Астрономы уже почти десять лет безуспешно прочесывают внешние области Солнечной системы в поисках признаков гипотетической девятой планеты. Однако, по словам экспертов, мы, возможно, наконец-то на пороге её обнаружения. Глубоко во внешних уголках Солнечной системы — так далеко от известных планет, что Солнце едва ли можно было бы отличить от ближайшей звезды — в тени может скрываться огромный ледяной мир, ожидающий, когда его обнаружит человечество. Появилось больше доказательств существования гипотетической дополнительной планеты, скрывающейся в самых отдаленных уголках нашей Солнечной системы, и эти подсказки связаны с ледяными телами, которые пересекают орбиту Нептуна, совершая длинные извилистые движения вокруг Солнца.
Девятая планета, как её называют, была впервые постулирована в 2016 году Константином Батыгиным и Майклом Брауном из Калифорнийского технологического института; последний также открыл карликовую планету Эрида в 2005 году. Их первоначальные данные были сосредоточены преимущественно на скоплении транснептуновых объектов (ТНО), то есть объектов, которые проводят большую часть своей орбиты дальше от Солнца, чем Нептун. Это довольно далеко. В частности, дуэт изучал ТНО с большим наклоном, то есть объекты, вращающиеся вокруг Солнца под крутыми углами к плоскости эклиптики.
Иллюстрация художника, изображающая Девятую планету, гипотетический мир, который, по мнению некоторых учёных, скрывается неизведанным на окраинах Солнечной системы. Р.Хёрт/IPAC/Caltech
Поскольку содержимое Солнечной системы сформировалось из диска вокруг Солнца, можно было бы ожидать, что орбиты всех объектов, вращающихся вокруг Солнца, будут находиться относительно близко к плоскости этого диска. Однако некоторые объекты этого не делают, и команда предполагает, что это свидетельствует о том, что гравитация Девятой планеты может вытягивать объекты из эклиптики и группировать их на сильно наклонённых орбитах с общими «апсидами» (ближайшими и наиболее удалёнными точками их орбит вокруг Солнца) и ориентированных с одинаковым наклоном относительно эклиптики.
Однако некоторые астрономы отнеслись к этому скептически, утверждая, что то, что Батыгин и Браун воспринимали как кластеризацию, — всего лишь иллюзия, вызванная ошибкой наблюдения. Дуэт из Калифорнийского технологического института оспаривает это и опубликовал статью весной в 2024 году, посвящённую наблюдениям транснептуновых объектов с малым наклоном, которые не кластеризуются, но всё же обладают особенностями.
Эти ледяные транснептуновые объекты необычны тем, что большую часть своей жизни они проводят в сотни раз дальше от Солнца, чем Земля, но их орбиты настолько вытянуты, что они приближаются к Солнцу и на короткое время оказываются ближе, чем Нептун, который находится всего в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. В этой работе ученые изучали объекты с долгопериодическими орбитами, которые также активно взаимодействуют с Нептуном, особенно те, которые пересекают его орбиту.
Существование Девятой планеты с массой, примерно равной массе Нептуна, может объяснить, почему несколько известных экстремальных транснептуновых объектов, по-видимому, сгруппированы в космосе. Диаграмма была создана с помощью телескопа WorldWide. Caltech/R.Hurt/IPAC
Если быть точным, это не относится ко всем объектам, пересекающим орбиту Нептуна. Плутон — хороший контрпример. Как и у Плутона, орбиты большинства транснептуновых объектов не столь вытянуты, как те, что представлены в новом исследовании группы. Напротив, траектории большинства транснептуновых объектов позволяют им оставаться достаточно близко к Нептуну в течение длительного времени, что позволяет им контролироваться гравитацией ледяного гиганта.
Однако группа исследователей интересовалась только теми транснептунными объектами, которые находятся на расстоянии сотен астрономических единиц от гравитационных приливов Нептуна, где на них может влиять Девятая планета, если, конечно, она существует. Поскольку эти изучаемые объекты приходят со всех направлений, близких к плоскости эклиптики, не демонстрируя никакого кластерного поведения, то же утверждение о предвзятости, выдвинутое против предыдущих данных о кластерных транснептунных объектах с большим наклоном, несостоятельно.
