Eles não podem ser negros ou buracos.

A ilustração deste artista mostra um mundo cerca de 10 vezes mais massivo do que a Terra, que pode permanecer desconhecido no sistema solar mais distante. Os cientistas chamam essa massa misteriosa de Planeta Nove. (Crédito da imagem: Caltech / R. Hurt (IPAC))

Alguns astrônomos acreditam que existe um planeta enorme, muito além da órbita de Netuno, orbitando o Sol, mas depois de anos de pesquisa, os cientistas não encontraram este mundo teórico, que apelidaram de "Planeta Nove". 

Isso estimulou os teóricos a considerarem uma hipótese radical: talvez o Planeta Nove não seja um planeta, mas um pequeno buraco negro que pode ser detectado pela radiação teórica emitida de sua borda, a chamada radiação Hawking.

Durante séculos, os astrônomos usaram variações nas órbitas planetárias para prever a existência de novos planetas. Quando a órbita de um planeta não se alinha com as previsões baseadas em tudo o mais que sabemos sobre o sistema solar, precisamos atualizar nossa física (por exemplo, obtendo uma teoria da gravidade melhor) ou adicionar mais planetas à mistura. Por exemplo, a incapacidade dos cientistas de descrever com precisão a órbita de Mercúrio acabou levando à teoria da relatividade de Einstein. E, na extremidade oposta do sistema solar, comportamentos estranhos na órbita de Urano levaram à descoberta de Netuno.

Em 2016, os astrônomos estudaram uma coleção de objetos extremamente distantes no sistema solar. Chamados de objetos transnetunianos (TNOs), esses minúsculos corpos gelados são remanescentes da formação do sistema solar e ficam em uma órbita escura e solitária além da de Netuno (daí o nome).

Alguns desses TNOs têm órbitas estranhamente agrupadas que se alinham umas com as outras. A probabilidade desse agrupamento acontecer por puro acaso aleatório é inferior a 1%, o que levou alguns astrônomos a suspeitar que poderia haver um planeta massivo lá fora, algo maior do que Netuno que orbita mais de 10 vezes mais longe do sol do que Netuno. Eles apelidaram este hipotético mundo de Planeta Nove. A gravidade de tal objeto poderia atrair esses TNOs para órbitas agrupadas, essa é a ideia.

A evidência para o Planeta Nove não é conclusiva, no entanto. As observações dos TNOs podem ser tendenciosas, então os astrônomos podem não ter monitorado uma amostra razoável, o que significa que o agrupamento ímpar pode ser um artefato de nossa estratégia de observação ao invés de um efeito real. Por exemplo, pesquisadores relataram em fevereiro que a evidência do Planeta Nove, particularmente o agrupamento de TNOs, poderia ser o resultado de onde os astrônomos apontam seus telescópios. Em outras palavras, esses TNOs só parecem estar se agrupando por causa de nossas observações "tendenciosas".

Além disso, existe a realidade gritante de que, depois de quase cinco anos de busca, ninguém encontrou o Planeta Nove.

Uma motivação sombria

Se o Planeta Nove está realmente lá fora, pode estar em uma parte de sua órbita que o leva tão longe do Sol que não podemos observá-lo com a tecnologia atual. Mas mesmo nossas varreduras mais profundas e sensíveis não revelaram nada. 

Portanto, agora, os astrônomos propuseram uma hipótese alternativa: talvez o planeta nove não seja um planeta, mas um pequeno buraco negro.

Buracos negros pequenos (e "pequeno", aqui significa do tamanho de um planeta) são muito interessantes para os astrônomos. Todos os buracos negros que conhecemos no universo vêm da morte de estrelas massivas. E porque apenas as estrelas mais massivas (não menores do que, digamos, 10 massas solares) são grandes o suficiente para formar um buraco negro, elas só podem deixar para trás buracos negros com uma massa mínima de cerca de 5 vezes a do sol.

Mas buracos negros menores do que isso poderiam ter se formado nas condições extremas do universo primitivo. Esses buracos negros primordiais podem inundar o cosmos. Mas as observações cosmológicas descartaram a maioria dos modelos de formação de buracos negros primordiais, com poucas exceções, como buracos negros do tamanho de planetas.

Portanto, se os cientistas puderem confirmar que um pequeno buraco negro está orbitando o sol, ele poderá fornecer uma visão intrigante de um dos maiores mistérios da cosmologia moderna.

Uma jornada perigosa

Na década de 1970, o famoso físico Stephen Hawking teorizou que os buracos negros não são exatamente 100% negros. Devido a uma complexa interação entre a gravidade e as forças quânticas no horizonte de eventos, ou na fronteira de um buraco negro, ele propôs, os buracos negros podem de fato emitir radiação fracamente, diminuindo lentamente no processo.

E quando digo "lentamente", estou realmente falando sério: um buraco negro da massa do sol emitiria um único fóton, sim, uma partícula eletromagnética, a cada ano. Isso é irremediavelmente indetectável.

Mas um pequeno buraco negro próximo (como, digamos, o Planeta Nove) pode ser mais acessível. Pesquisas anteriores já haviam mostrado que sua radiação Hawking seria muito fraca para ser vista da Terra, mas uma nova pesquisa, publicada em janeiro no banco de dados de pré-impressão arXiv, investigou se uma missão de voo teria uma chance melhor de detectar a radiação Hawking de tal buraco negro.

Infelizmente, mesmo usando uma frota de espaçonaves leves e rápidas para vasculhar o sistema externo, é muito improvável que localizemos o Planeta Nove por meio de sua radiação Hawking. A radiação é muito fraca e, como não sabemos a localização do buraco negro, não podemos garantir que podemos chegar perto o suficiente em caso de sobrevoo.

Mas nem toda esperança está perdida. Se os cientistas puderem determinar de forma mais conclusiva a localização do hipotético Planeta Nove usando outras observações e descobrir que é um buraco negro, então uma missão direcionada pode voar perto de seu horizonte de eventos e possivelmente orbitar.

Lá, teríamos acesso direto por observação a um dos ambientes gravitacionais mais extremos do universo. Não é de admirar que os astrônomos estejam entusiasmados com a perspectiva de um buraco negro em nosso quintal solar. Uma missão ali seria incrivelmente cara e demorada. Mas temos experiência com esses tipos de missões de longa distância na forma da New Horizons, a sonda da NASA que está navegando atualmente pelo cinturão de Kuiper. Está ao nosso alcance tecnológico projetar e voar uma versão de longo prazo da New Horizons para visitar um buraco negro próximo.

E valeria totalmente a pena.

Os buracos negros são talvez os objetos mais misteriosos do cosmos, e não os compreendemos totalmente. Em particular, a própria radiação Hawking nos ensinaria sobre a relação entre a gravidade e a mecânica quântica em pequenas escalas. Se o Planeta 9 for um buraco negro (e esse é um grande "se", de fato), dentro de alguns anos poderíamos lançar uma missão para observá-lo em detalhes e, esperançosamente, responder a algumas perguntas de longa data da física.

Teríamos uma janela para a uma física totalmente nova, e ela simplesmente estaria lá, esperando que a observássemos.

Paul M. Sutter  é astrofísico da  SUNY  Stony Brook e do Flatiron Institute, apresentador de  Ask a Spaceman  e  Space Radio e autor de  Your Place in the Universe .

Originalmente publicado na Live Science.