Tyche / t aɪ k i / es un hipotético gigante de gas situada en el Sistema Solar 's nube de Oort , propuesta por primera vez en 1999 por los astrofísicos John Matese, Patrick Whitman y Daniel Whitmire de la Universidad de Luisiana en Lafayette . [1] [2] Argumentaron que la evidencia de la existencia de Tyche podría verse en un supuesto sesgo en los puntos de origen de los cometas de período largo . Más recientemente, Matese [3] y Whitmire [4]re-evaluado los datos de cometas y señaló que Tyche, si existiera, sería detectable en el archivo de datos que fue recogido por la NASA 's de campo amplio Infrared Survey Explorador (WISE) telescopio. [5] En 2014, la NASA anunció que el estudio WISE había descartado cualquier objeto con las características de Tyche, lo que indica que Tyche, tal como lo hipotetizaron Matese, Whitman y Whitmire, no existe. [6] [7] [8]
Historia
Matese, Whitmire y su colega Patrick Whitman propusieron por primera vez la existencia de este planeta en 1999, [9] basándose en observaciones de las órbitas de cometas de períodos prolongados. La mayoría de los astrónomos están de acuerdo en que los cometas de período largo (aquellos con órbitas de miles a millones de años) tienen una distribución aproximadamente isotrópica; es decir, llegan al azar desde todos los puntos del cielo. [10] Debido a que los cometas son volátiles y se disipan con el tiempo, los astrónomos sospechan que deben permanecer en una nube esférica a decenas de miles de UA de distancia (conocida como la nube de Oort ) durante la mayor parte de su existencia. [10] Sin embargo, Matese y Whitmire afirmaron que en lugar de llegar desde puntos aleatorios a través del cielo como se piensa comúnmente, las órbitas de los cometas estaban agrupadas en una banda inclinada hacia el plano orbital de los planetas . Tal agrupación podría explicarse si fueran perturbados por un objeto invisible al menos tan grande como Júpiter , posiblemente una enana marrón , ubicado en la parte exterior de la nube de Oort . [11] [12] También sugirieron que tal objeto podría explicar la peculiar órbita del objeto transneptuniano Sedna . [13] Sin embargo, el tamaño de la muestra de los cometas Oort fue pequeño y los resultados no fueron concluyentes. [14]
Orbita
Whitmire y Matese especularon que la órbita de Tyche estaría aproximadamente a 500 veces la distancia de Neptuno , a unas 15.000 UA (2,2 × 10 12 km) del Sol , un poco menos de un cuarto de año luz . Esto está bien dentro de la nube de Oort , cuyo límite se estima en más de 50.000 AU. Tendría un período orbital de aproximadamente 1,8 millones de años. [15] Una búsqueda fallida de datos IRAS más antiguos sugiere que un objeto de 5 M J necesitaría tener una distancia mayor a 10,000 AU. [7] Un planeta así orbitaría en un plano diferente al de la eclíptica, [16] y probablemente habría estado en una órbita binaria amplia en el momento de su formación. [7] Pueden formarse binarios anchos a través de la captura durante la disolución del cúmulo de nacimiento de una estrella . [7]
Masa
En 2011, Whitmire y Matese especularon que el planeta hipotético podría tener hasta cuatro veces la masa de Júpiter y tener una temperatura relativamente alta de aproximadamente 200 K (-73 ° C; -100 ° F), [7] debido al calor residual de su formación y calentamiento Kelvin-Helmholtz . [ cita requerida ] Sería insuficientemente masivo para sufrir reacciones de fusión nuclear en su interior, un proceso que ocurre en objetos por encima de aproximadamente 13 masas de Júpiter . Aunque más masivo que Júpiter, Tyche tendría aproximadamente el tamaño de Júpiter, ya que la presión degenerada hace que los gigantes gaseosos masivos aumenten solo en densidad, no en tamaño, en relación con su masa. [a] Si se encontraba Tyche, se esperaba que se encontrara a fines de 2013 y que solo tuviera entre 1 y 2 masas de Júpiter. [19]
