fois en 2016. Cette grande distance rendrait la tâche encore plus difficile. à voir. Alternativement, il pourrait être inférieur à 10 masses terrestres et toujours proche de l'orbite prédite canonique de Brown et Batygin.

Ou il pourrait tout simplement ne pas exister.

&ldquoLa possibilité cuisante ici est que Planet Nine est juste très loin, et alors nous devons attendre une nouvelle génération de meilleurs télescopes pour la trouver,&rdquo Batygin dit. &ldquoUne autre possibilité à laquelle j'essaie de ne pas trop penser est que c'est dans le plan galactique.&rdquo C&rsquo le disque de la Voie lactée qui s'arc comme une épine dorsale rougeoyante à travers le ciel nocturne. Une fraction de l'orbite proposée par Planet Nine passe par cette région, où le point planétaire sombre et glaciaire pourrait se cacher dans un épais brouillard d'étoiles en arrière-plan.

Une seule installation dans un futur proche peut facilement percer le voile lumineux de la Voie lactée : le Large Synoptic Survey Telescope (LSST), un monstre d'observatoire doté d'un miroir à grand champ de 8,4 mètres relié à une caméra de trois gigapixels. Actuellement en construction au Chili et devant commencer son enquête en 2022, au cours de chaque observation nocturne, le LSST capturera 20 téraoctets de vues panoramiques du ciel au-dessus pour créer un film céleste d'une profondeur et de détails sans précédent. Sa vue étendue est susceptible de découvrir des centaines, voire des milliers de TNO extrêmes supplémentaires, fournissant un flot de données concrètes pour tester davantage l'hypothèse de Brown et Batygin. Même si Planet Nine est plutôt sombre, particulièrement loin et en face du plan galactique, la preuve la plus cruciale pour ou contre son existence devrait sortir de la base de données colossale LSST dans quelques années après le début de l'enquête, en supposant qu'elle ne soit pas trouvée avant.

En attendant, Cassini&rsquos ne sont pas les seules données d'archives utilisées dans la recherche en cours. Une équipe dirigée par l'astronome David Gerdes de l'Université du Michigan adopte une approche différente : rechercher la planète dans les images accumulées du Dark Energy Survey (DES), un projet qui en est à sa cinquième et dernière année. Conçue pour cartographier un huitième du ciel nocturne, la vue DES chevauche par coïncidence la meilleure estimation de Brown et Batygin pour l'emplacement céleste approximatif de Planet Nine. Le cheval de bataille du projet est la Dark Energy Camera, un instrument de 570 mégapixels avec un champ de vision deux fois plus grand que celui de Subaru. Il est monté sur le télescope Victor M. Blanco de quatre mètres à l'observatoire interaméricain Cerro Tololo dans les Andes chiliennes, à quelques pas du chantier de construction du LSST. L'équipement DES peut couvrir deux fois plus de ciel que Subaru dans un instantané donné. Mais parce que son télescope est environ la moitié de la taille, il doit prendre des expositions beaucoup plus longues et une situation mdasha qui donne sans doute un léger avantage à Subaru.

L'observatoire interaméricain Cerro Tololo (CTIO) se trouve sous une pluie d'étoiles sur cette photo à longue exposition. Plusieurs équipes utilisent des instruments sur le télescope CTIO&rsquos Blanco (dôme le plus à gauche) pour chasser la planète neuf. Si la planète continue d'échapper aux astronomes dans les années 2020, le dernier et le meilleur espoir de la trouver sera le Large Synoptic Survey Telescope, une installation actuellement en construction près du CTIO. Crédit: Reidar Hahn Fermilab

D'autres recherches largement similaires basées sur des archives sont à divers stades d'achèvement, principalement supervisées par l'Université de Californie à Berkeley, l'astrophysicien Peter Nugent utilisant les données d'un petit télescope de l'observatoire Palomar et une autre de l'astronome de Berkeley Aaron Meisner et ses collègues utilisant les données de la NASA. basé sur Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Il existe même un site Web & ldquocitizen science & rdquo consacré à laisser n'importe qui & mdash même vous, cher lecteur & mdashpore à travers des images WISE pour la planète insaisissable. Et derrière toutes les observations, un écosystème vaste et diversifié de simulations numériques bourdonne sur de puissants superordinateurs, essayant d'affiner davantage la recherche de la planète neuf en modélisant ses effets gravitationnels sur le système solaire sur des échelles de temps de plusieurs milliards d'années.

&ldquoNous bombardons le ciel de tapis pour voir ce qui en tombe,&rdquo Gerdes dit. &ldquoDeux ans plus tard, la première chose que nous pouvons dire à propos de Planet Nine, c'est qu'il ne s'agit pas de fruits à portée de main, mais nous secouons toujours l'arbre.&rdquo


Samedi 23 mars 2013

Gravité - Est-ce que plus d'océan sur un analogue de la Terre produit une période de rotation différente ?


Une exoplanète qui a plus d'océan que la Terre tournerait-elle à un
vitesse différente à cause de cela?


En gros non. La vitesse de rotation ou la vitesse angulaire ne change pas de manière mesurable avec l'exemple que vous proposez.

Pour expliquer cela plus en détail, il y a deux concepts importants. Le premier est le moment angulaire (explication courte ou plus longue) et le deuxième concept est le moment d'inertie.

