Ända sedan entusiasmen började växa över möjligheten att det kunde finnas en nionde större planet som kretsar runt solen bortom Neptunus, astronomer har varit upptagna med att jaga den. En grupp undersöker fyra nya rörliga föremål som hittats av allmänheten för att se om de är potentiella nya solsystemupptäckter. Hur spännande det än är, forskare gör också upptäckter som ifrågasätter hela utsikterna till en nionde planet.

Ett sådant fynd är vår upptäckt av en mindre planet i det yttre solsystemet:2013 SY99. denna lilla, Den isiga världen har en omloppsbana så långt att det tar 20, 000 år för en lång, looping passage. Vi hittade SY99 med Kanada-Frankrike-Hawaii-teleskopet som en del av Outer Solar System Origins Survey. SY99:s stora avstånd gör att den färdas mycket långsamt över himlen. Våra mätningar av dess rörelse visar att dess bana är en mycket sträckt ellips, med det närmaste förhållandet till solen vid 50 gånger det mellan jorden och solen (ett avstånd av 50 "astronomiska enheter").

Den nya mindre planeten går ännu längre ut än tidigare upptäckta dvärgplaneter som Sedna och 2013 VP113. Den långa axeln för dess orbitalelips är 730 astronomiska enheter. Våra observationer med andra teleskop visar att SY99 är en liten, rödaktig värld, cirka 250 kilometer i diameter, eller ungefär lika stor som Wales i Storbritannien.

SY99 är en av endast sju kända små isiga världar som kretsar bortom Neptunus på anmärkningsvärda avstånd. Hur dessa "extrema trans-neptuniska föremål" placerades på deras banor är osäkert:deras avlägsna vägar är isolerade i rymden. Deras närmaste inställning till solen är så långt bortom Neptunus att de tros vara "fristående" från det starka gravitationsinflytandet från jätteplaneterna i vårt solsystem. Men längst bort, de är fortfarande för nära för att kunna knuffas runt av galaxens långsamma tidvatten.

Det har föreslagits att de extrema trans-neptuniska objekten skulle kunna samlas i rymden genom gravitationspåverkan från en "Planet Nine" som kretsar mycket längre ut än Neptunus. Denna planets gravitation kunde lyfta ut och lossa deras banor – och ständigt ändra deras lutning. Men denna planet är långt ifrån bevisad.

Faktiskt, dess existens är baserad på banorna för endast sex objekt, som är mycket svaga och svåra att upptäcka även med stora teleskop. De är därför benägna att udda fördomar. Det är lite som att titta ner i det djupa havet på ett fiskstim. Fiskarna som simmar nära ytan syns tydligt. Men de bara en meter ner är svagare och grumliga, och kräver en hel del kikar för att vara säker. Den stora delen av skolan, i djupet, är helt osynlig. Men fisken vid ytan och deras beteende förråder existensen av en hel skola.

Fördomarna betyder att SY99:s upptäckt inte kan bevisa eller motbevisa existensen av en planet nio. Dock, datormodeller visar att en planet nio skulle vara en ovänlig granne till små världar som SY99:dess gravitationsinflytande skulle kraftigt förändra dess omloppsbana – kasta den från solsystemet helt, eller peta in den i en omloppsbana som är så mycket lutande och avlägsen att vi inte skulle kunna se den. SY99 måste vara en av en mycket stor skara av små världar, ständigt sugs in och kastas ut av planeten.

Den alternativa förklaringen

Men det visar sig att det finns andra förklaringar. Vår studie baserad på datormodellering, godkänd för publicering i Astronomisk tidskrift , antyda påverkan av en idé från vardagsfysik som kallas diffusion. Detta är en mycket vanlig typ av beteende i den naturliga världen. Diffusion förklarar vanligtvis den slumpmässiga förflyttningen av ett ämne från ett område med högre koncentration till ett område med lägre koncentration – till exempel hur parfymen driver genom ett rum.

Vi visade att en relaterad form av diffusion kan få mindre planeters banor att förändras från en ellips som initialt bara är 730 astronomiska enheter på sin långa axel till en som är så stor som 2, 000 astronomiska enheter eller större – och ändra tillbaka det igen. I denna process, storleken på varje bana skulle variera med en slumpmässig mängd. När SY99 kommer närmast var 20:e 000 år, Neptunus kommer ofta att vara i en annan del av sin bana på motsatt sida av solsystemet. Men vid möten där både SY99 och Neptunus är nära, Neptuns gravitation kommer subtilt att trycka SY99, minut ändra dess hastighet. När SY99 reser bort från solen, formen på dess nästa bana kommer att vara annorlunda.

Den långa axeln på SY99:s ellips kommer att förändras, blir antingen större eller mindre, i vad fysiker kallar en "random walk". Banförändringen sker på verkligt astronomiska tidsskalor. Den sprider sig över tiotals miljoner år. Långaxeln för SY99:s ellips skulle förändras med hundratals astronomiska enheter under solsystemets 4,5 miljarder år långa historia.

Flera andra extrema trans-neptuniska objekt med mindre banor visar också diffusion, i mindre skala. Vart man går, fler kan följa. Det är helt troligt att de gradvisa effekterna av diffusion verkar på de tiotals miljoner små världar som kretsar runt i den närmaste kanten av Oortmolnet (ett skal av iskalla föremål i utkanten av solsystemet). Detta milda inflytande skulle sakta få några av dem att slumpmässigt flytta sina banor närmare oss, där vi ser dem som extrema trans-neptuniska objekt.

Dock, diffusion kommer inte att förklara Sednas avlägsna omloppsbana, som har sin närmaste punkt för långt ut från Neptunus för att den ska kunna ändra sin banas form. Kanske Sedna fick sin omloppsbana från en stjärna som passerade, för ett år sedan. Men diffusion kan säkert föra in extrema trans-neptuniska objekt från Oorts inre moln – utan att behöva en planet nio. För att få reda på det säkert, vi måste göra fler upptäckter i denna mest avlägsna region med hjälp av våra största teleskop.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.