O Planeta Nove é um planeta hipotético na região externa do Sistema Solar. Seus efeitos gravitacionais poderiam explicar o improvável agrupamento de órbitas para um grupo de objetos transnetuniano extremos (ETNO), corpos além de Netuno que orbitam o Sol a distâncias médias mais de 250 vezes maiores que a da Terra. Esses ETNO tendem a se aproximar mais do Sol em um setor, e suas órbitas são inclinadas de forma semelhante. Esses alinhamentos sugerem que um planeta desconhecido pode estar pastoreando as órbitas dos objetos mais distantes conhecidos do Sistema Solar. No entanto, alguns astrônomos questionam a ideia de que o planeta hipotético exista e, em vez disso, afirmam que o agrupamento das órbitas dos ETNO se deve a vieses de observação, decorrentes da dificuldade de descobrir e rastrear esses objetos durante grande parte do ano.
Com base em considerações anteriores, este planeta hipotético do tamanho de uma super-Terra teria uma massa prevista de cinco a dez vezes a da Terra e uma órbita alongada 400 a 800 vezes mais longe do Sol do que a Terra. A estimativa da órbita foi refinada em 2021, resultando em um semieixo maior um pouco menor de 380 UA. Konstantin Batygin e Michael E. Brown sugeriram que o Planeta Nove poderia ser o núcleo de um planeta gigante que foi ejetado de sua órbita original por Júpiter durante a gênese do Sistema Solar. Outros propuseram que o planeta foi capturado de outra estrela, já foi um planeta órfão, ou que se formou em uma órbita distante e foi puxado para uma órbita excêntrica por uma estrela que passava.
Em agosto de 2021, nenhuma observação do Planeta Nove foi anunciada. Embora os levantamentos do céu como o Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) e o Pan-STARRS não tenham detectado o Planeta Nove, eles não descartaram a existência de um objeto com o diâmetro de Netuno no Sistema Solar exterior. A capacidade dessas pesquisas anteriores do céu de detectar o Planeta Nove dependia de sua localização e características. Pesquisas adicionais das regiões restantes estão em andamento usando o NEOWISE e o telescópio Subaru de 8 metros. A menos que o Planeta Nove seja observado, sua existência é puramente conjectural. Várias hipóteses alternativas foram propostas para explicar o agrupamento observado de objetos transnetunianos (TNO).
História
Após a descoberta de Netuno em 1846, houve considerável especulação de que outro planeta poderia existir além de sua órbita. A mais conhecida dessas teorias previa a existência de um planeta distante que influenciava as órbitas de Urano e Netuno. Após extensos cálculos, Percival Lowell previu a possível órbita e localização do hipotético planeta transnetuniano e iniciou uma extensa pesquisa por ele em 1906. Ele chamou o objeto hipotético de Planeta X, um nome anteriormente usado por Gabriel Dallet. Clyde Tombaugh continuou a busca de Lowell e em 1930 descobriu Plutão, mas logo se determinou que era muito pequeno para se qualificar como o Planeta X de Lowell. Após a passagem da Voyager 2 por Netuno em 1989, a diferença entre a órbita prevista e observada de Urano foi determinada como sendo devido ao uso de uma massa de Netuno previamente imprecisa.
As tentativas de detectar planetas além de Netuno por meios indiretos, como perturbação orbital, datam de antes da descoberta de Plutão. Entre os primeiros estava George Forbes, que postulou a existência de dois planetas transnetunianos em 1880. Teríamos uma distância média do Sol, ou semieixo maior, de 100 unidades astronômicas (UA), 100 vezes a da Terra. O segundo teria um semieixo maior de 300 UA. Seu trabalho é considerado semelhante às teorias mais recentes do Planeta Nove em que os planetas seriam responsáveis por um agrupamento das órbitas de vários objetos, neste caso o agrupamento de distâncias afélio de cometas periódicos perto de 100 e 300 UA. Isso é semelhante a como as distâncias do afélio dos cometas da família de Júpiter se agrupam perto de sua órbita.
