Vi racconterò una storia di 200 anni fa.
Nel 1820, l'astronomo francese Alexis Bouvard
è quasi diventato la seconda persona nella storia umana a scoprire un pianeta.
Stava tracciando la posizione di Urano nel cielo notturno
con l'aiuto di mappe stellari,
e il pianeta non passava dietro al sole
esattamente come prevedevano i calcoli.
A volte era leggermente più veloce,
a volte troppo lento.
Bouvard sapeva che i suoi calcoli erano perfetti.
Per cui erano i vecchi cataloghi ad essere sbagliati.
Disse agli astronomi di allora,
"Fate misure migliori".
E così fecero.
Gli astronomi passarono i venti anni successivi
a misurare meticolosamente la posizione di Urano nel cielo,
e tuttavia non collimavano con le previsioni di Bouvard.
Nel 1840 era diventato oramai ovvio.
Il problema non erano le vecchie mappe astronomiche,
il problema erano le previsioni.
E gli astronomi sapevano perché.
Si erano resi conto che doveva esserci un grande pianeta, lontano
proprio oltre l'orbita di Urano
che interferiva con la sua orbita,
a volte accelerandone il movimento,
a volte frenandolo.
Doveva essere molto frustrante, nel lontano 1840
vedere questi effetti gravitazionali di questo pianeta distante,
ma non essere in grado di trovarlo.
Credetemi, è veramente frustrante.
(Risate)
Ma nel 1846, un altro astronomo francese,
Urbain Le Verrier,
ha utilizzato la matematica
per prevedere la posizione del pianeta.
Ha mandato i suoi calcoli all'osservatorio di Berlino,
hanno puntato il loro telescopio
e la notte stessa hanno trovato questo piccolo punto luminoso
che si muoveva lentamente nel cielo
e hanno scoperto Nettuno.
Era in una posizione molto vicina a quella che aveva previsto Le Verrier.
La storia della previsione, della discrepanza e della nuova teoria
e di scoperte trionfali è così classica
e Le Verrier è diventato così famoso,
che la gente ha provato a fare lo stesso.
Negli ultimi 163 anni,
decine di astronomi hanno usato queste presunte discrepanze orbitali
per predire l'esistenza di qualche nuovo pianeta del sistema solare.
Si sono sempre sbagliati.
La previsione sbagliata più famosa
arrivò da Percival Lowell,
convinto che ci doveva essere un pianeta oltre Urano e Nettuno,
e che ne stava alterandone le orbite.
Così, quando venne scoperto Plutone, nel 1930
all'Osservatorio Lowell,
si pensava che fosse il pianeta che aveva previsto Lowell.
Si sbagliavano.
Risultò che Urano e Nettuno sono esattamente dove devono essere.
Ci sono voluti 100 anni,
ma Boward aveva ragione.
Gli astronomi dovevano fare migliori misure.
E quando le fecero,
queste misure più precise provarono
che non esistono pianeti esterni all'orbita di Urano e Nettuno
e Plutone è migliaia di volte troppo piccolo
per avere un effetto su quelle orbite.
Sebbene risultò che Plutone non era il pianeta
che si credeva che fosse,
era la scoperta di quello che oggi conosciamo
come migliaia piccoli oggetti ghiacciati orbitanti oltre questi pianeti.
Qui vedete le orbite di Giove,
Saturno, Urano e Nettuno,
e in questo piccolo cerchio, al centro, c'è la Terra
e il Sole e quasi tutto quello che conoscete ed amate.
E questi cerchi gialli esterni
sono corpi ghiacciati oltre i pianeti.
Questi corpi ghiacciati vengono spinti e attratti
dai campi gravitazionali dei pianeti
in maniera esattamente prevedibile.
Tutto orbita attorno al Sole in modo prevedibile.
Quasi tutto.
Per cui, nel 2003,
ho scoperto quello che era a quel tempo
l'oggetto più distante conosciuto nell'intero sistema solare.
È difficile non guardare a questo corpo solitario
e dire, si, certo, Lowell aveva torto,
non c'era nessun'altro pianeta oltre Nettuno,
ma questo, questo qui poteva essere un nuovo pianeta.
La domanda che ci facevamo era:
"Che tipo di orbita ha attorno al Sole?
Si muove a cerchi attorno al Sole,
come dovrebbe fare un pianeta?
O è solo uno di quei corpi ghiacciati
che è uscito dalla fascia e sta rientrando nel sistema?"
Questa era la domanda precisa
alla quale gli astronomi cercavano risposta 200 anni fa per Urano.
Avevano usato osservazioni trascurate per Urano
di 91 anni prima della sua scoperta
per cercare di capirne l'orbita.
