Quelle longueur d'onde pour détecter au mieux la «9ème planète»?

Nous savons que la lumière du soleil réfléchie rendra la détection de la 9e planète très difficile dans la lumière visible. Y a-t-il un autre groupe qui sera plus susceptible de le détecter? Quelle est la température de surface de cet objet susceptible d'être, et qu'est-ce que cela signifie sur sa longueur d'onde de détection optimale?

La réflexion directe de la lumière du soleil est le scénario le plus probable pour une découverte de la neuvième planète, mais cela ne tient pas si l'objet a un albédo très faible. Je suppose que vous vous intéressez à quelles longueurs d'onde la planète irradierait.

Pour la température de surface, la rotation de la planète est importante. S'il est verrouillé avec un côté tourné vers le soleil, ou s'il tourne très lentement, le centre de l'hémisphère faisant face au soleil rayonne autant d'énergie qu'il reçoit du soleil. À 60 UA, le flux solaire est d'environ 0,38 W / m². En utilisant la loi de Stefan-Boltzmann , nous obtenons une température de surface d'équilibre de 51 K (c'est-à-dire la température de surface la plus élevée possible, en supposant qu'elle n'ait pas d'atmosphère). La loi de déplacement de Wien nous dit que le rayonnement d'un objet de 51 k culmine à une longueur d'onde de 57 µm (infrarouge).

Pour un corps en rotation, la température de l'équateur est de 38 K, avec un rayonnement culminant à 78 µm (toujours infrarouge).

En utilisant un albédo de 0,5, les pics sont respectivement de 68 µm et 90 µm pour un corps non rotatif et un corps rotatif. Notez que cela ne concerne que la région de l'équateur, la longueur d'onde de crête réelle sera un peu plus élevée, appartenant au spectre infrarouge lointain. De plus, la grande incertitude de rotation, d'albédo et de masse (la masse est importante pour la chaleur interne), rend impossible d'obtenir une précision supérieure à celle

60 au est une distance au périhélie très optimiste pour la neuvième planète, donc pour une distance plus réaliste de disons 200 au, il n'est pas possible de l'observer dans le spectre IR, s'il n'a pas une source de chaleur interne importante.

On pense que la planète 9 possible est d'environ 10 masses terrestres et il est peu probable qu'elle soit une géante gazeuse (elle peut être le cœur d'une géante gazeuse "interrompue"). En tant que tel, il ne générera pas lui-même une luminosité significative et aurait un caractère rocheux ou, plus probablement, glacé. Elle ne serait donc vue que par la lumière réfléchie.

Les considérations concernant la longueur d'onde à rechercher équilibrent la sensibilité des instruments à portée de main avec le spectre probable de l'objet. Cela dépend à son tour du spectre solaire et de la dépendance en longueur d'onde de la réflectivité (albédo).

Pour la plupart des objets glacés, y compris les objets Pluton et Trans-Neptunien, la réflectance augmente vers le rouge et le proche infrarouge, tandis que le spectre solaire culmine à des longueurs d'onde plus courtes. Cela suggère que les recherches sont mieux effectuées avec des instruments optiques à large champ dans les bandes R ou r 'à environ 600 nm.

Un autre facteur pour trouver un candidat est que vous allez devoir couvrir une large zone. Cela n'est possible qu'aux longueurs d'onde optiques et NIR, sauf si l'objet était suffisamment lumineux dans le moyen IR pour apparaître dans WISE (qui, j'en suis sûr, est soigneusement vérifié). Un communiqué de presse que j'ai vu dit que SUBARU est utilisé pour la recherche. Je parierais qu'ils utilisent le champ demi-degré de Suprime-Cam aux longueurs d'onde optiques et ne poursuivent pas l'imagerie COMICS IR moyen avec son champ 42x32 arcsecondes !

Confirmer un candidat devrait être facile, compte tenu de l'énorme parallaxe et du bon mouvement attendus.

Il existe deux méthodes de base pour détecter un tel objet. Le premier consiste à le détecter à travers la lumière solaire réfléchie. La seconde vient de la chaleur qu'elle produit. Nous savons déjà que la lumière réfléchie d'un tel objet serait probablement d'environ 16,5 magnitude. Pour déterminer l'infrarouge, nous devons estimer la température

La température dépend beaucoup de la composition. Pour simplifier, supposons une composition similaire à la Terre, et a été créée à peu près en même temps que le reste du système solaire. Ces hypothèses peuvent ne pas s'avérer valables, mais elles font partie des possibilités discutées. La chaleur interne de la Terre, en fait, provient au moins à 50% de la désintégration radioactive, selon Scientific America . Bien sûr, ce n'est que la chaleur interne, tout cela ne remontera pas à la surface.

Cette planète proposée est quelque peu semblable à une "planète voyou" , où un petit disque de gaz s'est effondré dans une planète sans étoile, ou a été éjecté de son système hôte. Une bonne partie dépend également de la présence d'une lune importante de l'objet. Si c'est le cas, le chauffage par marée augmenterait considérablement la température de l'objet. Une telle détermination ne peut être faite sans observation, mais elle est possible. Une atmosphère aiderait également à empêcher la planète de geler. Un article pour détecter les planètes voyous vient d'Abbott et de Switzer. Ils émettent l'hypothèse qu'un objet de 3,5 masse terrestre pourrait être détecté s'il se situe à moins de 1000 UA, spécifiquement dans l'infrarouge lointain, avec une température de surface d'environ 50 K.

En fin de compte, il serait probablement sage d'essayer de détecter à la fois dans l'infrarouge lointain et dans le visible, bien qu'il puisse être difficile à détecter, même alors. Étant donné que la parallaxe est le principal moyen de mouvement, la détection devrait être effectuée à plusieurs points de l'orbite terrestre, probablement le même endroit devrait être recherché à environ 90 jours d'intervalle pour donner la possibilité maximale de se déplacer, car la parallaxe ne serait visible que si le mouvement de la Terre était perpendiculaire à l'emplacement de l'objet.