A descoberta da órbita peculiar de 90377 Sedna em 2004 levou à especulação de que ele havia encontrado um corpo massivo diferente de um dos planetas conhecidos. A órbita de 90377 Sedna é descolada, com uma distância de periélio de 76 UA que é muito grande para ser devido a interações gravitacionais com Netuno. Vários autores propuseram que 90377 Sedna entrou nesta órbita depois de encontrar um corpo massivo, como um planeta desconhecido em uma órbita distante, um membro do aglomerado aberto que se formou com o Sol ou outra estrela que mais tarde passou perto do Sistema Solar. O anúncio em março de 2014 da descoberta de um segundo sednoide com uma distância do periélio de 80 UA, , em uma órbita semelhante levou a novas especulações de que uma super-Terra desconhecida permaneceu no distante Sistema Solar.
Em uma conferência em 2012, Rodney Gomes propôs que um planeta não detectado fosse responsável pelas órbitas de alguns objetos transnetuniano extremos (ETNO) com órbitas destacadas e o grande semieixo maior Centauro, pequenos corpos do Sistema Solar que cruzam as órbitas dos planetas gigantes. O planeta com a massa de Netuno proposto estaria em uma órbita distante (1.500 UA), excêntrica (excentricidade 0.4) e inclinada (inclinação 40°). Como o Planeta Nove, ele faria com que os periélios de objetos com semieixos maiores maiores que 300 UA oscilassem, levando alguns para órbitas que cruzam planetas e outros para órbitas destacadas como a de 90377 Sedna. Artigo de Gomes, Soares e Brasser foi publicado em 2015, detalhando seus argumentos.
Em 2014, os astrônomos Chad Trujillo e Scott S. Sheppard observaram as semelhanças nas órbitas de 90377 Sedna e e vários outros ETNO. Eles propuseram que um planeta desconhecido em uma órbita circular entre 200 e 300 UA estava perturbando suas órbitas. Mais tarde naquele ano, Raúl e Carlos de la Fuente Marcos argumentaram que dois planetas massivos em ressonância orbital eram necessários para produzir as semelhanças de tantas órbitas, 13 conhecidas na época. Usando uma amostra maior de 39 ETNO, eles estimaram que o planeta mais próximo tinha um semieixo maior na faixa de 300 a 400 UA, uma excentricidade relativamente baixa e uma inclinação de quase 14°.
Hipótese de Batygin e Brown 360px|thumb|Um caminho hipotético através do céu do Planeta Nove próximo ao afélio cruzando Orion de oeste para leste com cerca de 2.000 anos de movimento. É derivado daquele empregado na concepção artística do blog de Brown.|alt=Starfield with hypothetical path of Planet Nine No início de 2016, Konstantin Batygin e Michael E. Brown do Instituto de Tecnologia da Califórnia descreveram como as órbitas semelhantes de seis objetos transnetuniano extremos (ETNO) poderiam ser explicadas pelo Planeta Nove e propuseram uma possível órbita para o planeta. Esta hipótese também poderia explicar ETNO com órbitas perpendiculares aos planetas internos e outros com inclinações extremas, e foi oferecida como uma explicação da inclinação do eixo do Sol.
Órbita A hipótese do Planeta Nove é seguir uma órbita elíptica ao redor do Sol com uma excentricidade de 0.2 a 0.5. O semieixo maior do planeta é estimado em 400 a 800 UA, aproximadamente 13 a 26 vezes a distância de Netuno ao Sol. O planeta levaria entre 10.000 e 20.000 anos para fazer uma órbita completa ao redor do Sol. Sua inclinação para a eclíptica, o plano da órbita da Terra, é projetada em . O afélio, ou ponto mais distante do Sol, estaria na direção geral da constelação de Taurus, enquanto o periélio, o ponto mais próximo do Sol, estaria na direção geral das áreas ao sul de Serpens (Caput), Ophiuchus e Libra. Michael E. Brown acha que se for confirmada a existência do Planeta Nove, uma sonda poderá alcançá-lo em menos de 20 anos usando uma trajetória de estilingue motorizado ao redor do Sol.
