Cotidiano

O mistério do Planeta Nove: se ele existe, por que os cientistas nunca conseguiram vê-lo?





Percival Lowell cometeu vários equívocos.

O escritor e empresário do século 19 leu um livro sobre Marte e, depois disso, decidiu se tornar um astrônomo. Extremamente rico e conhecido por estar sempre usando um impecável terno de três peças, ele apresentaria teses ousadas sobre o espaço nas décadas seguintes.

Primeiro, Lowell se convenceu da existência de marcianos e acreditou (equivocadamente) ter encontrado esses extraterrestres. Outros astrônomos haviam documentado linhas estranhas atravessando Marte, e Lowell sugeriu que seriam canais, construídos como uma última tentativa de sobrevivência por uma civilização que tentava captar água de massas polares.

Ele usou sua fortuna para construir um observatório só para conseguir enxergar melhor esses traços. No fim das contas, as linhas eram uma ilusão de ótica, criada por montanhas e crateras em Marte, quando o planeta era observado com telescópios de baixa qualidade.

Lowell também acreditava que o planeta Vênus tinha raios emanando do seu centro, e descreveu isso em seus diários como "linhas de uma teia". Seus assistentes tentavam localizar essas linhas, mas não conseguiam enxergar esse detalhe. Agora, acredita-se que os supostos raios eram sombras projetadas pela íris dos próprios olhos de Lowell, quando ele olhava pelo telescópio.

Mas, acima de tudo, Lowell estava determinado a encontrar o nono planeta do nosso Sistema Solar — um hipotético "Planeta X" que, na época, acreditava-se que seria responsável pelas órbitas erráticas dos planetas mais distantes do Sol, os gigantes gelados Urano e Netuno.

Embora nunca tenha conseguido encontrar esse planeta, a empreitada consumiu a última década da vida de Lowell, que morreu aos 61 anos depois de várias crises nervosas.

Mal sabia ele que essa busca continuaria muito tempo depois, em 2021.

 

Pista falsa

 

Decidido a não ser vencido pela mortalidade, Lowell deixou milhões de dólares para a causa da busca pelo Planeta X. Após uma breve interrupção causada por uma disputa legal envolvendo sua viúva, Constance Lowell, o observatório continuou a busca.

Apenas 14 anos depois, no dia 18 de fevereiro de 1930, um jovem astrônomo estava olhando as fotos de céu estrelado quando notou um ponto entre as estrelas. Ele havia encontrado Plutão, que por um tempo foi considerado o tão falado Planeta X.

Plutão, em uma composição artística

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Plutão foi rebaixado à categoria de planeta anão em 2006, abrindo novamente a possibilidade da existência de um nono planeta

Mas não era o caso. Tempos depois os cientistas perceberam que Plutão não era o que Lowell estava procurando — ele não chegava perto de ter tamanho suficiente para afastar Netuno e Urano de suas posições tradicionais na órbita solar.

O golpe final no Planeta X aconteceu em 1989, quando a nave espacial Voyager 2 passou perto de Netuno e revelou que ele era mais leve do que se pensava. Com isso em mente, um cientista da Nasa, a agência espacial americana, calculou que as órbitas dos planetas mais distantes do Sistema Solar sempre estiveram onde deviam estar — não foram desviadas. Lowell havia provocado uma busca que, na realidade, nunca teve sentido.

Mas enquanto o conceito de um planeta oculto morria, as bases para a sua ressurreição eram estabelecidas.

Em 1992, dois astrônomos que, segundo a Nasa, "passaram anos varrendo os céus em busca de objetos para além de Netuno", descobriram o cinturão de Kuiper. Essa rosca cósmica de objetos congelados que se estende para além da órbita de Netuno é uma das maiores estruturas do Sistema Solar. Acredita-se que ela seja vasta a ponto de abrigar até um trilhão de cometas, além de milhares de objetos com tamanho superior a 100 km.

