Doi astronomi de la Caltech au prezentat dovezi în 2016, conform cărora șase corpuri cerești aflate dincolo de orbita lui Neptun sunt grupate într-un mod care sugerează că sunt "bruiate" de o atracție gravitațională semnificativă. Cercetătorii s-au pus pe muncă cu miile și caută de atunci planeta misterioasă. Deși încă nu au reușit, mulți cred că prezența sa ar putea explica o serie de mistere, de la înclinarea orbitelor obiectelor din centura Kuiper, până la orbitele corpurilor cerești care orbitează Soarele retrograd față de planetele majore.

"Funcționarea sistemului solar ar fi mult mai explicabil dacă ar exista această planetă", spun experții NASA. "Pe baza studiilor planetelor care orbitează în jurul altor stele din galaxia noastră, cele mai comune planete sunt super-Pământurile, obiecte stâncoase imense, dar mai mici decât Neptun. Totuși, nu am descoperit nici una în Sistemul Solar. O a noua planetă ar ajuta la umplerea acestui gol."

Studiile recente asupra altor sisteme stelare au dezvăluit existența unor planete cu orbite largi - giganți gazoși și planete stâncoase care orbitează la mii de unități astronomice distanță de stelele lor mamă. Acest lucru ridică două întrebări: cum se formează aceste planete și dacă există exemple locale în propriul nostru sistem solar?

"Originea planetelor cu orbită foarte largă rămâne dificil de explicat. Orbitând la distanțe de câteva sute sau câteva mii de unități astronomice de steaua lor gazdă, planetele sunt izolate dinamic de perturbațiile gravitaționale ale planetelor interioare, precum și de efectele galaxiilor", explică un nou studiu.

Studiul făcut de cercetătorii de la Rice University și Planetary Science Institute au efectuat simulări ale diferitelor sisteme planetare - unele similare cu al nostru, altele mai exotice, cum ar fi cele care stele binare. Cercetătorii au descoperit că planetele cu orbită largă sunt o consecință naturală a interacțiunilor haotice timpurii din timpul formării sistemelor planetare.

"Atunci când planetele masive sunt afectate de interacțiunile gravitaționale, unele zboară departe de stelele lor. Dacă momentul și condițiile de mediu sunt potrivite, aceste planete nu sunt ejectate din sistem, ci sunt așezate pe orbite extrem de largi", spune André Izidoro, cercetător Rice și cercetătorul principal al studiului. De fapt, perturbațiile cauzate de trecerea stelelor din apropiere stabilizează orbita prin decuplarea planetei de interacțiunile cu sistemul interior, continuă el.

Echipa a descoperit că nu toate sistemele pot prinde atât de eficient aceste planete ejectate, și nu le pot menține pe o orbită stabilă, largă. Sistemele ca al nostru, sunt destul de bune în acest sens, cu o probabilitate de 5-10%. Alte sisteme, cum ar fi cele cu multe planete gigantice înghețate, sunt mult mai puțin eficiente în a le prinde. "Există aproximativ o planetă cu orbită largă pentru fiecare mie de stele", adaugă Izidoro. "Acesta poate părea un număr mic, dar printre miliardele de stele din galaxie, este o șansă extrem de bună".

Echipa a descoperit că planetele cu orbită largă sunt mai susceptibile de a fi găsite în jurul stelelor cu metalicitate ridicată, care au giganți gazoși. Sistemul Solar se încadrează în ambele criterii. "Simulările noastre arată că, dacă sistemul solar timpuriu a trecut prin două faze specifice de instabilitate - creșterea lui Uranus și Neptun, urmată de dispersarea ulterioară a giganților gazoși - ar putea exista până la 40% șanse ca un obiect precum a noua planetă să fi fost prinsă în orbită", spune Izidoro.

Observații suplimentare ale stelelor cu metallicitate ridicată ar putea duce la identificarea a altor planete cu orbită largă, Mai ales cu observațiile viitoare ale Observatorului Vera C. Rubin ar putea oferi și ea o privire asupra planetei noi, dacă aceasta chiar există. Studiul ar putea să pună în lumină și planetele nomade care rătăcesc între stele și nu au stele proprii. "Nu toate planetele împrăștiate sunt suficient de norocoase pentru a fi prinse", spune Nathan Kaib, coautor al studiului și cercetător principal la Planetary Science Institute. "Cele mai multe dintre ele ajung în spațiul interstelar. Dar frecvența cu care acestea sunt prinse poate dezvălui legătura dintre planetele care orbitează pe orbite largi și planetele care rătăcesc singure prin galaxie."