La formule de base est que la vitesse angulaire (temps pour 1 rotation complète) = le moment angulaire divisé par le moment d'inertie. Les formules et les explications sont dans le(s) lien(s) ci-dessus, et si je devais l'expliquer, cela deviendrait verbeux, mais votre question semblait être plus générale, moins sur les calculs mathématiques, donc je vais sauter les formules.

En résumé, en parlant d'une planète, l'état de la matière n'affecte pas le moment angulaire. Le moment angulaire est conservé et celui, divisé par le moment d'inertie, détermine la vitesse de rotation. Maintenant, si quelque chose tourne assez vite, la rotation angulaire peut submerger la gravité et lorsque cela se produit, la planète peut commencer à s'envoler, ce qui se produit plus facilement avec de l'eau qu'une surface rocheuse qui a une certaine cohésion, mais en ignorant les rotations folles super rapides, un monde aquatique, un monde océanique profond, un monde océanique peu profond et un monde rocheux obéissent tous à la loi de vitesse angulaire et la composition n'a pas d'importance. Le moment cinétique est conservé. Le moment d'inertie d'une planète peut changer mais pour la plupart, ne change pas beaucoup.

Le moment d'inertie de la Terre, par exemple, change à mesure que les glaciers grandissent ou rétrécissent, ou lorsqu'il y a un tremblement de terre. Même, chaque fois que nous construisons un grand bâtiment, le moment d'inertie de la Terre augmente un tout petit peu, comme un patineur étendant les bras pour ralentir en sortant d'une spirale.

Lorsqu'il y a un tremblement de terre qui, en grande partie, stabilise la Terre, il y a une petite augmentation de la vitesse de rotation de la Terre. Le moment angulaire total et la masse totale restent les mêmes, mais le déplacement du matériau modifie le moment d'inertie. (La poussière spatiale et les effets de marée changent le moment d'inertie de la Terre, mais assez lentement).


La quantité d'eau aurait-elle un impact sur le poids, l'attraction gravitationnelle,
et/ou les forces de marée et provoquent une différence dans la rotation de l'exoplanète
période?


C'est une question plus difficile à répondre précisément parce que l'ajout d'eau modifie la masse de la planète et la modification de la masse modifie le moment d'inertie, mais s'en tenir au principe de votre question, il n'y a aucun effet mesurable.

Prenons un exemple un peu plus simple sans changer la masse de la planète. Âges de glace. Lorsque la Terre est dans une ère glaciaire, il y a moins d'océans liquides et plus de glace aux pôles, mais la masse totale reste inchangée. Plus de masse aux pôles et moins de masse dans les océans diminue le moment d'inertie de la Terre parce que la majeure partie du moment d'inertie de la Terre se situe autour de l'équateur. Par conséquent, la Terre tourne légèrement plus vite pendant une période glaciaire et légèrement plus lentement après une ère glaciaire. Au fil du temps, la croûte terrestre a tendance à s'adapter à cet effet, mais cela prend des dizaines de milliers d'années. Certaines parties de la croûte terrestre se remettent encore de la dernière période glaciaire.

L'attraction gravitationnelle n'est pas pertinente. Neutron Stars with enormous gravitational pull can rotate very fast and the planet with the fastest rotation in our solar-system is Jupiter and the one with the slowest rotation is Mercury. Angular velocity has no direct correlation to mass or gravity though there is an indirect correlation. As a star, for example condenses it's rotation speeds up, because the angular momentum is conserved but as it settles the moment of inertia decreases. That's why young stars, White Dwarfs and Neutron stars can spin very fast.

Tidal forces can create drag on rotation but the effect is slow, taking millions or hundreds of millions of years. With enough time, tidal forces cause a planet or moon to stop rotating and become tidally locked but there's no short term affect. (I'll say a bit more on this later).

So, a planet with large oceans wouldn't rotate any slower than a planet with no oceans because liquid or solid can have equal angular velocity, but over time, tides will slow a planet with oceans more quickly than a planet without them.

Because the Earth has oceans, the Moon's gravitation on the Earth's tidal bulge does slow down the Earth's rotation, but this has been happening for 4 billion years and the Earth still rotates every 24 hours - one of the faster planets. If the Earth had more water the Moon's tidal tug would slow the earth down a bit faster, but it would still be very gradual.

Jupiter, which is basically a ball of gas, is the fastest rotating planet and Mercury, basically a rock, the slowest, so those are 2 examples of composition not being a factor, though Mercury's slow rotation is in large part due to the strong tidal forces it receives from the Sun.

Now, I Understand the logical approach to your question, as there's something apparent about water resisting rotation - touched on in this question, but the fact that water doesn't spin with a glass when you spin a glass is an example of conservation of angular momentum, not an argument against it. On a planet, the oceans are rotating with the planet and the angular momentum is already there.

Hope that wasn't too long, but that's the gist of it. I can try to clean up or clarify if needed.


NASA Takes a Closer Look at Planet Nine

Caltech researchers have found evidence suggesting there may be a “Planet X” deep in the solar system. This hypothetical Neptune-sized planet orbits our sun in a highly elongated orbit far beyond Pluto. The object, which the researchers have nicknamed “Planet Nine,” could have a mass about 10 times that of Earth and orbit about 20 times farther from the sun on average than Neptune. It may take between 10,000 and 20,000 Earth years to make one full orbit around the sun.