Logo os cientistas perceberam que Plutão dificilmente seria o único grande objeto além do alcance do Sistema Solar. E começaram a questionar se ele seria mesmo um planeta. Eles encontraram "Sedna", que tem cerca de 40% do tamanho de Plutão; "Quaoar", que tem cerca de metade do tamanho de Plutão; e "Eris", que é quase do mesmo tamanho que Plutão.

Ficou evidente que os astrônomos precisavam de uma nova classificação. Em 2006, a União Astronômica Internacional votou por rebaixar o status de Plutão para "planeta anão". Mike Brown, professor de astronomia planetária no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e pesquisador que liderou a identificação de Eris, é até hoje conhecido como o "homem que matou Plutão".

O nono planeta deixou de existir.

 

Objetos fora de órbita

 

Ao mesmo tempo, a descoberta desses objetos abriram caminho para uma nova e importante pista na busca pelo planeta oculto.

Aparentemente, Sedna não está se deslocando da maneira como era esperada — traçando anéis elípticos ao redor do Sol, de dentro do Cinturão de Kuiper. Em vez disso, esse objeto espacial gigante adotou uma trajetória bizarra e inesperada, fazendo um movimento de pêndulo a uma distância 75 vezes maior à que separa a Terra do Sol.

Sedna chega a levar 11 mil anos para completar sua órbita. Na última vez em que Sedna se encontrava na posição atual, os humanos haviam acabado de inventar a agricultura.

Percival Lowell

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Percival Lowell dedicou a vida à procura do planeta oculto

É como se algo estivesse puxando Sedna e arrastando para longe. Essa descoberta abriu caminho para uma nova hipótese de planeta no Sistema Solar, mas não da maneira como se havia imaginado até então.

Em 2016, o mesmo Mike Brown, que havia acabado com a ideia de que Plutão seria um planeta, junto a seu colega Konstantin Batygin, também professor de Astronomia Planetária na Caltech, assinou um artigo no qual propunha a existência de um planeta enorme, com entre 5 e 10 vezes o tamanho da Terra.

A ideia surgiu da constatação de que Sedna não era o único objeto fora de sua órbita. Havia outros seis, todos arrastados para a mesa direção. Havia outros indícios, como o fato de que todos pareciam inclinados sobre seus próprios eixos, na mesma direção. Os cientistas calcularam que a probabilidade de que tudo isso fosse fruto do acaso era de apenas 0,007%.

"Pensamos: Isso é muito interessante. Como é possível?", diz Batygin. 

"Era incrível porque um agrupamento desse tipo, se deixado sozinho por um período de tempo, iria se dispersar por causa da interação com a gravidade dos planetas."

Em vez disso, segundo os dois cientistas, o que ocorreu é que o nono planeta deixou sua impressão nos confins do Sistema Solar, distorcendo as órbitas dos objetos ao seu redor, com sua atração gravitacional. Alguns anos depois, o número de objetos que mostram esse padrão orbital excêntrico e essa inclinação segue aumentando. 

"Agora temos uns 19 no total", afirma Batygin.

Ainda que ninguém tenha visto esse hipotético planeta oculto, surpreendentemente, muitas coisas podem ser inferidas dele. Cientistas têm até uma ideia de como deve ser a sua aparência — gelada e com um núcleo sólido, como Urano e Netuno.

E vem a complicada pergunta sobre de onde surgiu esse nono planeta. Até agora existem três principais hipóteses. Uma delas é a de que ele se formou onde atualmente está localizado. Essa ideia é considerada improvável por Batygin, porque isso exigiria que o Sistema Solar, nos seus primórdios, tivesse se esticado até tão longe quanto a atual morada do nono planeta.

Também há uma intrigante sugestão de que o nono planeta seja, na verdade, um impostor — um objeto roubado de outra estrela há muito tempo, quando o Sol ainda estava no grupo estelar onde nasceu. 

