En el año 2000 se descubrió la primera de una nueva clase de objetos del sistema solar distante, orbitando el Sol a una distancia mayor que la de Neptuno: los ‘objetos transneptunianos extremos’ (ETNO).

Orbitan el Sol a una distancia muy alejada del Sol en comparación con la Tierra. Nuestro planeta lo hace a una media de una unidad astronómica (1 UA que es de 150 millones de kilómetros), pero los ETNO orbitan a más de 150 UA. Para dar una idea de lo lejos que están, la órbita de Plutón está a alrededor de 40 UA y su aproximación más cercana al Sol (perihelio) se encuentra a 30 UA. Este descubrimiento marcó un punto de inflexión en los estudios del Sistema Solar, y hasta ahora se han identificado un total de 21 ETNO.

Recientemente, una serie de estudios han sugerido que los parámetros dinámicos de los ETNO podría ser mejor explicados si hubiese uno o más planetas con masas varias veces la de la Tierra orbitando el Sol a distancias de cientos de AU. En particular, en 2016 los investigadores Brown y Batygin utilizaron las órbitas de siete ETNO para predecir la existencia de un “supertierra” orbitando el sol a unos 700 UA. Esta gama de masas se denomina subneptuniana.

Esta idea se conoce como la Hipótesis del Planeta Nueve y es uno de los temas actuales de interés en la ciencia planetaria. Sin embargo, debido a que los objetos están tan lejos, la luz que recibimos de ellos es muy débil y hasta ahora el único de los 21 objetos transneptunianos observados espectroscópicamente fue Sedna.

Ahora, un equipo de investigadores liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid ha dado un paso hacia la caracterización física de estos cuerpos y confirmar o refutar la hipótesis del Planeta Nueve para estudiarlos. El estudio se ha publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Los científicos han realizado las primeras observaciones espectroscópicas de 2004 VN112 y 2013 RF98, ambas particularmente interesantes dinámicamente porque sus órbitas son casi idénticas y los polos de las órbitas están separados por un ángulo muy pequeño. Esto sugiere un origen común, y sus órbitas actuales podrían ser el resultado de una interacción pasada con el hipotético Planeta Nueve.

Este estudio, publicado recientemente en Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, sugiere que este par de ETNO fue un asteroide binario que se separó después de un encuentro con un planeta más allá de la órbita de Plutón.

Para llegar a estas conclusiones, hicieron las primeras observaciones espectroscópicas de 2004 VN112 y 2013 RF98 en el rango visible. Estos fueron realizados en colaboración con los astrónomos Gianluca Lombardi y Ricardo Scarpa, utilizando el espectrógrafo OSIRIS del Gran Telescopio CANARIAS (GTC), situado en el Observatorio Roque de los Muchachos (La Palma).

Fue un trabajo duro identificar estos asteroides, porque su gran distancia significa que su movimiento aparente en el cielo es muy lento. Luego, midieron sus magnitudes aparentes (su brillo visto desde la Tierra) y también recalcularon la órbita de 2013 RF98, que había sido poco determinada. Encontraron este objeto a una distancia de más de un minuto de arco de distancia de la posición prevista de las efemérides.

Estas observaciones han ayudado a mejorar la órbita computerizada, y han sido publicadas por el Minor Planet Center (MPEC 2016-U18: 2013 RF98), el organismo responsable de la identificación de cometas y de los planetas menores (asteroides), así como de las mediciones de sus órbitas y posiciones orbitales.

El espectro visible puede dar cierta información también sobre su composición. Al medir la pendiente del espectro, se puede determinar si tienen hielo puro en sus superficies, como es el caso de Plutón, así como compuestos de carbono altamente procesados. El espectro también puede indicar la posible presencia de silicatos amorfos, como en los asteroides troyanos asociados con Júpiter.

Los valores obtenidos para 2004 VN112 y 2013 RF98 son casi idénticos y similares a los observados fotométricamente para otros dos ETNO, 2000 CR105 y 2012 VP113. Sedna, sin embargo, el único de estos objetos que había sido previamente observado espectroscópicamente, muestra valores muy diferentes de los otros.

Estos cinco objetos forman parte del grupo de siete utilizados para probar la hipótesis del Planeta Nueve, lo que sugiere que todos ellos deben tener un origen común, excepto Sedna, que se cree que ha venido de la parte interna de la nube de Oort.

“Los gradientes espectrales similares observados para el par 2004 VN112 – 2013 RF98 sugieren un origen físico común”, explica Julia de León, primera autora del artículo, astrofísica en el IAC. “Estamos proponiendo la posibilidad de que fueran previamente un asteroide binario que quedó destrozado durante un encuentro con un objeto más masivo”.

Para validar esta hipótesis, el equipo realizó miles de simulaciones numéricas para ver cómo los polos de las órbitas se separarían a medida que pasaba el tiempo. Los resultados de estas simulaciones sugieren que un posible Planeta Nueve, con una masa de entre 10 y 20 masas terrestres orbitando el Sol a una distancia entre 300 y 600 AU podría haber desviado la pareja 2004 VN112 – 2013 RF98 alrededor de entre hace 5 a 10 millones de años. Esto podría explicar, en principio, cómo estos dos asteroides, que empezaron orbitando entre sí, se separaron gradualmente en sus órbitas porque se acercaban a un objeto mucho más masivo en un momento determinado en el tiempo.

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