Origen del nombre
Tyche ( τύχη , que significa "fortuna" o "suerte" en griego ) era la diosa griega de la fortuna y la prosperidad. El nombre fue elegido para evitar confusiones con una hipótesis similar anterior de que el Sol tiene un compañero tenue llamado Némesis , cuya gravedad desencadena la afluencia de cometas al interior del Sistema Solar, lo que lleva a extinciones masivas en la Tierra . Tyche era el nombre de la "buena hermana" de Némesis . [7] Este nombre fue utilizado por primera vez para un objeto exterior de la nube de Oort por J. Davy Kirkpatrick en el Centro de Análisis y Procesamiento de Infrarrojos del Instituto de Tecnología de California. [20]
Misión WISE
El telescopio espacial Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) ha completado un estudio infrarrojo de todo el cielo que incluye áreas donde Whitmire y Matese anticipan que se puede encontrar Tyche. [7] El 14 de marzo de 2012, se publicó el catálogo de levantamientos de todo el cielo de primera pasada de la misión WISE. [21] El segundo estudio co-agregado (AllWISE) post-crio del cielo fue lanzado a finales de 2013. [22] El 7 de marzo de 2014, la NASA informó que el telescopio WISE había descartado la posibilidad de un Saturno- un objeto del tamaño de 10,000 AU, y un objeto del tamaño de Júpiter o más grande hasta 26,000 AU (0.4 años luz ). [6] [23]
Ver también
- Calefacción Kelvin – Helmholtz
- Némesis (estrella hipotética)
- Planeta Nueve
- Planetas más allá de Neptuno
- Vulcano (planeta hipotético)
Notas
- ^ Un gigante gaseoso frío rico en hidrógeno ligeramente más masivo que Júpiter (por debajo de aproximadamente 1,6 M J ) sería más grande en volumen que Júpiter, [17] pero para masas más altas, la presión degenerada hará que el planeta se encoja, [17] y agregó La masa se compensa aumentando la presión de degeneración en el núcleo planetario. Por ejemplo, HD 17156 b es 3 M J con un radio de 96% de Júpiter y HD 80606 b es 4 M J con un radio de 92% de Júpiter. Inclusose estima quela enana marrón COROT-3b ( 22 M J ) tiene aproximadamente el volumen de Júpiter. Después de 10 mil millones de años de enfriamiento, los grandes gigantes gaseosos están todos muy cerca del radio de Júpiter, pero los objetos más masivos son un poco más pequeños. [18]
Referencias
- ^ Rodgers, Paul (13 de febrero de 2011). "¡Arriba el telescopio! Comienza la búsqueda de un nuevo planeta gigante" . The Independent . Consultado el 14 de febrero de 2011 .
- ^ Wolchover, Natalie (15 de febrero de 2011). "Artículo: los astrónomos dudan del planeta gigante 'Tyche' existe en nuestro sistema solar" . Space.com . Consultado el 15 de febrero de 2011 .
- ^ "Página de inicio de astrofísica de John J. Matese" . Ucs.louisiana.edu. 21 de septiembre de 2011 . Consultado el 1 de abril de 2013 .
- ^ "Daniel P. Whitmire" . Ucs.louisiana.edu . Consultado el 1 de abril de 2013 .
- ^ Whitney Clavin (18 de febrero de 2011). "¿Puede WISE encontrar el 'Tyche' hipotético?" . NASA / JPL . Consultado el 19 de febrero de 2011 .
- ^ a b Clavin, Whitney; Harrington, JD (7 de marzo de 2014). "Encuesta WISE de la NASA encuentra miles de estrellas nuevas, pero ningún 'Planeta X ' " . NASA . Consultado el 7 de marzo de 2014 .
- ^ a b c d e f g Matese, John J .; Whitmire, Daniel P. (2011). "Evidencia persistente de un compañero solar masivo joviano en la nube de Oort". Ícaro . 211 (2): 926–938. arXiv : 1004.4584 . Código Bibcode : 2011Icar..211..926M . doi : 10.1016 / j.icarus.2010.11.009 . S2CID 44204219 .
- ^ Helhoski, Anna. "Noticias 16/02/11 ¿Tiene el sistema solar un planeta nuevo gigante?" . La voz diaria de Norwalk . Consultado el 10 de julio de 2012 .
