Il problema con la ricerca di un nuovo pianeta nel nostro sistema solare non è che sia troppo debole, ma sapere dove guardare in un grande, grande cielo. È probabile che questo presunto pianeta 9 si trovi nella gamma di magnitudine 20-28 (a meno che non sia un buco nero primordiale di massa planetaria, nel qual caso sarà invisibile tranne che per qualsiasi luminosità di accrescimento). Questo è debole (specialmente all'estremità debole), ma certamente non fuori dalla portata dei grandi telescopi di oggi. Capisco che varie parti del cielo siano attualmente perlustrate, alla ricerca di un oggetto debole con una parallasse (molto) grande.

Il problema è che mentre è relativamente facile cercare abbastanza ampie aree del cielo rapidamente se sei interessato a oggetti luminosi; per fare ricerche approfondite sei normalmente limitato (dal tempo) a piccole aree. E devi ripetere le tue osservazioni per trovare un oggetto in movimento rispetto alle stelle di fondo.

Se il pianeta 9 fosse stato un gigante gassoso, sarebbe stato auto-luminoso, a causa della contrazione gravitazionale, e lo sarebbe sono stati rilevati da sondaggi a infrarossi come 2MASS e WISE. Ma il suggerimento è che sia roccioso o ghiacciato, sia osservabile solo alla luce riflessa dal Sole e quindi sia un oggetto molto debole a lunghezze d'onda visibili.

Con esopianeti intorno ad altre stelle che possono essere centinaia o migliaia di anni luce di distanza, sai dove guardare, praticamente vicino alla stella. L'angolo solido che devi cercare è relativamente piccolo. Detto questo, ci sono altri problemi da superare, principalmente l'estremo contrasto di luminosità tra pianeta e stella, il che significa che gli unici esopianeti (o compagni di piccola massa) direttamente ripresi rispetto ad altre stelle sono molto di più massicci (di almeno un ordine di grandezza) del possibile nuovo pianeta 9. In effetti, se questi oggetti esistessero nel nostro sistema solare, li avremmo facilmente trovati già in rilevamenti a tutto cielo a infrarossi come 2MASS e SAGGIO.

I pianeti più piccoli che sono stati trovati intorno ad altre stelle non vengono rilevati mediante immagini dirette. Si trovano indirettamente in transito con la loro stella madre o attraverso lo spostamento doppler causato dalla loro attrazione gravitazionale sulla stella madre. Per un oggetto nel nostro sistema solare che è lontano dal Sole, la prima di queste tecniche semplicemente non è possibile: il pianeta 9 non transiterà mai di fronte al Sole dal nostro punto di vista. Anche la seconda tecnica è irrealizzabile perché (a) l'ampiezza del movimento indotto nel Sole sarebbe troppo piccola per essere rilevata e (b) il segnale periodico che si cercherebbe avrebbe un periodo di circa 20.000 anni! Tutti gli esopianeti rilevati indirettamente hanno periodi di circa 15 anni o meno (sostanzialmente simile al periodo di tempo in cui li abbiamo monitorati).

Vale anche la pena sottolineare che se osserviamo il nostro sistema solare, anche da una stella vicina, è improbabile che captiamo il pianeta 9, ma troveremmo Giove, Saturno e forse uno dei pianeti interni se accadesse di transitare. In altre parole, il nostro censimento degli esopianeti attorno ad altre stelle non è affatto completo. Vedi Se il sistema solare di Alpha Centauri A rispecchiasse esattamente il nostro, cosa saremmo in grado di rilevare? per maggiori dettagli.

Il motivo per cui possiamo vedere esopianeti a migliaia di anni luce di distanza ma non un pianeta a 200 UA (circa 30 ore luce) è perché questi pianeti vengono individuati utilizzando tecniche diverse. Il pianeta discusso nell'articolo che ho collegato è stato scoperto usando una tecnica nota come "microlensing", che richiede che una stella passi dietro a un'altra stella con un pianeta intorno. La luminosità della stella posteriore viene migliorata passando dietro la stella in primo piano, perché la gravità della stella in primo piano focalizza la luce dalla stella sullo sfondo molta luce una lente di vetro più tradizionale focalizza la luce. La gravità del pianeta fornisce una luminosità più piccola ma ancora rilevabile rispetto a ciò che la stella in primo piano produrrebbe da sola.

Altre tecniche di rilevamento per pianeti al di fuori dei nostri sistemi solari includono:

• misurare l'oscillazione di una stella a causa della gravità di un pianeta che la attira.
• misurare l'oscuramento temporaneo di una stella mentre un pianeta le passa di fronte
• immaginando direttamente il pianeta con un telescopio ad alta risoluzione come il telescopio spaziale Hubble.