Изученные транснептуновые объекты, как и любые другие объекты, движущиеся по схожим траекториям, не проводят много времени на своих орбитах; в течение миллионов лет гравитация лазурно-голубого ледяного гиганта Нептуна неизбежно отбрасывает их, рассеивая на большие расстояния, а иногда и вовсе выбрасывая за пределы Солнечной системы. Это означает, что то, что отправляет транснептуновые объекты на орбиты, пересекающие орбиту Нептуна, делает это непрерывно. Должен существовать непрерывный процесс, обеспечивающий пополнение запасов транснептуновых объектов. Это означает, что виновником не может быть событие, произошедшее в далёком прошлом, например, пролетающая слишком близко звезда. Это должно быть нечто, существующее до сих пор.
Существует два сценария, по которым транснептуновые объекты могли бы регулярно выходить на длинные петлеобразные орбиты, пересекающие орбиту Нептуна. Один из них связан с галактическим приливом – гравитационной приливной силой Млечного Пути, окружающей нас, – действующей на объекты в Облаке Оорта, которое находится далеко за пределами Нептуна. Эти объекты лишь отдалённо ощущают гравитацию Солнца из-за своего расстояния от нашей звезды, но галактический прилив может приблизить их к Нептуну.
Другой сценарий, возможно, более интересный, заключается в том, что гравитация Девятой планеты возмущает объекты Облака Оорта настолько, что со временем они приближаются к Нептуну.
Батыгин и его команда — Майкл Браун, Алессандро Морбиделли из Обсерватории Лазурного берега в Ницце (Франция) и Дэвид Несворни из Юго-западного научно-исследовательского института в Боулдере (штат Колорадо) — провели два набора моделирования, используя данные наблюдений реальных транснептунных объектов с малым наклоном, пересекающих орбиту Нептуна, чтобы выяснить, какой сценарий более точный.
В одной из моделей рассматривалась планета с массой в пять раз больше массы Земли, влияющая на транснептуновые объекты (моделируемые свойства, использованные для Девятой планеты, получены на основе характеристик, которые наилучшим образом объясняют предыдущие данные, такие как скопление транснептуновых объектов с высоким наклоном орбиты), в то время как в другой модели Девятая планета вообще отсутствовала, и моделировался только галактический прилив. Какой из вариантов лучше всего справится с задачей пролёта транснептуновых объектов мимо Нептуна?
Моделирование показало, что транснептуновые объекты с малым наклоном могут регулярно проникать за орбиту Нептуна только в том случае, если Девятая планета действительно находится там, чтобы их «выстрелить». Сами по себе вихри галактических приливов были рассчитаны как слишком слабые, чтобы заставить транснептуновые объекты пройти мимо Нептуна. Следовательно, в моделировании галактических приливов транснептуновые объекты приближаются к Солнцу на определённое расстояние и не приближаются к нему, но в сценарии Девятой планеты транснептуновые объекты распределены по диапазону орбит, пересекающих Нептун, что соответствует тому, что мы наблюдаем в реальности.
В Солнечной системе официально существует восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Но в последние годы астрономы предположили, что где-то в дальних уголках нашего космического окружения может скрываться девятый мир, получивший образное прозвище «Планета Девять».
И нет, мы говорим не о Плутоне, который в 2006 году был понижен из статуса полноправной планеты до «карликовой планеты». Ученые считают, что Девятая планета — это газовый или ледяной гигант, находящийся на миллиарды километров дальше остальных планет. Если он существует, он также может переосмыслить наше понимание происхождения и эволюции Солнечной системы.
Астрономы предсказали, насколько велик этот гипотетический мир, как далеко он может находиться и даже где он должен находиться на своей орбите вокруг Солнца. Однако обнаружить Девятую планету, иногда называемую Планетой X, учёным не удавалось почти десять лет.
