Há um planeta escondido no nosso sistema solar? "É possível que exista uma super Terra num sistema solar distante"
O nosso sistema solar costumava ter nove planetas. O astrónomo Mike Brown, também conhecido como “o homem que matou Plutão”, afirmou que, durante anos, recebeu mensagens de ódio de crianças e telefonemas obscenos às 3 da manhã, depois de a sua descoberta mais famosa ter ajudado a mudar o que até então se pensava.
Brown, professor de astronomia planetária no Caltech, descobriu outro pequeno mundo chamado Éris no Cinturão de Kuiper - um vasto anel de objetos gelados para lá da órbita de Neptuno, que também é vizinho do antigo nono planeta. A revelação de 2005 desencadeou uma cadeia de acontecimentos que levou à ainda controversa despromoção de Plutão do estatuto de planeta no ano seguinte.
Mas agora, tal como o Cinturão de Kuiper fez cair um nono planeta, Brown e outros cientistas acreditam que pode devolvê-lo agora.
O cinturão, que os astrónomos acreditam ser constituído por restos da formação do sistema solar, encontra-se 50 vezes mais longe do Sol do que a Terra, com uma região secundária que se estende quase 20 vezes essa distância. Plutão, agora classificado como planeta anão juntamente com Éris, é apenas um dos maiores entre as dezenas de corpos gelados que lá existem - e não domina a sua própria órbita nem a órbita de outros objetos. É por isso que não pode ter o mesmo estatuto que os restantes oito planetas, de acordo com as diretrizes estabelecidas pela União Astronómica Internacional.
No entanto, como os objetos do Cinturão de Kuiper estão tão longe do Sol, são difíceis de detetar. Há mais de uma década que os astrónomos procuram nessa zona um planeta escondido que nunca foi observado, mas cuja presença é inferida pelo comportamento de outros objetos próximos. É frequentemente designado por Planeta X ou Planeta Nove.
“Se encontrarmos outro planeta, isso será muito importante”, assinalou Malena Rice, professora assistente de astronomia da Universidade de Yale. “Poderá alterar completamente a nossa compreensão do sistema solar e de outros sistemas planetários, e a forma como nos inserimos nesse contexto. É realmente excitante - existe um enorme potencial para aprendermos imenso sobre o universo”.
O entusiasmo vem acompanhado de alguma controvérsia - diferentes ramos têm teorias distintas sobre esse mesmo planeta, enquanto alguns investigadores acreditam que ele não existe de todo.
“Há definitivamente céticos a sério sobre o Planeta Nove - é um tema controverso”, observou Rice. “Algumas pessoas acreditam fervorosamente que ele existe. Há quem defenda apaixonadamente que não existe. Há muito debate na tentativa de determinar o que é e se existe. Mas essa é a caraterística de um tema realmente interessante, porque de outra forma as pessoas não teriam opiniões acaloradas sobre ele”.
Em breve, o debate poderá ficar resolvido, quando um novo telescópio capaz de observar todo o céu disponível, de forma regular, entrar em funcionamento no final de 2025. Até lá, uma equipa de investigadores acredita ter encontrado a prova mais convincente de que o planeta oculto é real.
Uma “arma fumegante”
A procura do Planeta Nove só arrancou muito recentemente, mas a discussão sobre a sua existência remonta a mais de 175 anos.
“Desde que Neptuno foi descoberto com sucesso em 1846, pelo menos 30 astrónomos propuseram a existência de vários tipos de planetas trans-Neptunianos - e estiveram sempre errados”, indicou Konstantin Batygin, um colega de Mike Brown que é também professor de ciência planetária no Instituto de Tecnologia da Califórnia. Qualquer corpo que orbite o Sol para além da órbita de Neptuno é definido pelos astrónomos como “trans-Neptuniano”.
“Nunca pensei que estaria a falar sobre a existência de provas de um planeta trans-Neptuniano, mas acredito que, ao contrário de todas as outras vezes, neste caso, estamos realmente certos”, acrescentou.
