Godine 2006. Plutonu je oduzet status devetog planeta u Sunčevom sustavu zahvaljujući naporima jednog astronoma, Michaela Browna. Zajedno sa svojim kolegama otkrio je, a zatim i druge patuljaste planete daleko izvan orbite Neptuna. Time je dokazao da Pluton nije izuzetan i dovoljno velik da bi ga se moglo nazvati punopravnim planetom. Međutim, sada Brown i naš sunarodnjak Konstantin Batygin tvrde da je novi Planet 9 već skoro otvoren ... i da ga samo treba vidjeti.
Da, da, nitko još nije vidio "gotovo otvoren" deveti planet Sunčevog sustava! Zapravo, njegovo je otkriće plod dugih promatranja orbita drugih planeta. Prema Kepleru i Newtonu, mjesto svakog planeta u Sunčevom sustavu određeno je njegovim karakteristikama, uglavnom masom. A ako orbita ne odgovara parametrima planeta ili je općenito anomalna, onda je pod utjecajem nekog drugog, ne manje masivnog objekta. Prvi planet otkriven matematičkim jednadžbama, a ne promatranjem uživo, bio je - 1846. godine pronađen je na mjestu koje je izračunao francuski matematičar Urbain Le Verrier.
Štoviše, planeti mogu vrlo aktivno utjecati jedni na druge - u prošlosti Sunčevog sustava putovali su stotine milijuna kilometara, približavajući se i udaljavajući od Sunca. Ovdje su se posebno istaknuli plinoviti divovi. U mladim planetarnim sustavima apsorbiraju sve embrije planeta i vise blizu zvijezde - blizu kao Merkur. Zbog toga se jako zagrijavaju i postaju nestabilni. Znanstvenici takve planete nazivaju "vrućim Jupiterima" ili "vrućim Neptunima" - ovisno o njihovoj masi i veličini.
Tegobna povijest Sunčevog sustava
Međutim, Jupiter, najveći i najutjecajniji planet, promijenio je sve u Sunčevom sustavu. Pojavljujući se u početku na udaljenosti od 5 do 10 od Sunca, izazvao je aktivne sudare raspršenog materijala u protoplanetarnom disku oko zvijezde. To je dalo poticaj stvaranju drugih plinovitih divova, poput Saturna ili Neptuna, na udaljenosti jednako bliskoj Suncu.
No, novonastali planeti ponijeli su se “nezahvalno”, slijedeći zakone gravitacije – gurnuli su “roditelja” bliže Suncu, u modernu orbitu Marsa. Tako je Jupiter napao unutarnji dio Sunčev sustav. U drugim planetarnim sustavima ovaj dio je najzasićeniji materijom i svemirskim objektima. Ali teški gazi Jupiterove mase ondje je raspršio zametke planeta i asteroida, bacajući ih u nuklearnu peć Sunca ili bacajući ih na periferiju sustava u zoni modernog i.
Da nije Saturna, koji je Jupiter povezao orbitalnom rezonancijom i nije ga doveo u modernu orbitu, plinoviti bi div mogao potpuno uništiti Sunčev sustav, izbacivši iz njega 99% planetarne materije. No, njegova putovanja nisu prošla nezapaženo – tako su Neptun i Uran promijenili svoje orbite, formirajući većinu dugoperiodičnih kometa.
U konačnici je u solarnom planetarnom sustavu zavladala neobična ravnoteža - plinoviti divovi koji nastaju u blizini zvijezde završili su na periferiji, a "čvrsti planeti" poput Zemlje migrirali su bliže Suncu. Međutim, neki su astronomi vjerovali da je za postizanje takve ravnoteže potreban još jedan planet - i to dovoljno masivan da utječe na velike Neptun i Uran. Za njim, Planetom X, stoljeće i pol tragali su mnogi astronomi - i čini se da su mu se Brown i Batygin konačno približili.
Povijest potrage za planetom X
Nakon što je Le Verrier izračunao Neptun na temelju poremećaja u Uranovoj orbiti, astronomi su otkrili da čak ni njegova prisutnost ne objašnjava značajke orbite ledenog diva. Neko su vrijeme pokušavali pronaći još jedan planet koji bi mogao utjecati na posljednje velike objekte Sunčevog sustava – međutim, uspjeli su pronaći samo Pluton, koji po masi i smjeru putanje nije mogao ni na koji način poremetiti veća tijela. Pitanje anomalija Urana i Neptuna konačno je riješio "", koji je izmjerio masu Neptuna 1989. godine i time ustanovio da nema proturječja u orbitama.