"O problema com essa história é que existe a mesma probabilidade de que o planeta se perca num próximo encontro, de modo que estatisticamente esse modelo apresenta inconsistências." 

Netuno em imagem artística

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Netuno é o planeta mais distante que conhecemos dentro do Sistema Solar, mas pode haver outros além do Cinturão de Kuiper

Por fim, há a teoria preferida de Batygin, embora ele próprio reconheça que ela seja questionável. Por essa hipótese, o planeta teria se formado muito mais perto do Sol, nos primórdios do desenvolvimento do Sistema Solar, quando os planetas estavam começando a se posicionar em meio aos arredores de gás e poeira.

"Ele se manteve no local onde se formou até ser dispersado por Júpiter ou Saturno e, subsequentemente, teve a órbita modificada por estrelas que passavam", diz Batygin.

 

Um esconderijo obscuro

 

Claro que tudo isso leva a uma pergunta óbvia — se o Planeta Nove realmente existe, porque ninguém conseguiu vê-lo até hoje?

"Eu não tinha ideia do quão difícil seria encontrar o Planeta Nove até que eu comecei a procurar por ele usando os telescópios de Mike", conta Batygin. 

"A razão de ser uma procura tão difícil é que a maioria das pesquisas astronômicas não busca uma única coisa."

Por exemplo, os astrônomos normalmente procurariam uma classe de objetos, como um tipo particular de planeta. Mesmo que sejam raros, se você fizer uma busca numa área grande o suficiente do espaço, provavelmente encontrará algo. Mas caçar um único objeto, como o Planeta Nove, constitui um desafio bem maior.

"Só uma pequena porção do espaço abriga esse planeta", destaca Batygin. 

Ele explica que, somado a essa dificuldade, há o desafio prosaico de reservar o telescópio adequado para procura.

"No momento, o único telescópio capaz de ajudar na busca pelo Planeta Nove é o Subaru", diz o pesquisador. 

Esse gigante de 8,2 metros, localizado num vulcão adormecido, o Mauna Kea, no Havaí, é capaz de capturar até a luz fraca de objetos celestes distantes.

"Esse é (o telescópio) ideal, porque o planeta deve estar tão longe que dificilmente refletirá muita luz do Sol."

"Só temos um equipamento que podemos usar, e só conseguimos utilizá-lo três noites por ano", completa Batygin, que recentemente passou três noites seguidas usando o telescópio.

"A boa notícia é que o telescópio Vera Rubin vai entrar em operação nos próximos dois anos."

Esse telescópio de nova geração, atualmente em construção no Chile, vai escanear o céu sistematicamente, fotografando todas as áreas passíveis de serem observadas da Terra.

 

Uma alternativa intrigante

 

No entanto, há um cenário peculiar que pode permitir que o nono planeta não seja encontrado com o uso do telescópio Vera Rubin — se esse planeta não existir e for, na verdade, um buraco negro.

"Todas as evidências para a existência desse planeta são gravitacionais", diz James Unwin, professor de física da Universidade de Illinois, em Chicago, nos EUA. Foi ele que, juntamente com Jakub Scholtz, pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Turin, na Itália, primeiro sugeriu a ideia de que o nono planeta pudesse ser, na verdade, um buraco negro.

Embora estejamos mais familiarizados com a ideia de que planetas exercem uma poderosa força gravitacional, "há outras coisas mais exóticas que podem gerar (essa força)", afirma Unwin.

Alguns substitutos plausíveis para o Planeta Nove incluem uma pequena bola de matéria negra ultra-concentrada ou um buraco negro. Como buracos-negros estão entre os objetos mais densos do universo, Unwin explica que é totalmente possível que eles estejam alterando as órbitas de objetos distantes, nos arredores do nosso Sistema Solar.

Os buracos negros com os quais estamos mais familiarizados costumam incluir os buracos negros "estelares", que têm uma massa que é pelo menos três vezes a do Sol, e buracos negros "supermassivos", que têm milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol.