Di tutte queste tecniche, l'imaging diretto è l'unica che ha funzionato finora per gli oggetti del sistema solare. Il presunto nono pianeta è troppo lontano dal sole perché la sua gravità produca un'oscillazione misurabile, e dal nostro punto di vista non attraverserà mai di fronte al sole per consentirci di misurare il suo effetto di attenuazione sul sole. Penso che la tecnica del microlente potrebbe funzionare per qualcosa come il nono pianeta (non lo so per certo), ma l'unico modo in cui sarai in grado di rilevare un oggetto del sistema solare tramite il microlente è se tu avere un telescopio puntato direttamente su di esso per prendere i dati di microlente. Tuttavia, un rilevamento microlensing efficace richiede di effettuare più osservazioni in successione molto rapida, quindi invece di poter osservare una grande parte del cielo devi osservare una piccola parte del cielo molte volte, quindi anche la tua area di ricerca è piccola .

Se tutto ciò che stai facendo è cercare di immaginare il pianeta, in linea di principio puoi scoprire un nuovo pianeta con solo due immagini. Se un punto luminoso si sposta tra queste due immagini, allora hai trovato un oggetto del sistema solare di qualche tipo e le successive osservazioni possono confermare se si tratta di un nuovo pianeta o di un piccolo asteroide vicino. Ma poiché devi solo scattare due immagini di ciascuna parte del cielo, l'area di ricerca accessibile con una data quantità di tipo di telescopio è molto più grande, quindi avrai molte più probabilità di scoprire un nuovo pianeta con questa tecnica rispetto al microlensing.

Non abbiamo rilevato pianeti a milioni di anni luce di distanza. In questo momento il più distante è a meno di 20.000 anni luce.

Anche per i pianeti che abbiamo rilevato, per la maggior parte non sono "visti" o ripresi direttamente. Invece vengono trovati dall'effetto che hanno sulla stella madre (di solito oscillazione gravitazionale o rilevamento del transito). In entrambi i casi è necessario poter vedere orbite ripetute. Questo lo limita a quei pianeti che sono un po 'vicini alla stella. Quindi stiamo rilevando solo un sottoinsieme di esopianeti che sono più facili da trovare.

I pianeti lontani da qualsiasi stella hanno un effetto gravitazionale minimo e solo piccole quantità di luce riflessa. Tali oggetti sono difficili da trovare nel nostro sistema e attualmente sono ben oltre il rilevamento in altri sistemi.

Una ragione piuttosto semplice, in realtà.

Vediamo esopianeti solo in circostanze estremamente fortunate. Quindi stiamo vedendo solo una minuscola frazione di tutti gli esopianeti.

Se, ad esempio, stiamo vedendo solo lo 0,1% di tutti gli esopianeti in ogni sistema stellare che guardiamo, questo è molto peggio del 8 su 9 nel nostro sistema stellare.

È una combinazione di alcune cose. In primo luogo, quando cerchiamo esopianeti sappiamo che non li osserveremo in base alla loro luminosità, quindi utilizziamo tecniche diverse in base a come il pianeta eso influenzerà la luce che osserviamo dal loro sole. Questo metodo funziona brillantemente se la stella e l'esopianeta sono relativamente ravvicinati, ma sarebbe terribile se provassimo a trovare un pianeta nel nostro sistema solare aspettando che offuschi leggermente un'altra stella e speriamo di guardare quella giusta.

In secondo luogo è una questione di statistiche, trovare alcuni dei trilioni di pianeti esotici è facile. D'altra parte, trovare uno specifico esopianeta quando non sappiamo esattamente dove si trova è piuttosto complicato.

Quindi è davvero molto facile e non so perché la risposta migliore non spiega cosa sta succedendo.

Ho una lampada sulla scrivania, che è di fronte alla testiera del mio letto . A volte rimango sdraiato a leggere con la lampada accesa per illuminare la stanza, ma con il mio punto di osservazione abbassato, oh no, colpisce un problema del primo mondo : c'è una luce intensa nel mio campo visivo che mi fa socchiudere gli occhi ed è scomodo da leggere.

Quindi quello che faccio è incrociare la mia gamba destra sulla sinistra in modo che il mio piede impedisca alla luce di colpire la mia faccia, e quindi possa leggere comodamente senza preoccuparmi di spostare la luce.

Ora, con l'informazione "c'era luce, ora non c'è" possiamo presumere una delle due cose:

1. La luce si è spenta
2. C'è qualcosa tra la luce e il mio occhio

Qui la lampada è una stella e il mio piede dovrebbe essere un pianeta, è ... voglio dire dai, non sarà la stella si spegne improvvisamente, quindi sappiamo che se una certa luce si allontana, qualcosa si è frapposto tra noi e la luce.

Questo è un pianeta. Perché non sarà una scarpa.

Ora immagina di stare su una collina e guardarti intorno, tutto è davvero molto lontano. Ti do un buon binocolo che ti fa vedere ... tipo $ 5 ^ \ circ $ (angolo) forse, trovami tutte le scarpe che puoi vedere.

Ci vorrà molto tempo perché dovrai scansionare un'area abbastanza ampia (anche se puoi ottimizzare l'attività supponendo che le scarpe non galleggino nell'aria).

Ora fallo di notte.