Batygin e Brown estão entre os maiores apoiantes do Planeta Nove. A dupla tem trabalhado ativamente para encontrar o planeta escondido desde 2014, inspirada por um estudo dos astrónomos Scott Sheppard, cientista da Carnegie Institution for Science em Washington DC, e Chadwick Trujillo, professor associado de astronomia e ciências planetárias na Northern Arizona University.
Sheppard e Trujillo foram os primeiros a assinalar que as órbitas de um punhado de objetos trans-Neptunianos conhecidos estavam estranhamente agrupados. Ambos argumentaram que um planeta invisível - várias vezes maior do que a Terra e a mais de 200 vezes a distância do nosso planeta ao Sol - poderia estar a “guiar” estes objetos mais pequenos.
“A prova visualmente mais impressionante continua a ser a mais antiga: a de que os objetos mais distantes para lá de Neptuno têm todos órbitas que apontam numa direção”, afirmou Brown, numa resposta escrita enviada à CNN.
Desde então, Batygin foi coautor de meia dúzia de estudos sobre o Planeta Nove, demonstrando várias evidências da sua existência. A mais forte, segundo Batygin, está inscrita no seu último trabalho, publicado em abril no The Astrophysical Journal Letters, em coautoria com Brown e dois outros investigadores.
O estudo segue o rasto de corpos gelados sujeitos a algum tipo de perturbação que os está a injetar na órbita de Neptuno antes de deixarem completamente o sistema solar. “Se olharmos para estes corpos, os seus tempos de vida são minúsculos comparados com a idade do sistema solar”, observou Batygin. “Isso significa que algo os está a colocar lá. E o que é que pode ser?”
Uma opção poderia ser algo chamado maré galática, uma combinação de forças exercidas por estrelas distantes na galáxia Via Láctea. Batygin e a sua equipa fizeram simulações em computador para testar este cenário em comparação com a presença do Planeta Nove, e descobriram que um sistema solar sem o planeta escondido é “fortemente refutado pelos dados”.
“É uma prova de fogo realmente notável. E é óbvio em retrospetiva, por isso sinto-me um pouco envergonhado por termos demorado quase uma década a descobrir isto. Antes tarde do que nunca, suponho”, confessou Batygin.
O Planeta Nove, segundo Batygin, é um objeto “super-Terra”, com cerca de cinco a sete vezes a massa do nosso planeta, e o seu período orbital situa-se entre 10 mil e 20 mil anos. “O que não consigo calcular com as simulações é onde se encontra na sua órbita, bem como a sua composição”, adiantou o professor. “A explicação mais mundana é que é uma espécie de versão mais pequena do Úrano e do Neptuno, e provavelmente um dos núcleos incluído no processo de formação desses planetas.”
A hipótese da super-Terra é talvez a que tem mais apoio entre os crentes do Planeta Nove, mas teorias divergentes apresentam explicações alternativas.
Super-Plutão? Teorias concorrentes do Cinturão de Kuiper
Um estudo publicado em agosto de 2023 sugere a existência de um planeta escondido que é, na verdade, muito mais pequeno, com uma massa entre 1,5 e 3 vezes a da Terra. “É possível que seja uma Terra gelada e rochosa, ou um super-Plutão”, descreveu Patryk Sofia Lykawka, professora associada de ciências planetárias na Universidade Kindai, no Japão, e coautora do respetivo estudo.
“Devido à sua grande massa, teria uma energia interna elevada que poderia sustentar, por exemplo, oceanos subterrâneos. A sua órbita seria muito distante, muito para além de Neptuno, e muito mais inclinada se comparada com a dos planetas conhecidos - ainda mais inclinada do que a de Plutão, cuja inclinação é de cerca de 17 graus”, acrescentou Lykawka. (Os astrónomos referem-se à órbita de um planeta como inclinada quando não está no mesmo plano que a da Terra).
A presença do planeta resulta de modelos computacionais destinados a explicar os estranhos comportamentos de populações de objetos trans-Neptunianos, o que sugere semelhanças com a investigação de Batygin. No entanto, Lykawka salientou que o seu modelo não olha para os mesmos alinhamentos orbitais e é muito diferente do de Batygin. É por isso que o professor não se refere ao objeto misterioso como Planeta Nove, mas sim como “planeta do Cinturão de Kuiper”, para “deixar claro que estamos a falar de planetas hipotéticos diferentes”, explicou.
