Een doctoraatsstudent aan de Universiteit van Michigan heeft twee bewijsstukken verzameld die het bestaan ​​van een planeet kunnen ondersteunen die deel zou kunnen uitmaken van ons zonnestelsel, voorbij Neptunus.

Sommige astronomen denken dat deze vermeende planeet, genaamd Planeet Negen, bestaat vanwege de manier waarop sommige objecten in de ruimte, genaamd "Trans-Neptuniaanse objecten, " of TNO's, gedragen. Deze TNO's zijn rotsachtige objecten kleiner dan Pluto die op een grotere gemiddelde afstand dan Neptunus om de zon draaien. Maar de banen van de verst verwijderde van deze TNO's - die waarvan de gemiddelde afstand tot de zon meer dan 250 keer zo ver is als de afstand van de aarde - lijken in dezelfde richting te wijzen. Deze waarneming bracht astronomen er voor het eerst toe om het bestaan ​​van Planeet Negen te voorspellen.

Om deze TNO's op één lijn te brengen in de banen die ze momenteel innemen vanwege de invloed van Planet Nine, astronomen zeggen, ze zouden langer dan een miljard jaar in het zonnestelsel zijn geweest. Echter, sommige astronomen denken in die tijd, sommige van deze objecten hadden ofwel op een andere planeet moeten inslaan, in de zon gegooid, of afgeketst de ruimte in door de zwaartekracht van andere planeten.

Het U-M-onderzoek, onder leiding van Juliette Becker, een afgestudeerde student aan de afdeling Sterrenkunde, bestond uit een groot aantal computersimulaties, die twee bevindingen over deze TNO's aan het licht bracht. Eerst, de onderzoekers hebben een versie van Planet Nine vastgesteld die er hoogstwaarschijnlijk toe zou leiden dat ons zonnestelsel eruitziet zoals het er nu uitziet, door te voorkomen dat de TNO's worden vernietigd of uit het zonnestelsel worden gegooid. Tweede, de simulaties voorspellen dat er een proces is dat ze "resonantiehoppen" noemen, waarbij een TNO tussen stabiele banen springt. Dit proces kan voorkomen dat de TNO's uit het zonnestelsel worden geworpen.

In elke individuele simulatie, de onderzoekers testten verschillende versies van Planet Nine om te zien of die versie van de planeet, met zijn zwaartekracht, resulteerde in dezelfde versie van het zonnestelsel dat we vandaag zien.

"Van die reeks simulaties, kwamen we erachter dat er voorkeursversies van Planet Nine zijn die ervoor zorgen dat TNO langer stabiel blijft, dus het vergroot in feite de kans dat ons zonnestelsel bestaat zoals het bestaat, Becker zei. "Door deze computersimulaties, we waren in staat om te bepalen welke realisatie van Planeet Negen ons zonnestelsel creëert - het hele voorbehoud hier is, als Planeet Negen echt is."

De groep, waaronder UM-hoogleraren natuurkunde David Gerdes en Fred Adams, evenals afgestudeerde student Stephanie Hamilton en niet-gegradueerde Tali Khain, onderzocht ook de resonantie van deze TNO's met Planet Nine. Een orbitale resonantie treedt op wanneer objecten in een systeem periodiek zwaartekracht op elkaar uitoefenen waardoor de objecten in een patroon gaan liggen.

In dit geval, vonden de onderzoekers dat af en toe, Neptunus zal een TNO uit zijn orbitale resonantie stoten, maar in plaats van die TNO de zon in te sturen, uit het zonnestelsel of naar een andere planeet, iets vangt die TNO op en beperkt het tot een andere resonantie.

"Het uiteindelijke doel zou zijn om Planeet Negen rechtstreeks te zien - om een ​​telescoop te nemen, richt het naar de hemel, en zie gereflecteerd licht van de zon weerkaatsen van Planeet Negen, ' zei Becker. 'Omdat we het nog niet hebben kunnen vinden, ondanks dat veel mensen kijken, we zitten vast met dit soort indirecte methoden."

Astronomen hebben ook nog een nieuw ontdekte TNO om op te nemen in hun indirecte methoden voor het detecteren van Planet Nine. De samenwerking met de Dark Energy Survey, een grote groep wetenschappers, waaronder een aantal UM-wetenschappers, heeft een andere TNO ontdekt die een hoge orbitale helling heeft in vergelijking met het vlak van het zonnestelsel:hij staat ongeveer 54 graden gekanteld ten opzichte van het vlak van het zonnestelsel.

In een analyse van dit nieuwe object, Becker en haar team hebben ontdekt dat dit object ook resonantiehoppen ervaart in de aanwezigheid van Planeet Negen, waaruit blijkt dat dit fenomeen zich uitstrekt tot nog meer ongebruikelijke banen.