Qual o comprimento de onda para detectar melhor o "nono planeta"?

Sabemos que a luz do sol refletida tornará a detecção do 9º planeta muito difícil na luz visível. Existe outra banda com maior probabilidade de detectá-lo? Qual é a temperatura da superfície desse objeto e o que isso significaria sobre seu comprimento de onda de detecção ideal?

O reflexo direto da luz solar é o cenário mais provável para uma nona descoberta do planeta, no entanto, isso não ocorre se o objeto tiver um albedo muito baixo. Suponho que você esteja interessado em quais comprimentos de onda o planeta irradiaria.

Para a temperatura da superfície, a rotação do planeta é importante. Se estiver bloqueado com um lado virado para o sol ou girar muito lentamente, o centro do sol voltado para o hemisfério irradia tanta energia quanto recebe do sol. A 60 UA, o fluxo solar é de cerca de 0,38 W / m². Utilizando a lei de Stefan-Boltzmann , obtemos uma temperatura superficial de equilíbrio de 51 K (que é a temperatura superficial mais alta possível, assumindo que ela não possui atmosfera). A lei de deslocamento de Wien nos diz que a radiação de um objeto de 51 k atinge o pico de comprimento de onda de 57 µm (infravermelho).

Para um corpo em rotação, a temperatura do equador é de 38 K, com o pico de radiação a 78 µm (ainda infravermelho).

Usando um albedo de 0,5, os picos são de 68 µm e 90 µm para um corpo não rotativo e um corpo rotativo, respectivamente. Observe que isso é apenas para a região do equador, o comprimento de onda de pico real será um pouco maior, pertencendo ao espectro de infravermelho distante. Além disso, a alta incerteza de rotação, albedo e massa (a massa é importante para o calor interno), torna impossível obter uma precisão maior do que a

60 au é uma distância de periélio muito otimista para o nono planeta; portanto, para uma distância mais realista, digamos, 200 au, não é possível observá-lo no espectro de infravermelho, se ele não tiver uma fonte de calor interna significativa.

Pensa-se que o possível planeta 9 tenha cerca de 10 massas terrestres e é improvável que seja um gigante gasoso (pode ser o núcleo de um gigante gasoso "interrompido"). Como tal, ele não gerará luminosidade significativa em si e seria rochoso, ou mais provavelmente, de caráter gelado. Seria, portanto, visto apenas pela luz refletida.

As considerações sobre qual comprimento de onda procurar equilibram a sensibilidade dos instrumentos em questão com o provável espectro do objeto. Por sua vez, isso depende do espectro solar e da dependência do comprimento de onda da refletividade (albedo).

Para a maioria dos objetos gelados, incluindo objetos de Plutão e Trans-Netunianos, a refletância aumenta para o vermelho e o infravermelho próximo, enquanto o espectro solar atinge o pico em comprimentos de onda mais curtos. Isso sugere que as pesquisas são melhor realizadas com instrumentos ópticos de campo amplo nas bandas R ou r 'em torno de 600 nm.

Outro fator para encontrar um candidato é que você terá que cobrir uma grande área. Isso só é possível em comprimentos de onda ópticos e NIR, a menos que o objeto tenha brilho suficiente no meio do infravermelho para aparecer no WISE (o que tenho certeza de que está sendo verificado minuciosamente). Um comunicado de imprensa que eu vi disse que SUBARU está sendo usado para a pesquisa. Eu apostaria que eles estão usando o campo de meio grau do Suprime-Cam em comprimentos de onda ópticos e não buscando imagens de infravermelho médio COMICS com seu campo de 42x32 segundos de arco !

A confirmação de um candidato deve ser fácil, dada a enorme paralaxe e o movimento adequado esperado.

Existem duas maneiras básicas de detectar esse objeto. Primeiro é detectá-lo através da luz solar refletida. O segundo é o calor que produz. Nós já sabemos que a luz refletida de um objeto desse tipo provavelmente seria em torno de uma magnitude de 16,5. Para determinar o infravermelho, temos que estimar a temperatura

A temperatura depende muito da composição. Por uma questão de simplicidade, vamos assumir uma composição semelhante à Terra e foi criada na mesma época que o restante do Sistema Solar. Essas suposições podem não ser válidas, mas estão entre as possibilidades discutidas. De fato, o calor interno da Terra é de pelo menos 50% devido à decomposição radioativa, de acordo com a Scientific America . Claro, esse é apenas o calor interno, nem tudo isso chegará à superfície.

Este planeta proposto é um pouco parecido com um "Planeta Ladino" , onde um pequeno disco de gás colapsou em um planeta sem estrela, ou foi expulso do sistema hospedeiro. Um pouco justo também depende se existe uma lua considerável do objeto. Nesse caso, o aquecimento das marés aumentaria drasticamente a temperatura do objeto. Qualquer determinação desse tipo não pode ser feita sem observação, mas é possível. Uma atmosfera também ajudaria a impedir que o planeta congelasse. Um documento para detectar planetas não autorizados vem de Abbott e Switzer. Eles levantam a hipótese de que um objeto de massa terrestre de 3,5 poderia ser detectado se chegasse a 1000 UA, especificamente no infravermelho distante, com uma temperatura de superfície de cerca de 50 K.

Resumindo, provavelmente seria sensato tentar detectar tanto no infravermelho distante quanto no visível, embora, mesmo assim, possa ser difícil detectá-lo. Dada a paralaxe como principal meio de movimento, a detecção deve ser feita em vários pontos da órbita da Terra, provavelmente o mesmo local deve ser procurado com uma diferença de 90 dias para dar a máxima oportunidade de movimento, pois a paralaxe só seria visível se o movimento da a Terra era perpendicular à localização do objeto.