Massa e raio Estima-se que o planeta tenha 5 a 10 vezes a massa da Terra e um raio de 2 a 4 vezes o da Terra. Michael E. Brown pensa que se o Planeta Nove existe, sua massa é suficiente para limpar sua órbita de grandes corpos em 4.5 bilhões de anos, a idade do Sistema Solar, e que sua gravidade domina a borda externa do Sistema Solar, o que é suficiente para torná-lo um planeta pelas definições atuais. O astrônomo Jean-Luc Margot também afirmou que o Planeta Nove satisfaz seus critérios e se qualificaria como um planeta se e quando fosse detectado.
Origem
Várias origens possíveis para o Planeta Nove foram examinadas, incluindo sua ejeção da vizinhança dos planetas gigantes conhecidos, captura de outra estrela e formação in situ. Em seu artigo inicial, Konstantin Batygin e Michael E. Brown propuseram que o Planeta Nove se formou mais perto do Sol e foi ejetado para uma órbita excêntrica distante após um encontro próximo com Júpiter ou Saturno durante a época nebular. A gravidade de uma estrela próxima, ou arrasto dos restos gasosos da nebulosa Solar, então reduziu a excentricidade de sua órbita. Isso elevou seu periélio, deixando-o em uma órbita muito ampla, mas estável, além da influência dos outros planetas. A probabilidade de isso ocorrer foi estimada em alguns %. Se não tivesse sido arremessado para os confins do Sistema Solar, o Planeta Nove poderia ter agregado mais massa do disco protoplanetário e se desenvolvido no núcleo de um gigante gasoso. Em vez disso, seu crescimento foi interrompido precocemente, deixando-o com uma massa menor do que Urano ou Netuno.
O atrito dinâmico de um enorme cinturão de planetesimais também pode permitir a captura do Planeta Nove em uma órbita estável. Modelos recentes propõem que um disco de massa terrestre de 60-130 planetesimais poderia ter se formado quando o gás foi removido das partes externas do disco protoplanetário. Conforme o Planeta Nove passasse por este disco, sua gravidade alteraria os caminhos dos objetos individuais de uma maneira que reduzia a velocidade do Planeta Nove em relação a ele. Isso diminuiria a excentricidade do Planeta Nove e estabilizaria sua órbita. Se este disco tivesse uma borda interna distante, 100-200 UA, um planeta encontrando Netuno teria 20% de chance de ser capturado em uma órbita semelhante à proposta para o Planeta Nove, com o agrupamento observado mais provável se a borda interna estiver em 200 UA. Ao contrário da nebulosa de gás, é provável que o disco planetesimal tenha uma vida longa, potencialmente permitindo uma captura posterior.
O Planeta Nove poderia ter sido capturado de fora do Sistema Solar durante um encontro próximo entre o Sol e outra estrela. Se um planeta estivesse em uma órbita distante em torno desta estrela, as interações de três corpos durante o encontro poderiam alterar o caminho do planeta, deixando-o em uma órbita estável ao redor do Sol. Um planeta originado em um sistema sem planetas com a massa de Júpiter poderia permanecer em uma órbita excêntrica distante por mais tempo, aumentando suas chances de captura. A gama mais ampla de órbitas possíveis reduziria as chances de sua captura em uma órbita de inclinação relativamente baixa para 1 a 2 %. Amir Siraj e Avi Loeb descobriram que as chances de o Sol capturar o Planeta Nove aumentam em um fator de 20 se o Sol já teve um companheiro binário distante e de massa igual. Este processo também pode ocorrer com planetas órfãos, mas a probabilidade de sua captura é muito menor, com apenas 0.05 a 0.10% sendo capturados em órbitas semelhantes às propostas para o Planeta Nove.