Quale lunghezza d'onda per rilevare meglio il "nono pianeta"?

Sappiamo che la luce solare riflessa renderà molto difficile il rilevamento del nono pianeta nella luce visibile. C'è un'altra band che avrà maggiori probabilità di rilevarla? Qual è la temperatura superficiale di questo oggetto probabile e cosa significherebbe per la sua lunghezza d'onda di rilevamento ottimale?

Il riflesso diretto della luce solare è lo scenario più probabile per una scoperta del nono pianeta, ma ciò non vale se l'oggetto ha un albedo molto basso. Presumo che tu sia interessato a quali lunghezze d'onda il pianeta irradierebbe.

Per la temperatura superficiale, la rotazione del pianeta è importante. Se è bloccato con un lato rivolto verso il sole o ruota molto lentamente, il centro del sole rivolto verso l'emisfero irradia tutta l'energia che riceve dal sole. A 60 UA, il flusso solare è di circa 0,38 W / m². Usando la legge di Stefan-Boltzmann , otteniamo una temperatura superficiale di equilibrio di 51 K (che è la massima temperatura superficiale possibile, supponendo che non abbia atmosfera). La legge di spostamento di Wien ci dice che le radiazioni di un oggetto di 51 k raggiungono un picco a una lunghezza d'onda di 57 µm (infrarossi).

Per un corpo rotante, la temperatura dell'equatore è di 38 K, con un picco di radiazione a 78 µm (ancora a infrarossi).

Usando un albedo di 0,5, i picchi sono rispettivamente 68 µm e 90 µm per un corpo non rotante e un corpo rotante. Si noti che questo vale solo per la regione dell'equatore, la lunghezza d'onda di picco effettiva sarà un po 'più alta, appartenendo allo spettro infrarosso lontano. Inoltre, l'elevata incertezza di rotazione, albedo e massa (la massa è importante per il calore interno), rende impossibile ottenere una precisione superiore a quella

60 au è una distanza del perielio molto ottimista per il nono pianeta, quindi per una distanza più realistica di 200 au, non è possibile osservarlo nello spettro IR, se non ha una fonte di calore interna significativa.

Si pensa che il possibile pianeta 9 sia di circa 10 masse terrestri ed è improbabile che sia un gigante gassoso (potrebbe essere il nucleo di un gigante gassoso "interrotto"). Come tale, non genererà una luminosità significativa e sarebbe di carattere roccioso, o più probabilmente, ghiacciato. Sarebbe quindi visibile solo alla luce riflessa.

Le considerazioni su quale lunghezza d'onda cercare in equilibrio la sensibilità degli strumenti a portata di mano con il probabile spettro dell'oggetto. Questo a sua volta dipende dallo spettro solare e dalla dipendenza dalla lunghezza d'onda della riflettività (albedo).

Per la maggior parte degli oggetti ghiacciati, inclusi gli oggetti Plutone e Trans-Nettuniano, la riflettanza aumenta al rosso e al vicino infrarosso, mentre lo spettro solare raggiunge picchi a lunghezze d'onda più brevi. Ciò suggerisce che le ricerche vengano eseguite meglio con strumenti ottici a largo campo nelle bande R o r a circa 600 nm.

Un ulteriore fattore nel trovare un candidato è che dovrai coprire una vasta area. Questo è possibile solo a lunghezze d'onda ottiche e NIR a meno che l'oggetto non sia abbastanza luminoso nella metà IR per apparire in WISE (che sono sicuro che verrà controllato accuratamente). Un comunicato stampa che ho visto dice che SUBARU è stato utilizzato per la ricerca. Scommetto che stanno usando il campo di mezzo grado di Suprime-Cam a lunghezze d'onda ottiche e non perseguono l'imaging COM IR a metà IR con il suo campo d' arco di 42x32 secondi !

Confermare un candidato dovrebbe essere facile, data l'enorme parallasse e il movimento adeguato previsto.

Esistono due modi di base per rilevare un tale oggetto. Il primo è quello di rilevarlo attraverso la luce solare riflessa. Il secondo è dal calore che produce. Sappiamo già che la luce riflessa di un tale oggetto probabilmente sarebbe intorno a una grandezza di 16,5. Per determinare l'infrarosso, dobbiamo stimare la temperatura

La temperatura dipende molto dalla composizione. Per semplicità, ipotizziamo una composizione simile alla Terra ed è stata creata all'incirca nello stesso periodo del resto del Sistema Solare. Queste ipotesi potrebbero non dimostrarsi valide, ma sono tra le possibilità discusse. Il calore interno della Terra, infatti, è almeno del 50% dal decadimento radioattivo, secondo Scientific America . Certo, questo è solo il calore interno, non tutto ciò arriverà in superficie.

Questo pianeta proposto è in qualche modo simile a un "Pianeta criminale" , in cui un piccolo disco di gas è collassato in un pianeta senza una stella o è stato espulso dal loro sistema ospite. Un bel po 'dipende anche dalla presenza di una luna considerevole dell'oggetto. In tal caso, il riscaldamento delle maree aumenterebbe notevolmente la temperatura dell'oggetto. Una tale determinazione non può essere fatta senza osservazione, ma è possibile. Un'atmosfera aiuterebbe anche a impedire il congelamento del pianeta. Un documento per la rilevazione di pianeti canaglia viene da Abbott e Svizzera. Ipotizzano che un oggetto di massa terrestre 3,5 potrebbe essere rilevato se si trova entro 1000 UA, in particolare nell'infrarosso lontano, con una temperatura superficiale di circa 50 K.

In conclusione, sarebbe probabilmente saggio provare a rilevare sia l'infrarosso lontano, sia il visibile, anche se potrebbe essere difficile da rilevare, anche allora. Dato la parallasse come mezzo principale di movimento, la rilevazione dovrebbe essere effettuata in diversi punti dell'orbita terrestre, probabilmente lo stesso punto dovrebbe essere cercato a circa 90 giorni di distanza per dare la massima opportunità di movimento, poiché la parallasse sarebbe visibile solo se il movimento di la Terra era perpendicolare alla posizione dell'oggetto.