¿Por qué los científicos pueden detectar galaxias a millones / billones de años luz de distancia, pero no pueden confirmar la existencia del Planeta 9?

Muchas rasones.

1. Hay galaxias en cualquier lugar que mires
   Para encontrar un planeta, debes mirarlo directamente, que es una porción extremadamente pequeña del cielo. Para encontrar una galaxia, sin importar cuál, puede mirar en cualquier dirección.
2. esas galaxias son enormes en comparación con un planeta, incluso dada su distancia
   Una galaxia tiene alrededor de 100,000 años luz de ancho. La galaxia más distante que hemos visto está a 13,000,000,0000 años luz de distancia, o 13,000 veces su distancia en comparación con su tamaño. En contraste, Júpiter, el planeta más grande de nuestro sistema solar, tiene alrededor de 80,000 millas de ancho y 365,000,000 millas de nosotros. Eso es 4200 veces su distancia. Sin embargo, si estuviera a la distancia de Plutón, sería 466,000,000,000 millas, o alrededor de 5,000,000 veces su distancia en comparación con su tamaño. Y eso es con Júpiter, la mayoría de los planetas son aún más pequeños, especialmente. si es un planeta rocoso Entonces, incluso si sabes dónde apuntar tu telescopio, la galaxia distante es una burbuja más grande que un planeta.
3. esas galaxias son luminosas
   Además de todo eso, las galaxias son brillantes. Consisten en estrellas, cada una emitiendo luz como, bueno, una estrella. Un planeta no emite luz propia, solo refleja la luz del sol. Esto puede ser una cantidad decente para los planetas cerca del sol, pero en los confines del sistema solar es extremadamente oscuro. Entonces, incluso si apuntas tu telescopio directamente al planeta, es un punto negro contra la negrura del espacio.
   Puede aumentar el brillo aparente de un objeto dado haciendo una exposición prolongada. Arreglas tu cámara para mirar fijamente un punto y dejas que la luz siga aumentando en tu imagen. Así es como encontramos muchas de las galaxias distantes: apuntamos nuestro telescopio hacia la parte más oscura del espacio, hicimos una exposición prolongada y encontramos toneladas de galaxias. Esto no funciona tan caliente cuando el objeto está oscuro.

Para encontrar planetas, necesita otros métodos, que generalmente infieren su posición en función de su influencia gravitacional en los objetos conocidos. Esto es difícil de detectar, especialmente cuando el planeta es distante y ligero. Júpiter sería fácil de detectar así.

así que a pesar de estar a miles de millones de años luz de distancia, las galaxias son mucho más fáciles de encontrar que los planetas.

Hay 3 razones:

• Tamaño : una galaxia es enorme. La Vía Láctea, su galaxia de tamaño promedio, tiene más de 100 mil millones de estrellas. El “Planeta X” sería extremadamente pequeño en comparación con alrededor de 1/20 del diámetro del sol. Desde la Tierra, puedes ver miles de galaxias a simple vista, pero no puedes ver ningún planeta más allá de Saturno. El planeta X orbitaría 191 UA (unos 28 mil millones de kilómetros) más lejos de nosotros.
• Cantidad : las galaxias están en todas partes. Abarcan todo el cielo. El Planeta X, por otro lado, ocupa un lugar misterioso y siempre cambiante.
• Luz : es prácticamente imposible encontrar un objeto negro sobre un fondo negro. Afortunadamente, esos miles de millones de estrellas en una galaxia emiten toneladas de luz, prácticamente gritando su ubicación. Planeta X sin embargo? Bienvenido al lado oscuro.

Como otros han señalado, es porque el Planeta 9 es pequeño, lejano y oscuro. Pero ayuda poner números de todo esto.

Se cree que el planeta 9 está a un mínimo de 200 UA de la Tierra con un radio de aproximadamente 25,000 km. Esto significa que su sección transversal es de 50,000 km. Una UA es de 150 millones de km, por lo que el ángulo subtendido por Planet 9 es

[matemáticas] \ frac {5 \ veces 10 ^ 4} {2 \ veces 10 ^ 2 \ veces 1.5 \ veces 10 ^ 8} = 1.6 \ veces 10 ^ {- 6} [/ matemáticas]

Esto es aproximadamente el ancho de su pulgar visto desde 10 km de distancia o una persona vista desde medio continente de distancia.