“The possibility of a new planet is certainly an exciting one for me as a planetary scientist and for all of us,” said Jim Green, director of NASA’s Planetary Science Division. “This is not, however, the detection or discovery of a new planet. It’s too early to say with certainty there’s a so-called Planet X. What we’re seeing is an early prediction based on modeling from limited observations. It’s the start of a process that could lead to an exciting result.”


Caltech’s Konstantin Batygin, an assistant professor of planetary science, and Mike Brown, the Richard and Barbara Rosenberg Professor of Planetary Astronomy, discuss new research that provides evidence of a giant planet tracing a bizarre, highly elongated orbit in the outer solar system.

SUMMARY
Caltech researchers have found evidence suggesting there may be a “Planet X” deep in the solar system. This hypothetical Neptune-sized planet orbits our sun in a highly elongated orbit far beyond Pluto. The object, which the researchers have nicknamed “Planet Nine,” could have a mass about 10 times that of Earth and orbit about 20 times farther from the sun on average than Neptune. It may take between 10,000 and 20,000 Earth years to make one full orbit around the sun.

The announcement does not mean there is a new planet in our solar system. The existence of this distant world is only theoretical at this point and no direct observation of the object nicknamed have been made. The mathematical prediction of a planet could explain the unique orbits of some smaller objects in the Kuiper Belt, a distant region of icy debris that extends far beyond the orbit of Neptune. Astronomers are now searching for the predicted planet.

IN DEPTH
In January 2015, Caltech astronomers Konstantin Batygin and Mike Brown announced new research that provides evidence of a giant planet tracing an unusual, elongated orbit in the outer solar system. The prediction is based on detailed mathematical modeling and computer simulations, not direct observation.

This large object could explain the unique orbits of at least five smaller objects discovered in the distant Kuiper Belt.

“The possibility of a new planet is certainly an exciting one for me as a planetary scientist and for all of us,” said Jim Green, director of NASA’s Planetary Science Division. “This is not, however, the detection or discovery of a new planet. It’s too early to say with certainty there’s a so-called Planet X. What we’re seeing is an early prediction based on modeling from limited observations. It’s the start of a process that could lead to an exciting result.”


NASA’s Director of Planetary Science, Jim Green, discusses the January 20 Astronomical Journal science paper that points to the possibility of a new “Planet 9” in our solar system beyond Pluto, examining the scientific process and inviting you to have a front row seat to our exploration of the solar system.

The Caltech scientists believe Planet X may have has a mass about 10 times that of Earth and be similar in size to Uranus or Neptune. The predicted orbit is about 20 times farther from our sun on average than Neptune (which orbits the sun at an average distance of 2.8 billion miles). It would take this new planet between 10,000 and 20,000 years to make just one full orbit around the sun (where Neptune completes an orbit roughly every 165 years).

WHEN WAS IT DISCOVERED?
Planet X has not yet been discovered, and there is debate in the scientific community about whether it exists. The prediction in the Jan. 20 issue of the Astronomical Journal is based on mathematical modeling.

WHAT IS ITS NAME?
Batygin and Brown nicknamed their predicted object “Planet Nine,” but the actual naming rights of an object go to the person who actually discovers it. The name used during previous hunts for the long suspected giant, undiscovered object beyond Neptune is “Planet X.”

If the predicted world is found, the name must be approved by the International Astronomical Union. Planets are traditionally named for mythological Roman gods.

WHY DO THEY THINK IT IS THERE?
Astronomers studying the Kuiper Belt have noticed some of the dwarf planets and other small, icy objects tend to follow orbits that cluster together. By analyzing these orbits, the Caltech team predicted the possibility that a large, previously undiscovered planet may be hiding far beyond Pluto.

They estimate the gravity of this potential planet might explain the unusual orbits of those Kuiper objects.

WHAT’S NEXT?
Astronomers, including Batygin and Brown, will begin using the world’s most powerful telescopes to search for the object in its predicted orbit. Any object that far away from the sun will be very faint and hard to detect, but astronomers calculate that it should be possible to see it using existing telescopes.

“I would love to find it,” says Brown. “But I’d also be perfectly happy if someone else found it. That is why we’re publishing this paper. We hope that other people are going to get inspired and start searching.”

“Anytime we have an interesting idea like this, we always apply Carl Sagan’s rules for critical thinking, which include independent confirmation of the facts, looking for alternate explanations, and encouraging scientific debate,” said Green. “If Planet X is out there, we’ll find it together. Or we’ll determine an alternate explanation for the data that we’ve received so far.


Zooming out from the orbit of Neptune, we see the six aligned objects, and how they fall within the same plane


Caltech researchers find evidence of a real ninth planet

VIDÉO: Caltech's Konstantin Batygin, an assistant professor of planetary science, and Mike Brown, the Richard and Barbara Rosenberg Professor of Planetary Astronomy, discuss new research that provides evidence of a giant planet tracing a. Voir plus

Caltech researchers have found evidence of a giant planet tracing a bizarre, highly elongated orbit in the outer solar system. The object, which the researchers have nicknamed Planet Nine, has a mass about 10 times that of Earth and orbits about 20 times farther from the sun on average than does Neptune (which orbits the sun at an average distance of 2.8 billion miles). In fact, it would take this new planet between 10,000 and 20,000 years to make just one full orbit around the sun.