Outras teorias propõem que as anomalias que toda a gente está a tentar explicar se devem a algo completamente diferente, como um buraco negro primordial - criado logo após o Big Bang - que o nosso sistema solar capturou enquanto se movia pela galáxia. Outra ideia sugere que poderá haver algo de errado com a atual compreensão da gravidade por parte da ciência.
Mas, segundo Rice, da Universidade de Yale, estas teorias seriam muito difíceis de testar. “Há muitas outras ideias, mas normalmente tento seguir a navalha de Occam quando se trata de decidir a que dar prioridade em termos de verificação”, afirmou a investigadora, citando um princípio clássico da filosofia segundo o qual, entre ideias concorrentes, a mais simples é geralmente a correta. “Em termos de viabilidade científica, sabemos que já existem oito planetas, por isso não é assim tão absurdo ter outro planeta no mesmo sistema”.
O caminho mais promissor, acrescentou Rice, é encontrar mais objetos trans-Neptunianos nos quais Batygin baseia a sua hipótese - e provar que é estatisticamente significativo que as suas órbitas estejam agrupadas.
A procura de mais provas
Alguns investigadores acreditam que, atualmente, os cientistas detetaram muito poucos destes objetos trans-Neptunianos distantes para poderem tirar conclusões sobre as suas órbitas.
“Temos cerca de uma dúzia destes objectos”, apontou Renu Malhotra, professora catedrático de ciências planetárias na Universidade do Arizona. “Mas observamos apenas os mais brilhantes, e apenas uma pequena fração destes, porque os observamos quando estão na sua maior aproximação ao Sol.”
De acordo com Malhotra, os dados sofrem de um viés de observação, razão pela qual os investigadores estão céticos em relação aos mesmos. Entre os céticos está Sheppard, da Carnegie Institution for Science, um dos coautores do estudo de 2014 que inspirou a investigação de Batygin.
“Até agora, esperávamos ter encontrado muitos mais destes objetos trans-Neptunianos extremos”, admitiu Sheppard, numa resposta escrita. “Se encontrássemos várias dezenas deles conseguiríamos determinar de forma fiável se estão verdadeiramente agrupados no espaço ou não. Mas, infelizmente, ainda estamos no domínio da estatística dos números pequenos, porque são muito mais raros do que se pensava. Neste momento, eu diria que é possível que exista um planeta super-Terra num sistema solar distante, mas não o podemos afirmar com muita confiança”.
A controvérsia pode tornar-se acesa, segundo Malhotra. “Os cientistas têm diferentes tipos de personalidade, tal como toda a gente. Alguns são mais agressivos na sua ciência, enquanto outros são mais comedidos”, começou por explicar. “Há a perceção de que a ideia de um Planeta Nove com massa de Neptuno está a ser promovida de forma mais agressiva do que as estatísticas justificam”.
Malhotra é coautora de um artigo publicado em agosto de 2017 que sugere a presença de um planeta do tamanho de Marte no Cinturão de Kuiper, mas não descarta totalmente a hipótese do Planeta Nove.
“Essa ideia está no ar. Está apenas no limite da significância estatística”, apontou. “Mas não há nada na física que conhecemos e nas observações que temos que exclua a possibilidade de planetas grandes a dezenas de vezes a distância de Neptuno ao Sol.”
Observar o planeta diretamente acabaria com toda a controvérsia, mas todas as tentativas até agora não deram em nada.
Batygin foi coautor de um estudo publicado em março que utilizou dados do observatório Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, ou Pan-STARRS, no Havai, que permitiu aos investigadores analisar 78% do céu onde o Planeta Nove supostamente poderia estar - mas não o conseguiram encontrar.
“Tem sido um verdadeiro trabalho árduo”, disse o professor e investigador, referindo-se à dificuldade de ter de trabalhar com telescópios durante apenas alguns dias do tempo previsto, lutando contra avarias no equipamento e condições climatéricas adversas.