Pero espera: es muy tenue. La magnitud aparente se da como 22. Eso es aproximadamente

[matemáticas] \ frac {1} {2.5 ^ {16}} = \ frac {1} {2.3 \ veces 10 ^ 8} [/ matemáticas]

tan brillante como la cosa más oscura que podemos ver.

Tiene aproximadamente el mismo brillo que Hydra. Aunque se trata de una luna de Plutón, descubierta hace más de 80 años, la Hidra no se vio hasta 2005, con el telescopio Hubble, en una carrera de observación diseñada específicamente para encontrar lunas de Plutón.

Otro cuerpo descubierto en 2005 es Eris. Actualmente, Eris está a 90 UA del Sol, en algún lugar entre 2x y 10x más cerca que el Planeta 9, y tiene una magnitud aparente de 18, por lo que es 40 veces más brillante que el Planeta 9. Su tamaño aparente debería estar entre el 20% y el 100% del Planeta 9. ¿Qué tan difícil es ver? Aquí hay una foto con un comparador de parpadeo:

Difícil de ver, tanto que no fue hasta dos años después de que se tomaron estas imágenes que Eris fue descubierta

El planeta 9 se ubica supuestamente después de Neptuno, pero aún bastante cerca de nosotros. Si existe, asume que deberíamos poder detectarlo porque está más cerca de nosotros que las galaxias. Pero no es así como los científicos detectan las cosas.

Los astrónomos detectan objetos espaciales debido a sus interacciones con los otros objetos. Por ejemplo, las galaxias emiten luz. Mucha luz, tanto en el espectro visible como en luz infrarroja y ultravioleta. Podemos detectar esta luz con los telescopios apropiados. Tiene que ver con el hecho de que estas galaxias, incluso si están lejos, son enormes. Quiero decir, increíblemente enorme.

Consideremos la galaxia de Andrómeda. Se encuentra a unos 2,55 millones de años luz de la Tierra. Pero su diámetro se estima en 140 000 años luz. Es solo 20 veces menor que la distancia entre él y nosotros.

Comparemos esta escala con Júpiter, el planeta más grande del sistema solar: su diámetro es de 70 000 km y se encuentra a 778 millones de km. ¡Su tamaño es 11 000 más pequeño que la distancia entre él y nosotros!

El planeta 9, si existe (y no tenemos evidencia para confirmarlo), ¡está mucho más lejos! Y se puede suponer que es más pequeño que Júpiter. Además, no emite luz, lo que dificulta su localización.

Para tratar de entenderlo, imagínese en un desierto, de noche. ¿Sería más fácil para usted ver un automóvil con luces encendidas ubicado a 5 km, o una bacteria a solo 1 m de usted? Detectar el Planeta 9 es mucho más difícil que detectar una galaxia, incluso si la galaxia está mucho más lejos.

Cuando se trata del espacio y el Universo, las distancias son realmente difíciles de comprender, porque es mucho más grande de lo que puedes imaginar en tu sueño más loco.

Respondiendo:

“¿Por qué los científicos pueden detectar galaxias a millones / miles de millones de años luz de distancia, pero no pueden confirmar la existencia del Planeta 9?”

Suposición: supondré que el “Planeta 9” existe, solo por hacer que esto sea más fácil de escribir.

Por lo general, la detección de galaxias se realiza mediante la detección y medición de la luz que emite. Lo mismo vale para las estrellas. No fue hasta hace relativamente poco tiempo que incluso pudimos detectar y confirmar que efectivamente hay planetas orbitando otras estrellas en nuestra propia galaxia.

Para detectar planetas confiamos en instrumentos muy sensibles que miden la cantidad de luz que puede detectar mientras mira una estrella, durante un período de tiempo. Cuando un objeto pasa entre la estrella y el instrumento (telescopio), la luz se atenúa brevemente. Así, con el tiempo podemos analizar el patrón que observamos para determinar tanto el número de planetas como sus períodos orbitales.