The researchers, Konstantin Batygin and Mike Brown, discovered the planet's existence through mathematical modeling and computer simulations but have not yet observed the object directly.

"This would be a real ninth planet," says Brown, the Richard and Barbara Rosenberg Professor of Planetary Astronomy. "There have only been two true planets discovered since ancient times, and this would be a third. It's a pretty substantial chunk of our solar system that's still out there to be found, which is pretty exciting."

Brown notes that the putative ninth planet--at 5,000 times the mass of Pluto--is sufficiently large that there should be no debate about whether it is a true planet. Unlike the class of smaller objects now known as dwarf planets, Planet Nine gravitationally dominates its neighborhood of the solar system. In fact, it dominates a region larger than any of the other known planets--a fact that Brown says makes it "the most planet-y of the planets in the whole solar system."

Batygin and Brown describe their work in the current issue of the Astronomical Journal and show how Planet Nine helps explain a number of mysterious features of the field of icy objects and debris beyond Neptune known as the Kuiper Belt.

"Although we were initially quite skeptical that this planet could exist, as we continued to investigate its orbit and what it would mean for the outer solar system, we become increasingly convinced that it is out there," says Batygin, an assistant professor of planetary science. "For the first time in over 150 years, there is solid evidence that the solar system's planetary census is incomplete."

The road to the theoretical discovery was not straightforward. In 2014, a former postdoc of Brown's, Chad Trujillo, and his colleague Scott Sheppard published a paper noting that 13 of the most distant objects in the Kuiper Belt are similar with respect to an obscure orbital feature. To explain that similarity, they suggested the possible presence of a small planet. Brown thought the planet solution was unlikely, but his interest was piqued.

He took the problem down the hall to Batygin, and the two started what became a year-and-a-half-long collaboration to investigate the distant objects. As an observer and a theorist, respectively, the researchers approached the work from very different perspectives--Brown as someone who looks at the sky and tries to anchor everything in the context of what can be seen, and Batygin as someone who puts himself within the context of dynamics, considering how things might work from a physics standpoint. Those differences allowed the researchers to challenge each other's ideas and to consider new possibilities. "I would bring in some of these observational aspects he would come back with arguments from theory, and we would push each other. I don't think the discovery would have happened without that back and forth," says Brown. " It was perhaps the most fun year of working on a problem in the solar system that I've ever had."

Fairly quickly Batygin and Brown realized that the six most distant objects from Trujillo and Sheppard's original collection all follow elliptical orbits that point in the same direction in physical space. That is particularly surprising because the outermost points of their orbits move around the solar system, and they travel at different rates.

"It's almost like having six hands on a clock all moving at different rates, and when you happen to look up, they're all in exactly the same place," says Brown. The odds of having that happen are something like 1 in 100, he says. But on top of that, the orbits of the six objects are also all tilted in the same way--pointing about 30 degrees downward in the same direction relative to the plane of the eight known planets. The probability of that happening is about 0.007 percent. "Basically it shouldn't happen randomly," Brown says. "So we thought something else must be shaping these orbits."

The first possibility they investigated was that perhaps there are enough distant Kuiper Belt objects--some of which have not yet been discovered--to exert the gravity needed to keep that subpopulation clustered together. The researchers quickly ruled this out when it turned out that such a scenario would require the Kuiper Belt to have about 100 times the mass it has today.

That left them with the idea of a planet. Their first instinct was to run simulations involving a planet in a distant orbit that encircled the orbits of the six Kuiper Belt objects, acting like a giant lasso to wrangle them into their alignment. Batygin says that almost works but does not provide the observed eccentricities precisely. "Close, but no cigar," he says.

Then, effectively by accident, Batygin and Brown noticed that if they ran their simulations with a massive planet in an anti-aligned orbit--an orbit in which the planet's closest approach to the sun, or perihelion, is 180 degrees across from the perihelion of all the other objects and known planets--the distant Kuiper Belt objects in the simulation assumed the alignment that is actually observed.

"Your natural response is 'This orbital geometry can't be right. This can't be stable over the long term because, after all, this would cause the planet and these objects to meet and eventually collide,'" says Batygin. But through a mechanism known as mean-motion resonance, the anti-aligned orbit of the ninth planet actually prevents the Kuiper Belt objects from colliding with it and keeps them aligned. As orbiting objects approach each other they exchange energy. So, for example, for every four orbits Planet Nine makes, a distant Kuiper Belt object might complete nine orbits. They never collide. Instead, like a parent maintaining the arc of a child on a swing with periodic pushes, Planet Nine nudges the orbits of distant Kuiper Belt objects such that their configuration with relation to the planet is preserved.

"Still, I was very skeptical," says Batygin. "I had never seen anything like this in celestial mechanics."

But little by little, as the researchers investigated additional features and consequences of the model, they became persuaded. "A good theory should not only explain things that you set out to explain. It should hopefully explain things that you didn't set out to explain and make predictions that are testable," says Batygin.

And indeed Planet Nine's existence helps explain more than just the alignment of the distant Kuiper Belt objects. It also provides an explanation for the mysterious orbits that two of them trace. The first of those objects, dubbed Sedna, was discovered by Brown in 2003. Unlike standard-variety Kuiper Belt objects, which get gravitationally "kicked out" by Neptune and then return back to it, Sedna never gets very close to Neptune. A second object like Sedna, known as 2012 VP113, was announced by Trujillo and Sheppard in 2014. Batygin and Brown found that the presence of Planet Nine in its proposed orbit naturally produces Sedna-like objects by taking a standard Kuiper Belt object and slowly pulling it away into an orbit less connected to Neptune.

