Nuestro sistema solar tiene ocho planetas, pero algunos científicos dicen que puede haber un noveno planeta. Esta no es sólo la opinión de los entusiastas de Plutón: hay evidencia de que hay un vasto mundo por descubrir acechando en el borde oscuro del sistema solar. Ahora, un nuevo estudio encuentra que los fenómenos extraños en el sistema solar exterior pueden explicarse mediante una teoría modificada de la gravedad, otra idea sobre la existencia de materia oscura.
En el siglo XIX, los astrónomos que midieron la órbita de Urano notaron algunas inconsistencias entre las observaciones y las predicciones y concluyeron que Urano estaba afectado por la atracción gravitacional de un cuerpo grande y desconocido. Efectivamente, pronto se descubrió Neptuno.
En 2016, los astrónomos hicieron una predicción similar: basándose en los extraños patrones orbitales de seis objetos helados en el cinturón de Kuiper, un planeta desconocido con una masa de aproximadamente 10 Tierras podría estar tirando secretamente de ellos. Más pruebas de otros cuerpos celestes e incluso de la inclinación del Sol parecen reforzar esta especulación.
Sin embargo, otros científicos han propuesto otras explicaciones, incluidas interacciones gravitacionales de "autos chocadores" entre planetas, discos de hielo y rocas distantes e incluso un pequeño agujero negro. Ahora, a un equipo de investigadores se le ocurrió una idea aún más audaz: revisar la propia teoría de la gravedad.
Esto no es tan escandaloso como parece. Si bien la ley de gravitación universal de Newton explica bien la estructura y el movimiento a gran escala del universo, en algunos casos se queda corta. Durante más de un siglo, la materia oscura ha sido la primera opción para llenar los huecos dejados por las leyes de Newton en nuestros modelos del universo. Se cree que esta misteriosa sustancia impregna el universo, no refleja ni emite luz y sólo interactúa con la materia normal a través de su fuerte gravedad.
Aunque la materia oscura es ampliamente aceptada, nunca ha sido detectada directamente, a pesar de muchos experimentos que la buscan. Algunos científicos creen que es posible que necesitemos ajustar la ley de gravedad de Newton. Por ejemplo, a bajas aceleraciones, el efecto de la gravedad puede ser más fuerte de lo que describió Newton, eliminando la necesidad de materia oscura. Este modelo se llama Dinámica Newtoniana Modificada (MOND) y recientemente se han encontrado pruebas que lo respaldan en cúmulos de estrellas y en más de 150 galaxias.
En un nuevo estudio, los físicos teóricos aplicaron MOND al conjunto de datos utilizado para encontrar el Planeta Nueve. Según su modelo, si MOND está funcionando, las órbitas de algunos objetos en el sistema solar exterior deberían alinearse con el campo gravitacional de la Vía Láctea durante millones de años. Para sorpresa del equipo, descubrieron que los grupos orbitales de estos objetos coincidían perfectamente con las observaciones del sistema solar.
Harsh Mathur, coautor del estudio, dijo: "El acuerdo es impactante. MOND explica muy bien las observaciones a escala galáctica, pero no esperaba que tuviera efectos obvios en el sistema solar exterior".
Si bien el estudio es intrigante, el equipo reconoce que el conjunto de datos aún es pequeño y que hay muchas otras explicaciones posibles. Mientras tanto, es probable que continúe la búsqueda de materia oscura y del Planeta Nueve.
"Cualquiera que sea el resultado, este trabajo resalta el potencial del sistema solar exterior como laboratorio para probar la gravedad y estudiar cuestiones fundamentales en física", dijo la coautora del estudio Katherine Brown.
La investigación fue publicada en Acta Astromica.