Enquanto o primeiro tipo nasce do colapso de estrelas que estão morrendo, o segundo é mais misterioso; possivelmente surge a partir de estrelas colossais que implodem, e acumulam gradualmente cada vez mais massa, devorando tudo ao seu redor, incluindo outros buracos negros.

Os buracos negros primordiais são diferentes. Eles nunca foram observados, mas acredita-se que tenham se originado a partir de uma nuvem de matéria e energia quente que se formou no primeiro segundo do Big Bang.

Nesse ambiente instável, partes do universo poderiam ter se tornado tão densas que foram comprimidas em pequenas bolsas com a massa dos planetas.

Unwin ressalta que as chances de um buraco negro se formar a partir de uma estrela são zero, já que conservam sua poderosa atração gravitacional, só que concentrada.

Mesmo os buracos negros estelares menores têm uma massa três vezes maior que a do nosso Sol, então seria como ter três Sóis adicionais atraindo os planetas em nosso Sistema Solar. Em outras palavras: já teríamos notado.

No entanto, Unwin e Scholtz argumentam que poderia ser um buraco negro primordial, pois acredita-se que sejam significativamente menores.

"Como essas coisas nasceram nos primórdios do universo, as regiões densas a partir das quais se formaram podem ter sido particularmente pequenas", diz Scholtz.

"Consequentemente, a massa contida nesse buraco negro que finalmente se formou pode ser muito, muito menor que uma estrela; pode até ser menor que um quilo, como um pedaço de pedra."

Isso estaria mais de acordo com a massa esperada do Planeta Nove, que, de acordo com os astrônomos, poderia ser 10 vezes a da Terra.

Imagem da Caltech, mostrando a posição de Sedna no Sistema Solar

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O planeta anão Sedna tem uma órbita pouco convencional, o que pode ser devido ao campo gravitacional de um planeta ainda não descoberto

Qual será a sua aparência? Devemos nos preocupar? Pode ser mais emocionante do que a descoberta de um planeta?

Em primeiro lugar, mesmo os buracos negros primordiais são densos o suficiente para não deixar escapar nenhuma luz.

Eles são a forma mais pura de escuridão. Isso significa que não aparecem em nenhum telescópio que existe hoje.

Se você olhar diretamente para ele, o único indício da sua presença seria um espaço vazio, uma pequena lacuna no cobertor de estrelas no céu visto à noite.

O que traz à tona o verdadeiro problema. Embora a massa desse buraco negro fosse a mesma do hipotético Planeta Nove (até 10 vezes a da Terra), ela estaria condensada em um volume semelhante ao tamanho de uma laranja. Encontrá-lo seria como achar uma agulha no palheiro e exigiria alguma engenhosidade.

Várias soluções foram propostas até agora, desde procurar raios gama que são emitidos por objetos quando eles caem em buracos negros até o lançamento de centenas de minúsculas espaçonaves que poderiam, com sorte, passar perto o suficiente para serem atraídas por ele.

Como essa misteriosa força gravitacional emana dos confins de nosso Sistema Solar, as sondas teriam que ser lançadas a laser, o que poderia impulsioná-las a 20% da velocidade da luz.

Abaixo dessa velocidade, levaria centenas de anos para chegarem ao seu destino, e o experimento levaria, naturalmente, muito mais tempo do que a duração da vida humana.

Essas naves futuristas já estão sendo desenvolvidas para outra missão ambiciosa, o projeto "Breakthorugh Starshot", que tem como objetivo enviá-las ao sistema estelar Alfa Centauri, a 4,37 anos-luz de distância.

Se acabarmos descobrindo um buraco negro à espreita, em vez de um planeta gelado, não haveria necessidade de entrar em pânico, afirma Unwin.

"Existe um buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia."

"Mas não nos preocupamos que o Sistema Solar possa cair nele, porque estamos em uma órbita estável em torno dele", explica.

