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Atracción gravitacional Los seis objetos conocidos más distantes en el Sistema Solar con órbitas exclusivamente más allá de Neptuno (magenta) se alinean misteriosamente en una sola dirección. Además, cuando se ven en 3D, se inclinan casi de manera idéntica alejándose del plano del Sistema Solar. Konstantin Batygin y Mike Brown de Caltech han demostrado que se requiere un planeta con 10 veces la masa de la Tierra en una órbita excéntrica distante antialineada con los otros seis objetos (naranja) para mantener esta configuración. (Cortesía: Caltech/R. Hurt (IPAC))

Una flota de diminutas naves espaciales podría demostrar la existencia de un agujero negro primordial en el sistema solar exterior, según dos propuestas independientes. El agujero negro primordial podría estar desempeñando el papel gravitatorio del "Planeta Nueve", que es un mundo hipotético que podría explicar las órbitas inusuales de ciertos objetos del cinturón de Kuiper (KBO) en el Sistema Solar exterior.

Las órbitas de estos KBO sugieren que un cuerpo algunas veces más masivo que la Tierra reside actualmente a unas 500 UA del Sol hacia la constelación de Orión. Las búsquedas del Planeta Nueve han resultado vacías, pero esto no es una sorpresa porque a esa distancia, incluso un planeta grande y reflectante sería apenas detectable con el tipo de telescopios de campo de visión amplio que se usan para estudios de áreas grandes.

Esta falta de detección ha llevado a algunos a especular que el Planeta Nueve no es un planeta sino un agujero negro más pequeño que tu puño. Aunque es improbable, esto fue sugerido en 2019 por Jakub Scholtz en la Universidad de Durham del Reino Unido y James Unwin en la Universidad de Chicago en los EE. UU. Argumentan que el campo gravitacional que perturba las órbitas de esos KBO podría originarse en un agujero negro primordial capturado por el Sol hace miles de millones de años.

Si bien tal objeto sería imposible de detectar con telescopios, podría, dice Edward Witten de la Universidad de Princeton en los EE. UU., revelarse mediante una búsqueda más agresiva. En un artículo publicado en el servidor de preimpresión arXiv , sugiere que se podría detectar un agujero negro con una masa similar a la de la Tierra lanzando una flota de cientos o miles de sondas livianas hacia el objeto.

Propulsión láser terrestre

Su propuesta es una versión más modesta del proyecto Breakthrough Starshot, que tiene como objetivo enviar sondas ultraligeras (alrededor de 1 g) en un viaje de 20 años a la estrella cercana Alfa Centauri utilizando un conjunto de láser terrestre para impulsar la nave espacial al 20% de la velocidad de la luz (0,2c). Usando un sistema similar, Witten considera que se podría lograr un viaje de 10 años a 500 AU a 0.001c con una nave espacial mucho más grande (alrededor de 100 g), lo que requiere una hazaña de miniaturización menos desalentadora. Esto sigue siendo 20 veces la velocidad de la sonda New Horizons Pluto de la NASA.

Al dispersar una gran cantidad de sondas de este tipo en la dirección general del agujero negro hipotético, unos pocos afortunados podrían pasar a decenas de UA del objeto, acelerando ligeramente al hacerlo. Si las sondas envían señales regulares y cronometradas a la Tierra, el campo gravitatorio del agujero negro provocaría un alargamiento del intervalo entre pulsos.

Witten calcula que para detectar el agujero negro utilizando este esquema, las mediciones de tiempo de las sondas deberían tener una precisión de aproximadamente 10 -5 s en el transcurso de un año. Esto está dentro de las capacidades de los relojes atómicos existentes, pero es difícil imaginar cómo tales dispositivos podrían introducirse en naves espaciales de 100 g.

“No está nada claro que este enfoque sea práctico, o que sea la mejor manera, incluso si es práctico”, admite Witten.

Deflexiones transversales

En respuesta a la propuesta de Witten, Scott Lawrence y Zeeve Rogoszinski, de la Universidad de Maryland en los EE. UU., desarrollaron un enfoque alternativo, que han descrito en arXiv . Elimina la necesidad de sistemas de sincronización a bordo y, en cambio, se basa en la detección de desviaciones transversales de las trayectorias de las sondas causadas por el agujero negro.

Mientras que las aceleraciones en el esquema de Witten actúan solo mientras las sondas están cerca del agujero negro, los desplazamientos laterales como los considerados por Lawrence y Rogoszinski son permanentes y se acumulan con el tiempo. Un desplazamiento de 1000 km tardaría varios años en acumularse y, a una distancia de 500 AU, el dúo calcula que sería detectable desde la Tierra utilizando interferometría de línea de base muy larga a altas frecuencias de radio. Aunque este enfoque evita la necesidad de relojes atómicos en el espacio, lograr que las sondas transmitan o incluso reflejen tales señales sería un desafío importante.

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Camino al Planeta Nueve

Y aun así, todo podría ser en vano. En otra contribución más sobre arXiv , Thiem Hoang, del Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea y Abraham Loeb de la Universidad de Harvard en los EE. UU., señalan que ambas propuestas tratan a la nave espacial como si estuviera sujeta únicamente a la gravedad. En realidad, las fuerzas electromagnéticas y de arrastre del medio interestelar desigual también perturbarían las trayectorias de las sondas, abrumando la señal del agujero negro.

El astrónomo Mike Brown, de Caltech en los EE. UU., quien con Konstantin Batygin predijo la existencia del Planeta Nueve desde las órbitas de los KBO, encuentra las propuestas interesantes pero, en última instancia, innecesarias.

“Por lo general, me encantan estas ideas, pero no hay ninguna razón para pensar que el Planeta Nueve es un agujero negro”, dice Brown. “Todavía estamos buscando duro. Si no encontramos el Planeta Nueve en ninguna de las búsquedas dedicadas, sospecho que aparecerá bastante rápido en LSST , aunque ahora no estoy seguro. cuándo sucederá eso”.

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