But the real kicker for the researchers was the fact that their simulations also predicted that there would be objects in the Kuiper Belt on orbits inclined perpendicularly to the plane of the planets. Batygin kept finding evidence for these in his simulations and took them to Brown. "Suddenly I realized there are objects like that," recalls Brown. In the last three years, observers have identified four objects tracing orbits roughly along one perpendicular line from Neptune and one object along another. "We plotted up the positions of those objects and their orbits, and they matched the simulations exactly," says Brown. "When we found that, my jaw sort of hit the floor."

"When the simulation aligned the distant Kuiper Belt objects and created objects like Sedna, we thought this is kind of awesome--you kill two birds with one stone," says Batygin. "But with the existence of the planet also explaining these perpendicular orbits, not only do you kill two birds, you also take down a bird that you didn't realize was sitting in a nearby tree."

Where did Planet Nine come from and how did it end up in the outer solar system? Scientists have long believed that the early solar system began with four planetary cores that went on to grab all of the gas around them, forming the four gas planets--Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune. Over time, collisions and ejections shaped them and moved them out to their present locations. "But there is no reason that there could not have been five cores, rather than four," says Brown. Planet Nine could represent that fifth core, and if it got too close to Jupiter or Saturn, it could have been ejected into its distant, eccentric orbit.

Batygin and Brown continue to refine their simulations and learn more about the planet's orbit and its influence on the distant solar system. Meanwhile, Brown and other colleagues have begun searching the skies for Planet Nine. Only the planet's rough orbit is known, not the precise location of the planet on that elliptical path. If the planet happens to be close to its perihelion, Brown says, astronomers should be able to spot it in images captured by previous surveys. If it is in the most distant part of its orbit, the world's largest telescopes--such as the twin 10-meter telescopes at the W. M. Keck Observatory and the Subaru Telescope, all on Mauna Kea in Hawaii--will be needed to see it. If, however, Planet Nine is now located anywhere in between, many telescopes have a shot at finding it.

"I would love to find it," says Brown. "But I'd also be perfectly happy if someone else found it. That is why we're publishing this paper. We hope that other people are going to get inspired and start searching."

In terms of understanding more about the solar system's context in the rest of the universe, Batygin says that in a couple of ways, this ninth planet that seems like such an oddball to us would actually make our solar system more similar to the other planetary systems that astronomers are finding around other stars. First, most of the planets around other sunlike stars have no single orbital range--that is, some orbit extremely close to their host stars while others follow exceptionally distant orbits. Second, the most common planets around other stars range between 1 and 10 Earth-masses.

"One of the most startling discoveries about other planetary systems has been that the most common type of planet out there has a mass between that of Earth and that of Neptune," says Batygin. "Until now, we've thought that the solar system was lacking in this most common type of planet. Maybe we're more normal after all."

Brown, well known for the significant role he played in the demotion of Pluto from a planet to a dwarf planet adds, "All those people who are mad that Pluto is no longer a planet can be thrilled to know that there is a real planet out there still to be found," he says. "Now we can go and find this planet and make the solar system have nine planets once again."

The paper is titled "Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System."

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We thought 'this is quite interesting – how can this be?' – Konstantin Batygin

In 2006, the International Astronomical Union voted to demote Pluto's status to a "dwarf planet", along with the newcomers. Mike Brown, a professor of planetary astronomy at the California Institute of Technology – Caltech – who led the team that identified Eris, is self-styled as the "man who killed Pluto" to this day. The ninth planet was no more.

A ghostly signature

At the same time, the discovery of these objects uncovered a major new lead in the search for a hidden planet.

It turns out that Sedna is not moving in the way everyone expected – tracing elliptical rings around the Sun, from within the Kuiper Belt. Instead, this dwarf planet takes a bizarre and unexpected path, swinging from just 76 Earth-Sun distances (roughly 11 billion k/7 billion miles) from the centre of our solar system to more than 900 (roughly 135 billion km/84 billion miles). Its orbit is so meandering, it takes 11,000 years to complete – the last time Sedna was at its current position, humans had only just invented farming.

Percival Lowell established his observatory in Flagstaff, Arizona to look for intelligent life on Mars. Eventually it was used to find Pluto (Credit: Alamy)

It's as though something is tugging at Sedna and dragging it away.

Enter a hypothetical new addition to our solar system – but not as it was thought of before. In 2016, the same Mike Brown who had slain Pluto, together with his colleague Konstantin Batygin – also a professor of planetary science at Caltech – co-authored a paper proposing a massive planet, between five and 10 times the size of Earth.

Their idea came from the observation that Sedna was not the only object out of place. It was joined by six others, and all of them are being pulled in the same direction. There are also other clues, such as the fact that each is tilted on its axis in exactly the same direction. The pair calculated that the probability of all six objects being pulled in the exact same direction, with the same tilt by chance was just 0.007%.

"We thought 'this is quite interesting – how can this be?'" says Batygin. "It was quite remarkable because such a clustering, if left alone for a sufficiently long period of time, would disperse, just due to interaction with the gravity of the planets."