Необычные орбиты транснептуновых объектов в поясе Койпера и вокруг него указывают на то, что во внешней части Солнечной системы скрывается нечто массивное. Getty Images
Идея о существовании девятой планеты в Солнечной системе впервые возникла после открытия Урана в 1781 году и Нептуна в 1846 году, более чем через 3000 лет после того, как другие планеты были впервые обнаружены вавилонянами. Эти открытия доказали, что Солнечная система гораздо больше, чем когда-то считалось человечеством, и открыли возможность того, что другие миры ждут своего открытия.
Но, помимо ныне пониженного в статусе Плутона, с тех пор не было обнаружено ни одной полноценной планеты за Нептуном или поясом Койпера — гигантским кольцом астероидов, комет и карликовых планет, вращающихся вокруг Солнца за пределами Нептуна. И по мере того, как астрономы составляли карты внешней части Солнечной системы, становилось всё менее вероятным, что они упустили нечто столь крупное, как планета.
Однако открытие 2004 года изменило ситуацию. Учёные обнаружили, что Седна — потенциальная карликовая планета, расположенная за поясом Койпера, — вращается вокруг Солнца по необычной орбите. Её необычная траектория намекала на то, что другая крупная масса во внешней части Солнечной системы оказывает гравитационное воздействие на этот мини-мир. Однако без дополнительной информации эту гипотезу было сложно доказать.
Затем, в исследовании 2014 года, астрономы объявили об обнаружении в поясе Койпера объекта меньшего размера, получившего название 2012 VP113, с эксцентричной орбитой, подобной орбите Седны. Результаты также намекали на то, что ещё предстоит обнаружить более эксцентричные транснептуновые объекты (ТНО).
Эти открытия привлекли внимание Брауна и его коллеги, астронома из Калифорнийского технологического института Константина Батыгина, которые заметили, что у Седны и 2012 VP113 наблюдается одинаковый «изгиб» в орбитах. Эта общая нерегулярность, приводящая к кратковременному падению объектов ниже плоскости орбит известных планет, предполагала, что нечто — например, скопление астероидов, карликовая планета или даже полноценный мир — оказывает на эти объекты притяжение.
Если Девятая планета будет обнаружена, космические агентства, скорее всего, отправят зонды к этому далекому миру. Антон Петрус
С 2016 года Браун, Батыгин и другие продолжают поиски Девятой планеты. Хотя им пока не удалось её найти, они обнаружили ещё больше необычных транснептуновых объектов, доведя общее число до 13 и ещё больше укрепив аргументы в пользу существования Девятой планеты.
Эти открытия также ограничивают потенциальный размер Девятой планеты, ее расстояние от Солнца и траекторию ее орбиты в Солнечной системе.
По их самым точным оценкам, эта планета примерно в семь раз массивнее Земли, или где-то в пять-десять раз массивнее нашей планеты. Это сделало бы его пятой по массе планетой Солнечной системы после Юпитера, Сатурна, Нептуна и Урана.
Браун сообщил, что состав Девятой планеты, вероятно, «больше всего похож на состав Нептуна» из-за её удалённости от Солнца. Это означает, что её диаметр примерно в два раза превышает диаметр Земли. Некоторые учёные также предполагают, что Девятая планета может быть окружена лунами, подобно мощным газовым гигантам.
Если она существует, Девятая планета, вероятно, находится примерно в 500 астрономических единицах от Солнца, то есть в 500 раз дальше, чем Земля. Это может показаться невероятным, но экзопланеты схожего размера были обнаружены на орбитах других звёзд на столь же огромных расстояниях, что доказывает такую возможность.
На таком большом расстоянии Девятой планете может потребоваться от 5000 до 10 000 лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Её орбита, вероятно, сильно эллиптическая, поэтому её расстояние от Солнца может значительно меняться со временем. Кроме того, её орбита, вероятно, не находится в той же плоскости, что и остальные планеты, что ещё больше усложняет её обнаружение.
Необычная орбита Девятой планеты и её чрезвычайное расстояние от Солнца также предполагают, что она может быть планетой-изгоем — межзвёздным миром, захваченным Солнцем после того, как он был выброшен из его звёздной системы. Однако Браун и Батыгин считают, что Девятая планета, вероятно, сформировалась вместе с другими планетами Солнечной системы.
