Published On: ven, Set 4th, 2020

E se Planet Nine fosse un buco nero primordiale?

Per diversi anni astronomi e cosmologi hanno teorizzato l’esistenza di un ulteriore pianeta con una massa 10 volte maggiore di quella della Terra, situato nelle regioni più esterne del sistema solare. Questo ipotetico pianeta, soprannominato Pianeta 9 (Planet Nine), potrebbe essere la fonte degli effetti gravitazionali che spiegherebbero gli schemi insoliti nelle orbite degli oggetti transnettuniani (TNO) evidenziati dai dati cosmologici esistenti.

Basandosi su studi condotti negli ultimi anni, Jakub Scholtz e James Unwin, due ricercatori della Durham University e dell’Università dell’Illinois a Chicago, hanno recentemente condotto un’indagine esplorando la possibilità che il pianeta 9 sia un buco nero primordiale, un tipo ipotetico di buco nero che non è stato formato dal collasso gravitazionale di una stella ma dall’estrema densità della materia presente durante l’espansione iniziale dell’universo.

Il loro articolo, pubblicato su Physical Review Letters, ipotizza che le orbite anomale dei TNO e un eccesso di eventi di microlensing osservati nel set di dati OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) potrebbero essere spiegati simultaneamente dall’esistenza di una specifica popolazione di corpi astrofisici (uno dei quali sarebbe Planet 9). Più specificamente, introduce l’idea che Planet 9 e il resto di questi corpi possano essere buchi neri primordiali (PBH).

Il nostro lavoro è iniziato quando James e sua moglie Laura sono andati al planetario di Chicago e hanno visto un breve documentario sul pianeta 9“, ha detto Jakub Scholtz, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio. “Deve aver catturato l’attenzione di James, perché mi ha chiamato il giorno successivo e abbiamo iniziato a valutare se c’era qualche altro oggetto che poteva essere là fuori a imitare un pianeta. Abbiamo inventato una serie di scenari divertenti: aloni compatti di materia oscura, buchi neri primordiali e molte altre possibilità.

Pochi mesi dopo, un altro team di ricerca dell’Università di Tokyo ha rianalizzato i dati raccolti come parte dell’esperimento OGLE, un progetto di ricerca condotto presso l’Università di Varsavia che ha comportato l’acquisizione di immagini del cielo utilizzando telescopi avanzati per lunghi periodi di tempo.

La rianalisi del set di dati OGLE indicò provvisoriamente l’esistenza di una popolazione di PBH con una massa simile a quella che gli astronomi avevano previsto che sarebbe stata la massa del Pianeta 9. Quando Scholtz e Unwin vennero a conoscenza di queste scoperte provvisorie, iniziarono a considerare specificamente la possibilità che Planet 9 potesse, in effetti, essere un buco nero primordiale.

I pezzi finali del puzzle si sono davvero uniti quando ci siamo resi conto che gli aloni di materia oscura che circondano i buchi neri primordiali sarebbero un modo per osservare il Pianeta 9 se fosse un buco nero, a causa del segnale di raggi X / raggi gamma che emette“, ha detto Scholtz. “In un certo senso, l’obiettivo del nostro studio era davvero quello di trasmettere il messaggio che l’idea di buchi neri primordiali in orbita attorno al sole non è così assurda come potrebbe sembrare, e che forse dovremmo prestare maggiore attenzione“.

L’ipotesi che le orbite insolite dei TNO osservate in dati cosmologici passati possano essere spiegate dall’esistenza di un ulteriore pianeta (Planet 9), è già stata esplorata da diversi ricercatori, tra cui un team del California Institute of Technology guidato da Michael Brown e Konstantin Batygin. Il team dell’Università di Tokyo che ha rianalizzato il set di dati OGLE, d’altra parte, è stato il primo a introdurre l’idea che l’eccesso di eventi di microlensing osservato all’interno dei dati OGLE potrebbe essere la prova dell’esistenza di una popolazione di PBH.

Penso che il nostro studio abbia due importanti risultati chiave“, ha detto Scholtz. “In primo luogo, siamo riusciti a ispirare altri scienziati, che inizialmente erano scettici (com’è normale che sia) su questo scenario, e da esso sono emerse alcune idee molto divertenti. Ad esempio, Edward Witten ha suggerito di sondare l’esistenza del Pianeta 9 attraverso piccole sonde spaziali basate sul programma Starshot, e Loeb et al. hanno sottolineato che una popolazione di buchi neri primordiali causerebbe lampi occasionali quando incontrano materiale sulla loro orbita“.

Il recente articolo di Scholtz e Unwin introduce una nuova, affascinante ipotesi sulla natura di ciò che è stato finora denominato Pianeta 9. Questa ipotesi potrebbe essere ulteriormente esplorata o testata in nuovi studi di ricerca. Inoltre, i due ricercatori hanno iniziato a osservare da vicino le sorgenti di raggi gamma e di raggi X in movimento nel cielo, un argomento che finora è stato in gran parte ignorato, nonostante l’enorme quantità di dati disponibili che consentirebbe ai ricercatori di studiarli.

La nostra ricerca futura si concentrerà principalmente sull’esplorazione di vari set di dati esistenti e sulla ricerca di prove (o la loro mancanza) di sorgenti in movimento nel cielo“, ha detto Scholtz. “Abbiamo identificato un metodo molto promettente che potrebbe aiutarci a vedere una sorgente in movimento, a patto di rilevare circa 10 fotoni sorgente all’anno con il telescopio FERMI-large area (nella gamma GeV)“.

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- Giornalista scientifico, iscritto all'ordine nazionale dal 2013. Si occupa di cronaca scientifica dal 2011. Contatti: renato.sansone@geomagazine.it