Instead, they proposed that Planet Nine had left its ghostly imprint in the outer reaches of our solar system, distorting the orbits of the objects around it with its gravitational pull. Several years on, and the number of objects that fit the eccentric orbital pattern and tilt has continued to increase, "We now have around 19 overall," says Batygin.

Though no one has yet seen the hypothetical planet, it's possible to infer a surprising amount about it. As with the other objects beyond the Kuiper Belt, the orbit of the new Planet Nine would be so distorted that its farthest reach is expected to be twice as far away as its nearest – around 600 times the distance from the Sun to Earth (90 billion km/56 billion miles), vs 300 (45 billion km/28 billion miles). Scientists have also hazarded a guess at its aesthetic – icy, with a solid core, like Uranus or Neptune.

Then there's the slippery question of where Planet Nine might have come from in the first place. So far, there are three main ideas. One is that it formed where it currently hides, which Batygin dismisses as relatively unlikely because this would require the early solar system to have stretched out as far as its distant refuge.

There's also the intriguing suggestion that the ninth planet is actually an alien imposter, an object that was stolen from another star long ago when the Sun was still in the stellar cluster in which it was born. "The problem with such a story is that you're just as likely to then lose the planet upon the next encounter," says Batygin. "So, statistically, that model runs into trouble."

Neptune is currently the most distant known planet in our solar system, but there might be another lurking beyond the Kuiper Belt (Credit: Nasa/JPL)

Then there's Batygin's personal favourite, which he admits is also "not a complete slam dunk". In this scenario, the planet formed much closer to the Sun, at a time when the solar system was in its early stages and the planets were just beginning to coalesce out of the surrounding gas and dust. "It kind of hung around the giant planet formation region, before being scattered out by Jupiter or Saturn, and subsequently had its orbit modified by passing stars," he says.

An obscure hiding place

Of course, all this begs an obvious question – if Planet Nine is really there, why has no one seen it?

"I didn't have a particularly strong appreciation for just how difficult would be to find Planet Nine until I started looking together with Mike using telescopes," says Batygin. "The reason it's such a tough search is because most astronomical surveys are not looking for a single thing."

For example, astronomers would normally be looking for a class of objects, such as a particular kind of planet. Even if they're rare, if you survey a wide enough expanse of space, you're likely to find something. But hunting down a specific object such as Planet Nine is a whole different exercise. "There's only one tiny portion of the sky that has it," says Batygin, who explains that another factor is the slightly more prosaic challenge of booking time slots to use the right kind of telescope.

"Really, at the moment the only game in town for finding Planet Nine is the Subaru Telescope," says Batygin. This 8.2m behemoth – located at the summit of a dormant volcano, Maunakea, in Hawaii – is capable of capturing even the weak light of distant celestial objects. This is ideal, because the shadowy planet would be so far away, it's unlikely to be reflecting much light from the Sun.

"We have only one machine that we can use, and we get maybe three nights on it a year," says Batygin, who was fresh from a three-night run on the telescope the previous week. "The good news is that the Vera Rubin telescope is coming online within the next couple of years, and they are going to probably find it." This next-generation telescope, currently under construction in Chile, will be scanning the sky systematically – photographing the entire available view – every few nights, to survey its contents.

An intriguing alternative

However, there is one almost outrageously peculiar scenario in which the planet will never be found this way – it might not be a planet after all, but a black hole.

The Subaru telescope in Hawaii has already spotted the most distant known object in our solar system, nicknamed "Farfarout", during a search for Planet Nine (Credit: Alamy)

"All of the evidence for there being an object is gravitational," says James Unwin, professor of physics at the University of Illinois, Chicago, who first suggested the idea, along with Jakub Scholtz, a postdoctoral researcher from the University of Turin. While we're most familiar with the idea that planets exert a powerful gravitational pull, "there are other things that can generate it, which are more exotic", says Unwin.

Some plausible replacements for planet nine include a small ball of ultra-concentrated dark matter, or a primordial black hole. As black holes are among the most dense objects in the Universe, Unwin explains that it's entirely possible the latter could be warping the orbits of distant objects in the outer solar system.

The black holes we’re most familiar with tend to include “stellar” black holes, which have a mass that’s at least three times that of our own Sun, and “supermassive” black holes, which are millions or billions of times our Sun’s mass, While the former are born out of dying stars collapsing in on themselves, the latter are more mysterious – possibly beginning as colossal stars which implode, then gradually accumulate more and more mass by devouring everything in their surroundings, including other black holes.

Primordial black holes are different. They have never been observed, but are thought to originate in the hot energy-and-matter haze that formed in the first second of the Big Bang. In this uneven environment, some parts of the Universe may have become so dense, they were compressed into tiny pockets with the mass of planets.

Unwin points out that there is zero probability of the black hole being formed from a star, since they keep their potent gravitational pull – it’s just concentrated. Even the smallest stellar blackholes have masses three times that of our Sun, so it would be like having at least three extra Suns pulling at the planets in our solar system. In short, we would definitely have noticed.

However, Unwin and Scholtz say it could be a primordial black hole, since these are thought to be substantially smaller. "Because these things are born during the early stages of the Universe, the dense regions they formed from could have been particularly small," says Scholtz. "As a result, the mass contained in this black hole that eventually is formed out of it can be much, much less than a star – they even can be just a couple of pounds, like a chunk of rock." This is more in line with the predicted mass of Planet Nine, which is thought to be equivalent to up to ten Earths.