- ^ Matese, John J .; Lissauer, Jack J. (6 de mayo de 2002). "Evidencia continua de un componente impulsivo del flujo cometario de la nube de Oort" (PDF) . Universidad de Louisiana en Lafayette y Centro de Investigación Ames de la NASA . 500 : 309. Código bibliográfico : 2002ESASP.500..309M . Consultado el 21 de marzo de 2008 .
- ^ a b Harold F. Levison; Luke Donnes (2007). "Poblaciones de cometas y dinámica de cometas" . En Lucy Ann Adams McFadden; Lucy-Ann Adams; Paul Robert Weissman; Torrence V. Johnson (eds.). Enciclopedia del Sistema Solar (2ª ed.). Amsterdam; Boston: Prensa académica . págs. 575–588 . ISBN 978-0-12-088589-3.
- ^ Murray, John B. (1999). "Argumentos a favor de la presencia de un gran planeta distante del sistema solar desconocido" . Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 309 (1): 31–34. Código Bibliográfico : 1999MNRAS.309 ... 31M . doi : 10.1046 / j.1365-8711.1999.02806.x . Resumen de laicos - Houston Chronicle (11 de octubre de 1999).
- ^ Matese, John J .; Whitman, Patrick G .; Whitmire, Daniel P. (1999). "Evidencia cometaria de un cuerpo masivo en las nubes exteriores". Ícaro . 141 (2): 354. Bibcode : 1999Icar..141..354M . doi : 10.1006 / icar.1999.6177 .
- ^ Matese, John J .; Whitmire, Daniel P .; Lissauer, Jack J. (2006). "Un compañero solar Widebinary como posible origen de objetos similares a Sedna". Tierra, Luna y Planetas . 97 (3–4): 459–470. Código bibliográfico : 2005EM & P ... 97..459M . doi : 10.1007 / s11038-006-9078-6 . S2CID 13647204 .
- ^ Plait, Phil (14 de febrero de 2011). "No, no hay pruebas de un planeta gigante en el Sistema Solar exterior" . Revista Discovery . Consultado el 15 de febrero de 2011 .
- ^ "Período orbital de un planeta a una distancia de 15000 UA con una órbita circular" . Consultado el 15 de febrero de 2011 .
- ^ "¿Han identificado los físicos de UL un nuevo planeta?" . Universidad de Luisiana. 14 de febrero de 2011. Archivado desde el original el 1 de agosto de 2015 . Consultado el 16 de febrero de 2011 .
- ^ a b Seager, S .; Kuchner, M .; Hier-Majumder, CA; Militzer, B. (2007). "Relaciones masa-radio para exoplanetas sólidos". El diario astrofísico . 669 (2): 1279–1297. arXiv : 0707.2895 . Código Bibliográfico : 2007ApJ ... 669.1279S . doi : 10.1086 / 521346 . S2CID 8369390 .La referencia indica 500 M ⊕ ( 1,6 M J ). Júpiter es 318 veces más masivo que la Tierra.
- ^ Spiegel, David S .; Burrows, Adam; Milson, John A. (2011). "El límite de masa de quema de deuterio para enanas marrones y planetas gigantes". El diario astrofísico . 727 (1): 57. arXiv : 1008.5150 . Código bibliográfico : 2011ApJ ... 727 ... 57S . doi : 10.1088 / 0004-637X / 727/1/57 . S2CID 118513110 .
- ^ Bruce Dorminey (31 de marzo de 2013). "El sol todavía puede tener un compañero solar de baja masa, dicen los astrofísicos que buscan datos de la misión WISE de la NASA" . Forbes . Consultado el 1 de abril de 2013 .
- ^ Sayanagi, Kunio M. (2 de marzo de 2011). "¿Dónde está Tyche, el décimo noveno planeta? Obteniendo la historia completa" . ArsTechnica . Consultado el 21 de marzo de 2011 .
- ^ "NASA lanza nuevo catálogo de misión WISE de todo el cielo infrarrojo" . NASA / JPL. 14 de marzo de 2012 . Consultado el 15 de marzo de 2012 .
- ^ Explorador de levantamientos infrarrojos de campo amplio
- ^ Luhman, KL (2014). "Una búsqueda de un compañero lejano del sol con el explorador de topografía infrarroja de campo amplio". El diario astrofísico . 781 (1): 4. Bibcode : 2014ApJ ... 781 .... 4L . doi : 10.1088 / 0004-637X / 781/1/4 .