Avistar um objeto tão distante sem saber para onde olhar é extremamente difícil e semelhante a procurar um alvo com uma espingarda de atirador furtivo em vez de binóculos, comparou Batygin.
“O céu é um sítio muito, muito grande quando se procura algo tão dolorosamente ténue”, descreveu Batygin. “Esta coisa é cerca de 100 milhões de vezes menos brilhante do que Neptuno - o que é realmente um pouco mais do que é possível com os maiores telescópios do mundo neste momento”.
Outras pesquisas, como a que foi realizada para um estudo publicado em dezembro de 2021 com o Telescópio Cosmológico de Atacama, no Chile, também não tiveram sucesso. “Tive de testar dezenas de milhares de órbitas diferentes. No final, não encontrei nada”, lamentou o autor principal do estudo, Sigurd Naess, investigador do Instituto de Astrofísica Teórica da Universidade de Oslo, na Noruega.
A sensibilidade do instrumento, acrescentou, era suficientemente boa para poder detetar um planeta numa área entre 300 e 600 vezes a distância entre a Terra e o Sol.
“É o suficiente para ser informativo, mas longe de ser o suficiente para refutar o Planeta Nove como um todo”, afirmou Naess numa resposta escrita enviada à CNN.
Um potencial “novo capítulo”
Entre controvérsias e opiniões divergentes, todos os investigadores estão de acordo numa coisa. Um novo telescópio de grande angular atualmente em construção poderá em breve pôr fim ao debate, assim que a Fundação Nacional de Ciência dos EUA e os investigadores da Universidade de Stanford iniciarem as operações científicas no final de 2025. O Observatório Vera C. Rubin tem a maior câmara digital alguma vez construída e está situado no topo de uma montanha de cerca de 2682 metros no norte do Chile.
“É um telescópio de nova geração que vai investigar todo o céu disponível de forma regular”, explicou Batygin. “Poderá encontrar o Planeta Nove diretamente, o que seria uma conclusão fantástica para a investigação e abriria um novo capítulo. No mínimo, encontrará muitos mais objetos do Cinturão de Kuiper. Mas mesmo que não descubra um único objeto novo, será suficiente para confirmar a hipótese do Planeta Nove, porque testará todas as estatísticas, todos os padrões que vemos com um estudo independente.”
Rice concorda que o telescópio irá contribuir muito para resolver o debate e abordar claramente a questão do significado estatístico do alinhamento dos objetos trans-Neptunianos - o ponto-chave de evidência do Planeta Nove.
Segundo Rice, se o telescópio Rubin encontrar uma super-Terra, isso seria entusiasmante porque estes corpos celestes, entre os tamanhos da Terra e de Neptuno, são um tipo comum de exoplaneta.
“Não temos nenhum no sistema solar, o que parece muito estranho, e tem sido um grande mistério, porque encontramos muitos deles em sistemas à volta de outras estrelas - seria incrível estudar um de perto, porque os exoplanetas estão tão longe que é muito difícil ter uma noção exata do seu aspeto físico”, afirmou.
Encontrar um planeta mais pequeno também seria entusiasmante, acrescentou Rice, explicando que cada planeta do sistema solar é extremamente útil para extrapolar informação sobre os milhares de exoplanetas comparáveis que os investigadores estão a descobrir na galáxia.
E se não aparecer nada? Seria na mesma útil saber com certeza quantos planetas existem, argumentou Rice. “Creio que nem sequer saber o número de planetas no nosso próprio sistema solar é muito humilhante.”
Isso significa que mesmo os factos que muitas pessoas aprenderam nos livros escolares quando eram crianças podem mudar, à medida que os cientistas descobrem mais sobre o universo.
“Isso é, de facto, uma coisa maravilhosa”, assinalou Rice. “O conhecimento humano está continuamente a mudar - por vezes são mudanças enormes, outras vezes é apenas um debate de ida e volta. É um exemplo divertido e emblemático do processo científico”.
