Motsvarande treårsdagen av deras tillkännagivande om att det fanns en nionde planet i solsystemet, Caltechs Mike Brown och Konstantin Batygin publicerar ett par tidningar som analyserar bevisen för Planet Nines existens.

Tidningarna ger nya detaljer om planetens misstänkta natur och plats, som har varit föremål för en intensiv internationell sökning ända sedan Batygin och Browns tillkännagivande 2016.

Den första, med titeln "Orbital Clustering in the Distant Solar System, " publicerades i The Astronomical Journal den 22 januari. Planet Nine-hypotesen bygger på bevis som tyder på att samlingen av objekt i Kuiperbältet, ett fält av isiga kroppar som ligger bortom Neptunus, påverkas av gravitationsdragkraften från en osynlig planet. Det har varit en öppen fråga om den klustringen verkligen förekommer, eller om det är en artefakt som härrör från fördomar i hur och var Kuiperbältsobjekt observeras.

För att bedöma om observationsbias ligger bakom den uppenbara klustringen, Brown och Batygin utvecklade en metod för att kvantifiera mängden bias i varje enskild observation, beräknade sedan sannolikheten för att klustringen är falsk. Den sannolikheten, de hittade, är runt en på 500.

"Även om denna analys inte säger något direkt om huruvida Planet Nine finns där, det indikerar att hypotesen vilar på en solid grund, säger Brown, Richard och Barbara Rosenberg professor i planetarisk astronomi.

Den andra uppsatsen har titeln "The Planet Nine Hypothesis, " och är en inbjuden recension som kommer att publiceras i nästa nummer av Fysiska rapporter . Tidningen tillhandahåller tusentals nya datormodeller av den dynamiska utvecklingen av det avlägsna solsystemet och erbjuder uppdaterad insikt om planeten nio, inklusive en uppskattning att den är mindre och närmare solen än man tidigare misstänkt. Baserat på de nya modellerna, Batygin och Brown – tillsammans med Fred Adams och Juliette Becker (BS '14) från University of Michigan – drog slutsatsen att Planet Nine har en massa som är ungefär fem gånger jordens massa och har en omloppsaxel som ligger i närheten av 400 astronomiska enheter (AU), vilket gör den mindre och närmare solen än tidigare misstänkt – och potentiellt ljusare. Varje astronomisk enhet motsvarar avståndet mellan jordens centrum och solens centrum, eller cirka 149,6 miljoner kilometer.

"Vid fem jordmassor, Planet Nine kommer sannolikt att påminna mycket om en typisk extrasolär superjord, säger Batygin, en biträdande professor i planetarisk vetenskap och Van Nuys Page Scholar. Superjordar är planeter med en massa större än jordens, men betydligt mindre än en gasjättes. "Det är solsystemets felande länk för planetbildning. Under det senaste decenniet, undersökningar av extrasolära planeter har visat att planeter av liknande storlek är mycket vanliga runt andra solliknande stjärnor. Planet nio kommer att vara det närmaste vi kommer att hitta ett fönster till egenskaperna hos en typisk planet i vår galax."

Batygin och Brown presenterade de första bevisen på att det kan finnas en jätteplanet som spårar en bisarr, mycket långsträckt bana genom det yttre solsystemet den 20 januari, 2016. Den juni, Brown och Batygin följde upp med mer detaljer, inklusive observationsbegränsningar på planetens läge längs dess omloppsbana.

Under de kommande två åren, de utvecklade teoretiska modeller av planeten som förklarade andra kända fenomen, till exempel varför vissa Kuiperbältsobjekt har en vinkelrät bana i förhållande till solsystemets plan. De resulterande modellerna ökade deras förtroende för Planet Nines existens.

Efter det första tillkännagivandet, astronomer runt om i världen, inklusive Brown och Batygin, började leta efter observationsbevis för den nya planeten. Även om Brown och Batygin alltid har accepterat möjligheten att Planet Nine kanske inte existerar, de säger att ju mer de undersöker omloppsdynamiken i solsystemet, desto starkare bevis som stöder det verkar.

"Min favoritkaraktär för Planet Nine-hypotesen är att den är observationstestbar, " säger Batygin. "Utsikten att en dag se riktiga bilder av Planet Nine är helt elektrifierande. Även om det är en stor utmaning att hitta Planet Nine astronomiskt, Jag är mycket optimistisk att vi kommer att se det inom det närmaste decenniet."