Ahora las cosas cambian cuando miramos objetos en nuestro propio Sistema Solar, no podemos usar el método mencionado anteriormente para detectar el “Planeta 9”, ya que su órbita no lo coloca entre la Tierra y el Sol. Orbita muy lejos de nuestra estrella. Por lo tanto, tenemos que confiar en un método diferente, aunque indirecto.

Podemos usar fuerzas gravitacionales. Podemos observar y medir rutas orbitales de objetos y determinar qué otros objetos están actuando sobre nuestro objeto observado.

Sabemos que existen objetos (transneptunianos) que sugieren la existencia de otro objeto masivo, nuestro “Planeta 9”, pero todavía no podemos precisarlo. Con esta información podemos construir un modelo de la trayectoria orbital de este planeta. Así que estamos en camino de encontrarlo, o lo que sea que esté en el área. Solo tomará tiempo.

tl; dr Está lejos y está oscuro y las cosas llevan su tiempo.

En pocas palabras: algunas galaxias incluso se pueden ver a simple vista (simplemente no se sabe que es una galaxia hasta que se usa un telescopio, porque a simple vista, una galaxia se parece a una estrella). Los planetas en nuestro sistema solar pueden verse a simple vista solo unos pocos, a pesar de que están significativamente más cerca. Creo que todos los planetas más allá de Saturno han sido descubiertos con la ayuda del telescopio. Significa que los planetas son muy pequeños y tenues, por lo tanto difíciles de encontrar. Las galaxias son muy grandes y brillantes. Aunque están lejos, podemos verlos claramente. Y al final, la búsqueda de un planeta oscuro en la pérdida de espacio es bastante diferente en comparación con apuntar un telescopio a cualquier parte del cielo y ver decenas o cientos de galaxias diferentes. Si estuviera buscando una galaxia particular en algún lugar del Universo con un telescopio apenas lo suficientemente fuerte como para detectarla, esto podría ser un problema, así como también buscar el planeta mencionado.

Sencillo. Si los científicos pueden ver la luz con sus equipos, pueden procesarla y determinar su fuente. Lo que no pueden hacer es que alguien les diga que salgan y ENCONTREN una galaxia específica que alguien piense que podría existir por alguna otra razón que no sean los datos medidos reales. Hasta el momento, ninguna otra evidencia que no sea alguna perturbación extraña de las órbitas observadas, proporciona evidencia empírica de la existencia del Planeta 9. Tenga en cuenta el término “empírico”. Si la luz llegara repentinamente a nuestros telescopios desde el planeta 9, les puedo asegurar que habría una lucha salvaje entre los científicos para reclamar la fama.

El problema subyacente a su pregunta es la diferencia entre las palabras “detectar” y “confirmar”.

Las otras respuestas son buenas. Solo quiero agregar un punto. Un planeta solo se puede ver con luz reflejada. La intensidad de la luz solar disminuye con la distancia cuadrada inversa del sol. Neptuno es un planeta relativamente grande (un gigante de hielo) y tiene nubes que le dan un albedo razonable (la fracción de luz que se refleja). Ahora tomó mucho tiempo encontrarlo, a pesar del hecho de que es grande porque la intensidad de la luz que está lejos es muy baja.

Se espera que el planeta 9, si existe, esté mucho más alejado, por lo que la intensidad de la luz será solo alrededor del diez por ciento de lo que golpea a Neptuno (o tal vez menos). Se espera que sea solo una fracción del tamaño de Neptuno para que la luz reflejada retroceda aún más. Finalmente, la fotoquímica en el cinturón de Kuiper reduce aún más el albedo de los objetos a solo un pequeño porcentaje. Por lo tanto, probablemente reflejará menos de una milésima parte de la luz que refleja Neptuno. En consecuencia, necesitará un telescopio mucho más potente. El problema con ellos es que aumentar la intensidad de la luz generalmente es a expensas del campo de visión, por lo que se vuelve mucho más importante saber exactamente dónde está.