Portanto, embora um buraco negro primitivo sugue qualquer coisa no seu caminho, isso não incluiria a Terra, que, como os outros planetas interiores, não chega nem perto.

"Não é como um aspirador de pó", diz Unwin.

Da perspectiva de qualquer habitante da Terra, ter um buraco negro desconhecido no Sistema Solar não é muito diferente de ter um planeta oculto.

Mas, embora os buracos negros estelares e primordiais sejam basicamente o mesmo, os últimos nunca foram vistos ou estudados, e acredita-se que as diferenças de tamanho podem levar a alguns fenômenos bizarros.

"Eu diria que o que acontece com buracos negros pequenos é mais interessante do que o que acontece com os buracos negros grandes", diz Scholtz.

Sombra de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia Messier 87

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O telescópio Event Horizon capturou em 2019 a primeira imagem da sombra de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia Messier 87

Um exemplo é a chamada "espaguetização", nome bem apropriado para definir o fenômeno a que se refere.

Geralmente, é ilustrada por meio da fábula de um astronauta que se aventura a chegar perto do horizonte de eventos (também chamado de ponto de não-retorno) de um buraco negro — o ponto além do qual nenhuma luz consegue escapar—, e cai de cabeça dentro dele.

Embora apenas alguns centímetros separem sua cabeça dos pés, a diferença entre as forças gravitacionais atuando sobre ele seria tão grande que se estenderia como um espaguete.

Curiosamente, o efeito deve ser ainda mais dramático quanto menor o buraco negro. Scholtz explica que tudo isso se deve a distâncias relativas.

Se você tiver dois metros de altura e cair no ponto de não-retorno que está a um metro do centro de um buraco negro primordial, a diferença entre a localização da sua cabeça e seus pés é maior, comparada com o tamanho do buraco negro.

Isso quer dizer que você se esticaria muito mais do que se caísse em um buraco negro estelar de milhares de quilômetros.

"Então, peculiarmente, eles são mais interessantes", diz Scholtz. 

A espaguetização já foi observada através de um telescópio, quando uma estrela chegou tão perto de um buraco negro estelar a 215 milhões de anos-luz da Terra e se despedaçou. (Felizmente, não havia astronautas por perto.)

Mas se houver um buraco negro primordial em nosso Sistema Solar, isso daria aos astrofísicos a oportunidade de estudar seu comportamento mais de perto.

O que será que Batiguin acha da possibilidade de que o tão procurado Planeta Nove seja, na verdade, um buraco negro?

"É uma ideia original, e não podemos descartar nenhuma composição nem um pouco", afirma.

"Talvez seja meu próprio viés de professor de Astronomia Planetária, mas os planetas são um pouco mais comuns..."

Enquanto Unwin e Scholtz buscam o rastro de um buraco negro primordial para fazer experimentos, Batiguin está igualmente interessado em encontrar um planeta gigante, destacando o fato de que o tipo mais comum em toda galáxia tem aproximadamente a mesma massa do Planeta Nove.

"A maioria dos exoplanetas que orbitam estrelas como o Sol faz parte do estranho grupo daqueles que são maiores que a Terra e consideravelmente menores que Netuno e Urano", diz Batygin.

Se os cientistas conseguirem encontrar o planeta oculto, será o mais perto que eles podem chegar de uma janela para aqueles que estão em outras partes da galáxia.

Só o tempo dirá se as últimas tentativas serão mais bem-sucedidas do que as de Lowell, mas Batygin está confiante porque as missões atuais são totalmente diferentes:

"Todas as propostas são muito diferentes, tanto em termos de dados que aparentemente procuram explicar, como em relação aos mecanismos que utilizam para explicá-los."

Seja como for, a busca pelo lendário Planeta Nove já ajudou a mudar nosso entendimento sobre o Sistema Solar. Quem sabe o que mais iremos descobrir até essa caçada terminar.

 

Fonte: BBC News Brasil