¿Qué longitud de onda para detectar mejor el "noveno planeta"?

Sabemos que la luz solar reflejada hará que la detección del noveno planeta sea muy difícil en la luz visible. ¿Hay otra banda que sea más probable que lo detecte? ¿Cuál es probablemente la temperatura de la superficie de este objeto y qué significaría eso sobre su longitud de onda de detección óptima?

El reflejo directo de la luz solar es el escenario más probable para un descubrimiento del noveno planeta, sin embargo, eso no se cumple si el objeto tiene un albedo muy bajo. Supongo que está interesado en las longitudes de onda que irradiará el planeta.

Para la temperatura de la superficie, la rotación del planeta es importante. Si está bloqueado con un lado orientado hacia el sol, o gira muy lentamente, el centro del hemisferio orientado hacia el sol irradia tanta energía como recibe del Sol. A 60 UA, el flujo solar es de aproximadamente 0,38 W / m². Usando la ley de Stefan-Boltzmann , obtenemos una temperatura superficial de equilibrio de 51 K (que es la temperatura superficial más alta posible, suponiendo que no tenga atmósfera). La ley de desplazamiento de Wien nos dice que la radiación de un objeto de 51 k alcanza un pico a una longitud de onda de 57 µm (infrarrojo).

Para un cuerpo giratorio, la temperatura del ecuador es de 38 K, con un pico de radiación de 78 µm (aún infrarrojo).

Usando un albedo de 0.5, los picos son 68 µm y 90 µm para un cuerpo rotativo y no rotativo respectivamente. Tenga en cuenta que esto es solo para la región del ecuador, la longitud de onda de pico real será un poco más alta, perteneciente al espectro infrarrojo lejano. Además, la alta incertidumbre de rotación, albedo y masa (la masa es importante para el calor interno), hace que sea imposible obtener una precisión mayor que esa

60 au es una distancia de perihelio muy optimista para el noveno planeta, por lo que para una distancia más realista de, digamos, 200 au, no es posible observarla en el espectro IR, si no tiene una fuente de calor interna significativa.

Se cree que el posible planeta 9 tiene aproximadamente 10 masas terrestres y es poco probable que sea un gigante gaseoso (puede ser el núcleo de un gigante gaseoso "interrumpido"). Como tal, no generará una luminosidad significativa en sí misma y sería de carácter rocoso, o más probablemente, helado. Por lo tanto, solo se vería con luz reflejada.

Las consideraciones sobre qué longitud de onda buscar en equilibrio equilibran la sensibilidad de los instrumentos disponibles con el espectro probable del objeto. Esto a su vez depende del espectro solar y la dependencia de la longitud de onda de la reflectividad (albedo).

Para la mayoría de los objetos helados, incluidos los objetos Plutón y Transneptuniano, la reflectancia aumenta al rojo y al infrarrojo cercano, mientras que el espectro solar alcanza su punto máximo en longitudes de onda más cortas. Esto sugiere que las búsquedas se realizan mejor con instrumentos ópticos de campo amplio en las bandas R o r 'a alrededor de 600 nm.

Un factor adicional para encontrar un candidato es que tendrá que cubrir un área grande. Esto solo es factible en longitudes de onda ópticas y NIR a menos que el objeto sea lo suficientemente brillante en el IR medio para aparecer en WISE (que estoy seguro se está comprobando a fondo). Un comunicado de prensa que vi dijo que SUBARU se está utilizando para la búsqueda. ¡Apuesto a que están usando el campo de medio grado de Suprime-Cam en longitudes de onda ópticas y no buscan imágenes COMICS de IR medio con su campo de 42 segundos de arco de segundo !

Confirmar a un candidato debería ser fácil, dada la enorme paralaje y el movimiento adecuado esperado.

Hay dos formas básicas de detectar dicho objeto. Primero es detectarlo a través de la luz solar reflejada. El segundo es del calor que produce. Ya sabemos que la luz reflejada de tal objeto probablemente tendría una magnitud de 16.5. Para determinar el infrarrojo, tenemos que estimar la temperatura.

La temperatura depende mucho de la composición. Por simplicidad, supongamos una composición similar a la Tierra, y fue creada casi al mismo tiempo que el resto del Sistema Solar. Es posible que estos supuestos no sean válidos, pero se encuentran entre las posibilidades discutidas. El calor interno de la Tierra, de hecho, es al menos el 50% de la desintegración radiactiva, según Scientific America . Por supuesto, ese es solo el calor interno, no todo eso llegará a la superficie.

Este planeta propuesto es algo parecido a un "Planeta Pícaro" , donde un pequeño disco de gas colapsó en un planeta sin una estrella, o fue expulsado de su sistema anfitrión. Un poco también depende de si hay una luna considerable del objeto. Si es así, el calentamiento de las mareas aumentaría dramáticamente la temperatura del objeto. Tal determinación no puede hacerse sin observación, pero es posible. Una atmósfera también ayudaría a evitar que el planeta se congele. Un documento para detectar planetas rebeldes proviene de Abbott y Switzer. Ellos plantean la hipótesis de que un objeto de masa terrestre de 3.5 podría detectarse si se encuentra dentro de 1000 UA, específicamente en el infrarrojo lejano, con una temperatura de superficie de aproximadamente 50 K.

En pocas palabras, probablemente sería aconsejable intentar detectar tanto en el infrarrojo lejano como en el visible, aunque podría ser difícil de detectar, incluso en ese momento. Dado que el paralaje es el principal medio de movimiento, la detección se debe hacer en varios puntos de la órbita de la Tierra, probablemente se debe buscar el mismo lugar con aproximadamente 90 días de diferencia para dar la máxima oportunidad de movimiento, ya que el paralaje solo sería visible si el movimiento de la Tierra era perpendicular a la ubicación del objeto.