The dwarf planet Sedna has an unconventional orbit which might be explained by the gravitational pull of a massive undiscovered planet (Credit: Nasa/ JPL-Caltech)

What would it look like? Should we be worried? And could this be even more exciting than discovering a planet?

First, even primordial black holes are dense enough that no light can escape. They are the truest form of black. This means that this one would not show up on any kind of telescope that currently exists. If you were to look straight at it, the only clue to its presence would be a blank void – a tiny gap in the blanket of stars in the night sky.

Which brings us to the real snag. While the mass of this black hole would be the same as that of the proposed Planet Nine – up to 10 times Earth's – it would be condensed into a volume roughly the size of an orange. To find it would require some ingenuity.

So far, suggestions include looking for the gamma rays that are emitted by objects as they fall into black holes, or releasing a constellation of hundreds of tiny spacecraft, which might – if we're lucky – pass close enough so that they'd be pulled towards it ever-so-fractionally, and accelerate by a detectable amount.

Since the mysterious gravitational pull is emanating from the farthest reaches of our solar system, the probes would have to be sent via an Earthbound laser array, which could propel them to 20% of the speed of light. If they travelled any slower, they might take hundreds of years to arrive – an experiment that would, naturally, stretch well beyond a human lifetime.

As it happens, these futuristic spacecraft are already being developed for another ambitious mission, the Breakthrough Starshot project, which aims to send them to the Alpha Centauri star system, 4.37 light-years away.

If we were to discover a lurking black hole, rather than a frigid planet, Unwin says there would be no need to panic. "There's a supermassive black hole in the centre of our galaxy," he says. "But we don't worry about our solar system falling into it, because we're in a stable orbit around it." So, while a primitive black hole will suck up anything within its path, this would not include the Earth, which – like the other inner planets – doesn't ever come close.

"It's not like a vacuum cleaner," says Unwin. He explains that from the perspective of anyone on Earth, having an undiscovered black hole in the solar system is not that different to having a concealed planet there.

But while stellar and primordial black holes are essentially the same, the latter have never been found or studied – and difference in scale is expected to lead to some bizarre phenomena. “I would say that the things that happen with small black holes are more interesting than what happens with large black holes," says Scholtz.

In 2019, the Event Horizon Telescope (EHT) captured an image of the shadow of a supermassive black hole in the centre of the galaxy Messier 87 (Credit: Alamy)

One example is the aptly-named process of “spaghettification”, which is often illustrated by the fable of an astronaut who ventured too near a black hole’s event horizon – the point beyond which no light can escape – and fell in headfirst. Though her head and feet were just metres from each other, the difference in the gravitational forces acting on them would be so great, she would be stretched like spaghetti.

Intriguingly, the effect should be even more dramatic, the smaller the black hole is. Sholtz explains that it’s all about relative distances – if you’re two metres tall, and you’re falling through an event horizon that’s one metre from a primordial black hole’s centre, the discrepancy between the location of your head and feet is larger, compared to the size of the black hole. This means you’ll be stretched far more than if you fell into a stellar one that’s a million miles across.

"And so, peculiarly enough, they're more interesting," says Scholtz. Spaghettification has already been seen via a telescope, when a star got too close to a stellar black hole 215 million light years from Earth, and was ripped apart (no astronauts were harmed). But if there is a primordial black hole in our own solar system, it would provide astrophysicists with the opportunity to study this behaviour – and many others – up close.

So what does Batygin make of the possibility that the long-sought ninth planet could actually be a black hole instead? "It's a creative idea, and we cannot constrain what its composition is even in the least bit," he says. "I think maybe it's just my own bias, being a planetary science professor, but planets are a little bit more common…"

While Unwin and Scholtz are rooting for a primeval black hole to experiment with, Batygin is just as keen for a giant planet – citing the fact that the most common type throughout the galaxy are those which have around the same mass as Planet Nine.

"Meanwhile most exoplanets that orbit Sun-like stars, are in this weird range of being bigger than the Earth and considerably smaller than Neptune and Uranus," he says. If scientists do find the missing planet, it will be the closest they can get to a window into those elsewhere in the galaxy.

Only time will tell if the latest quest will be more successful than Lowell's. But Batygin is confident that their missions are totally different. "All of the proposals are quite distinct in both the data they seem they seek to explain, as well as the mechanisms they use to explain it," he says.

Either way, the search for the legendary ninth planet has already helped to transform our understanding of the solar system. Who knows what else we'll find before the hunt comes to an end.

Zaria Gorvett is a senior journalist for BBC Future and tweets @ZariaGorvett

This story was updated on 22/2/2021. An earlier version incorrectly stated that the Voyager 2 mission led to the discovery of the Kuiper Belt.


Keeping Time in the Milky Way with Chemical Clocks

Editor’s note: Astrobites is a graduate-student-run organization that digests astrophysical literature for undergraduate students. As part of the partnership between the AAS and astrobites, we occasionally repost astrobites content here at AAS Nova. We hope you enjoy this post from astrobites the original can be viewed at astrobites.org.