Un problema que tenemos es que las simulaciones por computadora también han dependido de la dispersión de objetos pequeños, pero no está muy claro cuál fue el punto de partida, por lo que existe incertidumbre, incluso si realmente está allí. Finalmente, esas simulaciones nos dicen que está muy lejos de la eclíptica, que es donde nadie había buscado planetas antes.

Como otras personas han señalado, se debe al tamaño, la escala y la luz.

Mira, muy oscuro!

Pero no olvides que puedes ver galaxias a millones de años luz de distancia, pero no puedes ver el planeta 9. Todo es por la misma razón.

Si existe, entonces lo han detectado (de alguna manera). El Planeta 9 teorizado se originó a partir de efectos gravitacionales inexplicables en objetos transneptuniales. Si existe, los efectos gravitacionales son nuestra primera forma de detección. Esto es similar a cómo se descubrió Neptuno. Los científicos identificaron irregularidades con la órbita de Urano y teorizaron un octavo planeta. No solo lo teorizaron, sino que también predijeron dónde estaría. ¡Apuntaron los telescopios a ese punto en el cielo y descubrieron a Neptuno!

Esto es mucho más difícil con Planet 9. Sus efectos gravitacionales tienen un impacto en muchos cuerpos de una manera mucho más caótica que no se puede precisar tan fácilmente. Cualquier ubicación que haya sido investigada no ha visto el noveno planeta. Pero hay otra solución:

¡No hay planeta 9! Este podría ser el caso de por qué aún no se ha confirmado. ¿Cómo pueden confirmar algo que no está allí? Este fue el caso con otro planeta hipotético, Vulcano. Después del éxito en descubrir Neptuno, se observaron pequeñas inconsistencias en la órbita de Mercurio. Entonces intentaron la misma solución calculando la masa y la posición de un planeta hipotético para explicar la irregularidad. Cuando los científicos miraron a través de telescopios no encontraron nada.

El problema de Mercurio, ahora lo sabemos, se debe a que la Relatividad General de la órbita de Mercurio está tan cerca del Sol. Ahora, no creo que no encontrar el planeta nueve conduzca a un cambio tan drástico en nuestras leyes de gravedad, pero no obstante interesaría a los científicos y ya hay muchas otras teorías que intentan explicar el fenonema visto en el borde de nuestro sistema solar. Planeta Nueve – Wikipedia.

Será interesante ver si alguna vez se encuentra y, si no, cómo cambia nuestra comprensión del Sistema Solar debido a eso.

Déjame poner esto en perspectiva.

Tome varios miles de hojas de papel negro e imprima el punto negro más pequeño posible que su impresora puede manejar en una sola hoja de este papel negro. Luego, entregue a cada espectador del otro lado del estadio una hoja de papel negro para que la sostenga. Apague TODAS las luces en el estadio. Ahora encuentra el punto.

Encontrar el pequeño punto impreso en una hoja de papel negra en el otro lado del estadio en la oscuridad es el mismo problema de magnitud que encontrar el Planeta 9 cuando está más cerca de la Tierra. En su punto más alejado, el Planeta 9 ocupa el 1% del área del cielo como ese único punto de impresora en el otro lado del estadio.

Una galaxia a 10 mil millones de años luz de distancia ocupa un área del cielo de aproximadamente 400 veces el área de nuestro punto del Planeta 9 y es una luz de esa área, no un punto negro sobre un fondo negro.

Hay un par de problemas con tu pregunta. Primero, los científicos actualmente no pueden ver evidencia de planetas a más de unos cientos de años luz de distancia, si es así de lejos. En realidad, ni siquiera pueden ver la mayoría de los planetas que han confirmado porque en realidad son demasiado pequeños y no son lo suficientemente brillantes como para verlos. Saben de su existencia por cómo afectan a las estrellas que orbitan y la cantidad de luz que bloquean cuando transitan su estrella. Para que un planeta esté a millones o miles de millones de años luz de distancia, tendría que estar muy lejos de nuestra propia galaxia y los científicos no pueden ver estrellas individuales (excepto las más brillantes) a esa distancia. Imagine mirar hacia una nube y poder ver solo uno de los billones de gotas de agua que forman esa nube.