Noi non potevamo andare così lontano nel tempo,
ma abbiamo trovato osservazioni di quell'oggetto di 13 anni prima
che ci hanno permesso di capire come orbitava attorno al Sole.
La domanda è se
è un'orbita circolare attorno al Sole, come un pianeta,
o sta rientrando,
come quei corpi ghiacciati?
E la risposta è:
no.
Ha una grandissima orbita ellittica
che impiega 10.000 anni per ruotare attorno al Sole.
Abbiamo chiamato questo oggetto Sedna
come la dea inuit del mare,
in onore dei posti freddi e gelati dove passa il suo tempo.
Adesso sappiamo che Sedna,
è un terzo della massa di Plutone
e assomiglia
ai corpi ghiacciati che si trovano oltre Nettuno.
Relativamente simili, con l'eccezione dell'orbita particolare.
Potete guardare la sua orbita e dire:
" Sì, è strano, 10.000 anni per ruotare attorno al Sole,"
ma non è la cosa strana.
Lo stano è che in questi 10.000 anni,
Sedna non si avvicina mai a nient'altro nel sistema solare.
Anche al suo passaggio più prossimo al Sole,
Sedna è più lontana rispetto a Nettuno
di quanto Nettuno non lo sia con la Terra.
Se Sedna avesse un'orbita come questa,
che incontra l'orbita di Nettuno attorno al Sole,
sarebbe stato veramente semplice da spiegare.
Sarebbe stato un oggetto
in orbita circolare attorno al Sole
nella regione dei corpi ghiacciati,
che era andato un po' troppo vicino a Nettuno,
ed era stato deviato verso l'esterno e adesso è sulla via del ritorno.
Ma Sedna non si è mai avvicinato a niente all'interno del sistema solare
che possa avergli dato questa spinta.
Non è stato Nettuno,
ma qualcosa doveva essere responsabile di questo.
Era la prima volta dal 1845
che abbiamo visto gli effetti gravitazionali
di qualcosa nel sistema solare esterno
e non sapevamo cosa fosse.
In effetti credevo di avere la risposta.
Certo, potrebbe essere stato qualche lontano pianeta gigante
nel sistema solare esterno,
ma allora l'idea era diventata ridicola
ed era stata già attentamente screditata
che non la presi in considerazione.
Ma 4,5 miliardi di anni fa,
quando il sole si è formato in un bozzolo con centinaia di altre stelle,
una qualsiasi di queste stelle
sarebbe potuta passare un po' troppo vicino a Sedna
e spostarla sull'orbita che ha oggi.
Quando il gruppo di stelle si è sparso nella galassia,
l'orbita di Sedna sarebbe rimasta come traccia fossile
della vita iniziale del Sole.
Ero così emozionato da questa idea,
dall'idea che potevamo guardare
alla storia fossile della nascita del Sole,
che ho passato poi dieci anni
a cercare oggetti con orbite simili a Sedna.
In questi dieci anni ne ho trovati.. zero.
(Risate)
I colleghi Chad Trujillo e Scott Sheppard hanno fatto un lavoro migliore,
hanno trovato molti oggetti con orbite simili a Sedna,
cosa che è molto emozionante.
Ma quello che è ancora più interessante
è che hanno trovato che tutti questi oggetti
non sono solo su queste orbite lontane ed allungate,
condividono anche un valore comune di questo oscuro parametro orbitale
che in meccanica celeste chiamiamo argomento del perielio.
Quando si sono accorti che condividevano
l'argomento di perielio,
hanno cominciato a saltellare,
dicendo che la causa doveva essere un grande pianeta distante,
che è realmente emozionante, a parte il fatto che non ha senso.
Lasciatemi spiegare con un'analogia.
Immaginatevi una persona che entra in una piazza
e guarda a 45 gradi alla sua destra.
Ci sono molte ragioni per cui lo può fare,
è semplicissimo da spiegare, nulla di che.
Immaginatevi adesso tante persone,
che camminano in direzioni diverse in questa piazza,
ma tutti guardano a 45 gradi rispetto alla loro direzione.
Ognuno si muove in direzioni diverse,
tutti guardano in direzioni diverse,
ma tutti guardano a 45 gradi rispetto al senso di marcia.
Cosa li fa fare questo?
Non ne ho idea.
È difficile pensare a una ragione perché possa succedere.
(Risate)
Ed è essenzialmente quello che quel raggruppamento
con argomento di perielio ci stava dicendo.
Gli scienziati erano perplessi e pensavano fosse una coincidenza
o dovuto a dati non corretti.
Hanno detto agli astronomi:
"Fare misure migliori".