Смотрите также... Немного о кошках: история одомашнивания и интересные факты о поведении домашних питомцев |
Многие астрономы с осторожным оптимизмом относятся к существованию Девятой планеты.
Алессандро Морбиделли, астроном из обсерватории Лазурного берега во Франции, сообщил Live Science в электронном письме, что Девятая планета существует, «весьма вероятно». «Есть несколько косвенных доказательств её существования», — добавил Морбиделли, который ознакомился с работой Брауна и Батыгина 2016 года перед её публикацией.
Ученые полагают, что где-то в дальних уголках Солнечной системы может скрываться девятая планета, и новый телескоп может наконец доказать ее существование. Николас Фордер
Дэвид Рабинович, астрофизик из Йельского университета, согласился с тем, что что-то там, вероятно, есть, и «Девятая планета» — «лучшее объяснение на данный момент», — заявил он в интервью Live Science. Открытия новых эксцентричных транснептуновых объектов после того, как впервые была выдвинута гипотеза о «Девятой планете», укрепили уверенность в этой теории, добавил он.
«Это были настоящие американские горки! Я перешёл от уверенности в 90% к 10% и более», — рассказал Шон Рэймонд, исследователь из Астрофизической лаборатории Бордо во Франции, в электронном письме Live Science. «Я болею за то, чтобы это было так, но я всё ещё не уверен, верю ли я в это».
Сомнения относительно «Девятой планеты» основаны на альтернативных возможных объяснениях странного поведения транснептуновых объектов. Например, гравитационные аномалии, отмеченные Брауном и Батыгиным, могут быть вызваны молодой чёрной дырой, невидимым гигантским пылевым диском или историческим близким сближением с планетой-изгоем. Кроме того, транснептуновые объекты могут свидетельствовать о необходимости корректировки нашей модели гравитации.
Другие полагают, что очевидные перегибы ТНО — это просто «ошибка наблюдения», поскольку легче обнаружить ТНО, которые находятся ближе к Земле, чем более далекие, сообщила в электронном письме Live Science Саманта Лоулер, астроном из Университета Реджайны в Канаде и известный критик гипотезы «Планеты девять» .
«Я считаю, что во внешней Солнечной системе ещё много по-настоящему интересных тел, которые ещё предстоит открыть», — сказала Лоулер. Но Девятая планета к ним не относится, добавила она.
Однако Браун и Батыгин не согласны с тем, что ошибка наблюдения создает иллюзию существования девятой планеты.
«Я уверен в существовании Девятой планеты так же, как и вы, пока вы ее не найдете», — сказал Браун.
Итак, если Девятая планета существует, почему мы ее до сих пор не обнаружили? Короткий ответ заключается в том, что скрытая планета находится «очень, очень далеко», сказал Браун. Свет, отражённый от планеты, будет очень тусклым к тому времени, как он пройдёт большую часть Солнечной системы (дважды), что делает её практически невозможной для наблюдения.
Изначально исследователи также не имели представления о том, где находится планета на её предполагаемой орбите. Это означает, что им пришлось изучить огромную область неба, чтобы найти это слабое тело — это всё равно что пытаться «найти одного белого кита в океане», сказал Браун.
По словам Брауна, на данный момент исследователи проанализировали тысячи изображений, полученных в ходе многочисленных обзоров неба вдоль предполагаемой орбитальной траектории Девятой планеты, в поисках объектов, которые движутся с течением времени.
К сожалению, ночное небо кишит яркими движущимися объектами, такими как кометы, поэтому исследователям приходится перебирать «кучу мусора», чтобы найти планету, добавил Браун.
В своей последней работе Браун и Батыгин проанализировали данные, полученные с помощью панорамного обзорного телескопа и системы быстрого реагирования (Pan-STARRS) в обсерватории Халеакала на Гавайях, и уверенно исключили около 78% предполагаемого орбитального пути в качестве возможных мест укрытия планеты.
Комментировать в ВконтактеСмотрите также... HTML, CSS-шпаргалка с примерами - тег IMG, figure и picture. Адаптирование, форматирование, эффекты Полный список обработчиков событий HTML / Javascript с примерами |