Los científicos no han confirmado la existencia de un Planeta 9 porque probablemente no existe, o si lo fuera, sería un planeta enano como Plutón, ya que cualquier cosa más grande tendría influencia en otros planetas. Una de las razones por las que Plutón fue reclasificado como planeta enano fue que los científicos han confirmado al menos otros 100 cuerpos en nuestro sistema solar que se ajustan al mismo tamaño y descripción básicos.

Existe una posibilidad externa de que exista algo más grande a lo lejos y en lo profundo de la Nube de Oort, pero eso sería tan distante que los científicos tendrían que saber exactamente dónde mirar y probablemente sea tan tenue que tendrían que tener la suerte de poder pasar frente a una estrella distante donde solo pueden ver un ligero oscurecimiento de esa estrella como evidencia.

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Cuando el Planeta Nueve se acerca al sol, la NASA se ve obligada a revelar su transbordador espacial secreto Nighthawk. Si bien el hombre no puede hacer nada para ayudar a la vida inteligente atrapada en el planeta condenado, podemos recuperar una cápsula de datos que colocan en órbita alrededor de nuestra luna. Aaron y Holly, ex pilotos de Shuttle y amantes separados, están ansiosos por volver al espacio. Bill Mackenzie, un periodista de investigación y presentador de televisión, se niega a sentarse idealmente y dejar que la mayor noticia de la historia, el contacto alienígena, se le escape de las manos. Bill promete sacar la historia al informarla “en vivo”, incluso si tiene que lanzarse en espiral hacia el sol con los extraterrestres. La superficie del Planeta Nueve está cubierta de hielo, que comienza a derretirse a medida que el planeta se acerca al sol. Pronto sus antiguas ciudades están nuevamente expuestas a la luz del día. Solo entonces ambas especies, humana y extraterrestre, se enteran de los horrores cometidos por los antiguos avesianos en los últimos días de su mundo distópico.

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Golpea una pelota de golf negra en el campo por la noche e intenta encontrarla. Luego tira una linterna por ahí también. ¿Cuál es más fácil de encontrar? En escalas galácticas es similar. Excepto que están usando lentes gravitacionales y otros métodos de gravedad para encontrar la bola que falta. Hay indicios de que puede estar aquí o allá, pero encontrarlo es difícil de alcanzar. Es como encontrar esa pelota de golf negra por la noche en el campo. Es posible que notes que algunos pastos perturbados o animales se sacudieron al aterrizar, pero nada que demuestre absolutamente que está allí hasta que investigues mucho más.

Estos son algunos de los increíbles tipos de investigación en los que los científicos del mundo están trabajando. Solo piense que hace unos cientos de años pensaban que solo había varios miles de estrellas. Ahora cuántos BILLONES de galaxias, estrellas y planetas hemos descubierto.

No buscan galaxias particulares, cuya existencia deducen del análisis de otras observaciones. Simplemente apuntan sus telescopios a cualquier parte del cielo y ven galaxias.

Con el Planeta 9, se cree que existe un planeta en particular, pero no saben exactamente dónde buscarlo. No se trata de apuntar un telescopio lo suficientemente potente a cualquier parte del cielo. se trata de apuntar un telescopio en el lugar correcto, pero sin saber dónde está ese lugar correcto.

Hay una gran diferencia entre las dos situaciones.

Tal vez porque no hay uno? Es bastante difícil demostrar un déficit negativo de descartar todas las demás posibilidades.

Detectar galaxias a millones y miles de millones de años luz de distancia es relativamente fácil. Principalmente porque estamos detectando estrellas, que por definición son masivas y tienen salida. La luz, el calor, las radiografías, etc., son estrellas para su existencia. Los planetas que tienden a ser (al menos en el caso del teórico Planeta 9) son trozos de roca sin salida significativa.

Ese es en realidad el método principal para detectar objetos en nuestro sistema solar. Algo relativamente inerte bloquea otra estrella o galaxia.