Ho controllato queste misure attentamente
ed erano giuste.
Questi oggetti condividevano veramente
un valore comune di argomento di perielio,
e non avrebbero dovuto averlo.
Qualcosa lo stava causando.
L'ultimo pezzo del puzzle si trovò nel 2016,
quando con il mio collega Konstantin Batygin,
che lavora tre porte dopo di me,
ci siamo accorti che la ragione per cui tutti eravamo sconcertati
era che l'argomento del perielio era solo una parte del problema.
Se guardate a questi oggetti nel modo giusto,
si allineano nello spazio nella stessa direzione,
e sono tutti inclinati verso la stessa direzione.
Come se tutte quelle persone nella piazza stessero camminando nella stessa direzione
e tutti stessero guardando a 45 gradi verso destra.
Questo è facile da spiegare.
Tutti guardano alla stessa cosa.
Tutti questi oggetti nel sistema solare esterno stanno reagendo a qualcosa.
Ma cosa?
Io e Konstantin abbiamo passato un anno
cercando di trovare una spiegazione che non sia un lontano pianeta gigante
nel sistema solare esterno.
Non volevamo essere i 33 e 34 esimi nella storia a proporlo
per essere poi confutati.
Ma dopo un anno,
non avevamo altra scelta.
Non siamo riusciti a trovare altra spiegazione
se non quella di un lontano,
pianeta gigante con un'orbita allungata,
inclinata verso il resto del sistema solare,
che forza le orbite di questi oggetti
nel sistema solare esterno.
Sapete cos'altro può fare un pianeta come questo?
Vi ricordate la strana orbita di Sedna,
come viene allontanata dal sole in una direzione?
Un pianeta come questo potrebbe fargli fare orbite del genere.
Sapevamo di avere trovato qualcosa.
E così arriviamo a oggi.
Ci ritroviamo come a Parigi, nel 1845.
(Risate)
Vediamo gli effetti gravitazionali di un lontano pianeta gigante,
e cerchiamo di fare i calcoli
che ci dicano dove guardare, dove puntare i telescopi,
per trovare questo pianeta.
Abbiamo fatto infiniti calcoli al computer,
mesi e mesi di calcoli analitici,
e questo è quello che vi posso dire per ora.
Primo: questo pianeta, che chiameremo Pianeta Nove,
perché è quello che è,
il Pianeta Nove è sei volte più grande della Terra.
Non è più piccolo di Plutone,
qui non stiamo discutendo se si tratta o meno di un pianeta.
E' il quinto più grande pianeta dell'intero sistema solare.
Per contestualizzare, ecco le misure dei pianeti.
Sul fondo, i grandissimi Giove e Saturno,
Vicino, un po' più piccolo, Urano e Nettuno,
In alto nell'angolo, i pianeti terrestri, Mercurio, Venere, La Terra e Marte.
Anche la fascia di corpi ghiacciati
oltre Nettuno, e Plutone ne fa parte,
buona fortuna per indovinare qual è.
E qui vedete il Pianeta Nove.
Il Pianeta Nove è grande.
Il Pianeta Nove è così grande,
che vi domanderete come mai non l'abbiamo già trovato.
Il pianeta Nove è grande,
ma anche molto, molto lontano.
È circa 15 volte più lontano rispetto a Nettuno.
E questo lo rende 50.000 volte più debole di Nettuno.
Inoltre il cielo è molto vasto.
Abbiamo ristretto il campo di dove potrebbe trovarsi
ad un'area relativa del cielo,
ma ci vorranno anni
per coprire in modo sistematico quest'area del cielo
con i più grandi telescopi
per vedere se c'è qualcosa così lontano e così debole.
Se siamo fortunati non dovremo farlo.
Come Bouvard ha usato le osservazioni di Urano
nei 91 anni precedenti alla sua scoperta,
scommetto che ci sono immagini non identificate
che mostrano la posizione del Pianeta Nove.
Sarà un grande impegno computazionale
dover elaborare tutti quei vecchi dati
e trovare quelli dove si vede un debole pianeta in movimento.
Ma siamo sulla strada giusta.
E credo che ci stiamo avvicinando.
Per cui oserei dire di tenervi pronti.
Non arriveremo di certo al record di Le Verrier:
"Faccio una previsione,
trovo il pianeta nella stessa notte
molto vicino a dove lo avevo previsto".
Ma scommetto proprio che entro il prossimo paio di anni
qualche astronomo da qualche parte
troverà un debole punto luminoso,
che si muove lentamente nel cielo
e annuncerà trionfante la scoperta di un nuovo,
e probabilmente non l'ultimo,
vero pianeta del sistema solare.
Grazie
(Applausi)