Title: The consistency of chemical clocks among coeval stars
Authors: Francisca Espinoza-Rojas et al.
First Author’s Institution: Pontifical Catholic University of Chile
Status: Submitted to ApJ

Stellar age is an extremely valuable parameter to constrain because it introduces temps into our study of astronomical objects. Pairing the observed properties of stars with time opens up a rich new dimension in the study of our galaxy and beyond. For example, when we pair stellar age with stellar kinematics, we can dynamically trace stars back to their birth locations to study things like galactic evolution and star formation in detail. When we consider stellar age in our study of exoplanets, we can peer into the planet formation and evolution process. When we pair stellar age with stellar chemical abundances, we can trace the evolution of specific elements over time in the galaxy. Weaving time into these various analyses opens up a new realm of insight that enhances our understanding of the universe. However, with this all said, stellar age is extremely difficult to constrain.

Stellar Ages Are Hard to Determine

Some methods of constraining stellar ages include using photometry, dynamics, gyrochronology, and the abundances of individual elements like lithium in stars. For example, the locations of stars on the color–magnitude diagram (CMD), which are determined by photometry, can hint at stellar age. Many stellar and galactic astronomers fit isochrones, lines of constant age in the CMD, to the photometric data of a single or group of stars to estimate their age. However, this method relies on very well-constrained dust parameters between the observer and the object. Gyrochronology, using stellar rotation to estimate age, is another effective method, but it requires knowledge of the inclination of the star, something that is often difficult to determine. We can also use lithium abundances to estimate stellar age. Lithium, however, is only an effective age indicator in young stars with convective envelopes. As you can probably tell, there are tons of ways to estimate stellar age, but they all suffer from various limitations and uncertainties.

Abundance Ratios of Certain Elements Track with Age

An interesting, and somewhat new, avenue for probing stellar age is through the use of chemical clocks. Chemical clocks are sets of elemental abundance ratios that have been observed to track with stellar age. The idea behind chemical clocks is rooted in the notion that different families of elements are expelled into the interstellar medium (ISM) on different time scales (see Figure 1). For example, elements like Mg, Al, and Ti are produced in dying massive stars, which live short lives that end in core-collapse supernovae. As a result, these elements follow very different timescales than, say, Ba and Y — elements that are produced primarily in low-mass stars, which have much longer lifetimes and subsequently take longer to spread their nucleosynthetic products out into the ISM. This means that the ratios of various abundances in the ISM are constantly changing. When a star is born, it traps with it the chemical abundances of the ISM at the time of its birth like a time capsule and carries them with it throughout most of its life. Thus, the ratios of certain elements in a star could probe at what point in the Milky Way’s chemical evolution (and thus in time) the star was born.

Figure 1: A cartoon depicting the different timescales of chemical enrichment from various sources, the concept behind chemical clocks. Core-collapse supernovae, which come from short-lived massive stars, for example, dominate the chemical enrichment of the Milky Way early on. Asymptotic Giant Branch (AGB) stars, which originate from long-lived low- and intermediate-mass stars, start contributing to galactic chemical enrichment later on. [Jacobson & Frebel 2014]

Testing Chemical Clocks in Wide Binaries

The authors of today’s paper set out to investigate just how reliable chemical clocks are at keeping time by testing their consistency in wide binaries. Wide binaries are pairs of stars that were born together and orbit a common center of gravity. As their name implies, wide binaries have large separations, making them easier to study observationally. These systems are a great way to test chemical clocks because they consist of two stars that share an age. Today’s authors investigate various chemical clock abundance ratios in 36 pairs of wide binaries to see which chemical clocks are most consistent among stars born at the same time.

The authors are first able to recreate the result found in previous studies that wide binaries are more chemically similar in their elemental makeup than random pairs of stars in the field. This makes sense. Stars born in the same place should share the same chemical composition because the interstellar medium is understood to be very homogeneous on small spatial scales. The chemical abundances of stars directly reflect the chemical abundances of the material from which they were born, so if the interstellar medium is well-mixed, and stars share a birth place and age, then they should share a similar chemical profile.

Figure 2: The consistency in the abundance of various chemical clocks between both components of wide binaries. The x-axis in each subplot is the abundance in the indicated chemical clock for one component of the binary (A), and the y-axis is the same for the other component (B). The tighter the 1-to-1 relationship in a subpanel, the more consistent a chemical clock between stars in the binary pair. [Sc/Ba], [Al/Ba], and [Ti/Ba] (all in the 4th row), among others, stand out as chemical clocks that appear to be promising age indicators. [Espinoza-Rojas et al. 2021]

What is next for the field of chemical clocks? One new avenue involves calibrating chemical clocks using stars with ages derived through other means, such as gyrochronology. This way, we can create an empirical, observed relationship between a star’s abundance in a chemical clock and its age. These empirical relationships will likely vary with Milky Way location, but they will open up a new avenue of probing stellar age in stars with a variety of parameters. With chemical clocks, we can hopefully expand our stellar age toolbox and allow for more checks on stellar age, an important parameter in observational astronomy.

Original astrobite edited by Lili Alderson.

About the author, Catherine Manea:

Catherine is a 2nd year PhD student at the University of Texas at Austin. Her research is in galactic archaeology, the practice of using the kinematic and chemical information of individual stars to study the evolution of our Milky Way. She is particularly interested in pushing chemical tagging, the practice of tracing stars back to their birth sites, to new limits.