Realmente no estoy seguro de por qué existe tanta fantasía sobre la detección de planetas donde no existen. Nadie de buena reputación espera que estos planetas ocultos tengan vida. Los planetas reconocidos tienen órbitas que prácticamente descartan que se encuentren planetas adicionales de tamaño razonable.

Creo que es justo decir que esta pregunta ha sido respondida completamente. De todos modos, me gustaría ofrecer una analogía simple con la que la mayoría puede relacionarse.

Supongamos que la Tierra y nuestros vecinos planetarios más cercanos son amigos sentados alrededor de una fogata por la noche. Podemos ver las caras de los demás con relativa facilidad por el resplandor del fuego.

Buscar el Planeta 9, y el desafío que representa, es similar a buscar las llaves perdidas en el bosque. A medida que se aventura más lejos de la fogata, la luz ambiental disminuye hasta que finalmente no podemos ver por su brillo en absoluto.

El planeta 9 y nuestras llaves permanecen en silencio y en la oscuridad

Las estrellas y galaxias distantes, por otro lado, son comparables a un amigo perdido que envía una bengala desde el mismo bosque oscuro.

Detectar el Planeta 9 se hace exponencialmente más difícil que buscar las llaves perdidas ya que nuestros científicos (con la excepción de algunos telescopios en órbita) están atados a la Tierra. ¡Imagínese buscando sus llaves pero sin poder dejar su asiento junto a la fogata!

Las galaxias son muy enormes y las estrellas son muy luminosas y fáciles de ver para calcular la proximidad. Por otro lado, el planeta nueve es un objeto de 10 masas de tierra en los confines de nuestro sistema solar y no es una hazaña fácil de atrapar. Solo recuerde que recientemente descubrimos la mayoría de nuestros planetas enanos hace 10 años, hasta hace un par de años, localizando algunos. Entonces, para decirlo en términos de laman, todavía no sabemos todo lo que hay que saber sobre nuestra propia comunidad y estamos haciendo nuevos descubrimientos a diario. Además, otro dato sobre el planeta nueve es que posiblemente no podría ser un planeta sino una estrella enana marrón ¡que solo se puede ver usando el Neo Wise porque IR es la única forma de detectar enanas marrones! … ¡Tal vez pronto se arroje luz sobre este esquivo talador y tendremos este viejo misterio resuelto!

Las galaxias son MUCHO más grandes que los planetas y emiten su propia energía en longitudes de onda observables, mientras que los planetas distantes en su mayoría reflejan un poco de luz y ejercen perturbaciones pequeñas pero observables en los objetos de movimiento relativamente “cercanos” a ellos. Neptuno fue descubierto (identificado como un planeta) calculando matemáticamente su órbita y posición basándose en variaciones inesperadas en la órbita y posición de Urano.

La gran galaxia más cercana a la nuestra es Andrómeda. Está a un par de millones de años luz de distancia. Pero es muy visible en condiciones claras desde el hemisferio sur a simple vista.

Es mucho más fácil de ver que Urano, Neptuno, que están literalmente miles de millones de veces más cerca, porque:

Tiene un ‘diámetro angular’ mucho más grande (por lo que se ve mucho más grande porque cubre un área mucho más grande del cielo), y especialmente:

Brilla con la luz de alrededor de un billón de soles. TaDa!

Es mucho más brillante para nosotros que Urano o Neptuno, aunque está miles de millones de veces más lejos. Solo brillan débilmente debido a la luz reflejada del sol.

Cualquier planeta 9 está mucho más lejos que Urano y Neptuno, cubre una parte mucho más pequeña del cielo y es mucho más oscuro porque recibe y refleja una proporción mucho más pequeña de luz del sol (disminuye como el cuadrado de la distancia). Mucho más fácil de ver incluso enanas blancas tenues, enanas rojas, etc., mucho más lejos, porque son luminosas :).

Si haces los cálculos, el brillo aparente de un planeta de tamaño y albedo (proporción de luz reflejada) varía inversamente con el cuarto poder de la distancia de nosotros.

El brillo aparente de una estrella o cúmulo o galaxia de luminosidad dada varía inversamente al cuadrado de la distancia desde nosotros.

Espero que eso ayude.