Podría haber otro planeta escondido en los confines del sistema solar, o evidencia de un cambio en las leyes de la gravedad. Un par de físicos teóricos informan que las mismas observaciones que inspiraron la búsqueda del Planeta Nueve pueden ser evidencia dentro del sistema solar de una ley de gravedad modificada desarrollada originalmente para comprender la rotación de las galaxias.
Una impresión artística de los objetos del cinturón de Kuiper (KBO), ubicados en los confines exteriores del sistema solar a una asombrosa distancia de 4 mil millones de millas del sol. Fuente de la imagen: NASA, ESA y G.Bacon (STScI)
Harsh Mathur, profesor de física en la Universidad Case Western Reserve, y Katherine Brown, profesora asociada de física en el Hamilton College, llegaron a esta conclusión después de estudiar el impacto de la Vía Láctea en los objetos exteriores del sistema solar, si la ley de la gravedad se rige por una teoría llamada Dinámica Newtoniana Modificada (MOND).
MOND propone que la famosa ley de la gravedad de Isaac Newton es válida hasta cierto punto. Es decir, cuando la aceleración gravitacional predicha por las leyes de Newton se vuelve lo suficientemente pequeña, MOND permite que un comportamiento gravitacional diferente ocupe su lugar.
La observación exitosa de MOND a escala de galaxias es la razón por la que algunos científicos creen que puede reemplazar la "materia oscura". "Materia oscura" es un término utilizado por los físicos para describir una forma hipotética de materia que tiene efectos gravitacionales pero no emite luz.
"MOND explica muy bien las observaciones a escala galáctica, pero no esperaba que tuviera un impacto significativo en el sistema solar exterior", dijo Mathur.
Sus resultados fueron publicados recientemente en Acta Astronomica.
Mather y Brown han estudiado previamente los efectos de MOND en la dinámica de las galaxias. Pero después de que los astrónomos anunciaran en 2016 que algunos cuerpos celestes en el sistema solar exterior tenían anomalías orbitales que podrían explicarse por el Planeta Nueve, se interesaron en los efectos locales de MOND.
Las anomalías orbitales han llevado a descubrimientos históricos: Neptuno fue descubierto a través de su atracción gravitacional sobre las órbitas de objetos cercanos, el pequeño empuje hacia adelante de Mercurio proporcionó evidencia temprana para apoyar la teoría general de la relatividad de Einstein, y los astrónomos recientemente utilizaron la dinámica orbital para inferir la existencia de un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea.
Brown se dio cuenta de que las predicciones de MOND podrían no coincidir con las observaciones que impulsaron la búsqueda del Planeta Nueve. "Queríamos saber si los datos que respaldan la hipótesis del Planeta Nueve descartarían efectivamente a MOND", dijo.
En cambio, Musser y Brown descubrieron que MOND predijo exactamente la agrupación que observaron los astrónomos. Creen que, durante millones de años, las órbitas de algunos objetos en el sistema solar exterior serán alineadas por el propio campo gravitacional de la Vía Láctea.
"Cuando compararon las órbitas de los objetos en el conjunto de datos del Planeta 9 con el campo gravitacional de la propia Vía Láctea, encontraron una coincidencia sorprendente", dijo Mather.
Los autores advierten que el conjunto de datos actual es pequeño y que cualquier otra posibilidad puede resultar correcta; por ejemplo, otros astrónomos creen que las peculiaridades de la órbita son el resultado de sesgos de observación.
"Cualquiera que sea el resultado", dijo Brown, "este trabajo resalta el potencial del sistema solar exterior como laboratorio para probar la gravedad y estudiar cuestiones fundamentales de la física".