Do tada je snaga teleskopa značajno porasla, što je astronomima omogućilo da pogledaju u dubine Sunčevog sustava. Otkriveni su mnogi transneptunski objekti - patuljasti planeti i veliki asteroidi, čija je najbliža orbitalna točka dalje od Sunca nego Neptun. Tako je 2005. godine otkrivena već spomenuta Eris, drugi najveći patuljasti planet nakon Plutona. A 2003. godine pronašli su objekt promjera preko 2 tisuće kilometara, koji se od Sunca udaljava na udaljenosti od 1,4 × 10 11 km - dalje od bilo kojeg velikog transneptunskog objekta! Uskoro je dobio cijelu obitelj "sednoida", izoliranih transneptunskih objekata sličnih karakteristika.
Deveti planet - gdje i zašto?
Promatrajući novootkrivene planetoide, astronomi C. Trujillo i S. Sheppard, kolege, otkrili su zanimljiv uzorak. Većina njih ima izdužene orbite poput kometa koje se nakratko "približe" Suncu, na udaljenosti od 40 do 70 astronomskih jedinica, a zatim se udalje stotinama ili čak tisućama godina. A što je objekt veći, to je njegovo uklanjanje jače. Osim toga, sednoidi su odstupili od Sunca u istom smjeru.
Takva podudarnost mogla bi biti slučajnost, ako je riječ o jednostavnim kometima - tijekom milijardi godina povijesti Sunčevog sustava raspršili su ih svi veliki planeti, a posebno već spomenuti "putnici" Jupiter, Uran i Neptun . No, za takvu podudarnost u odstupanjima velikih objekata potreban je vrlo velik planet čija bi orbita dosegnula Oortov oblak.
Ovdje su se istaknuli Brown i Batygin - uspoređujući orbitalne karakteristike sednoida, matematički su ustanovili da je vjerojatnost njihove slučajne podudarnosti samo 0,007%. Znanstvenici su otišli dalje i napravili računalni model, usmjeren na pronalaženje karakteristika planeta, sposobnih za promjenu orbite tijela koja se nalaze izvan Neptuna. Podaci koje su dobili u siječnju 2016. postali su temelj za objavu predotkrića novog planeta u Sunčevom sustavu.
Karakteristike planeta X
U svojim intervjuima Brown tvrdi da je vjerojatnost pronalaska novog planeta 90%. No, dok se stvarno ne otkrije, uz pomoć teleskopa, prerano je govoriti o konačnom otkriću. Ipak, objavljene su izračunate karakteristike Planeta 9 - one će se koristiti u budućim pretragama.
- Orbitalni parametri planeta X bit će preslikani na one sednoida - orbita planeta će i dalje biti izdužena i nagnuta u odnosu na ravninu glavnih planeta Sunčevog sustava, ali usmjerena u suprotnom smjeru. Prema tome, perihel planeta - točka maksimalnog približavanja Suncu - bit će 200 astronomskih jedinica u najbližoj točki, a afel - najveća udaljenost - doseći će 1200 astronomskih jedinica. Ovo je čak i više od Sedne! Jedna godina na Planetu 9 trajat će do 20.000 zemaljskih godina, koliko bi moglo biti potrebno da se završi cijela orbita.
Planet udaljen od Sunca teško je otkriti - za to su potrebni teleskopi koji rade u infracrvenom spektru ili moćni optički uređaji koji mogu uhvatiti i najmanji sunčev odsjaj na površini. Na infracrvenim teleskopima posao će teći brže, ali su greške moguće - a na optičkim teleskopima rezultat će biti pouzdan, iako uz cijenu vremena. Infracrveni orbitalni teleskop WISE, koji je proveo širokopojasna istraživanja 2009., tek treba otkriti Planet X, iako je dao prilično detaljne slike.
Stoga ga Brown, Batygin i drugi astronomi planiraju pronaći pomoću Subaru teleskopa na Havajskom otočju, koji se smatra jednim od najvećih i najkvalitetnijih na svijetu - promjer njegovog glavnog zrcala prelazi 8 metara! Osim toga, sposoban je raditi iu optičkom iu infracrvenom rasponu svjetlosti. Ali čak i s takvim alatom, znanstvenicima će trebati najmanje 5 godina da stanu na kraj pitanju Planeta X.
Dvojica američkih astronoma, od kojih je jedan iz Rusije, šokirali su u utorak znanstveni svijet nakon senzacionalne vijesti koja se proširila medijima: otkrili su deveti planet na rubu Sunčevog sustava! Prvu vijest o tome objavio je Kalifornijski tehnološki institut, gdje rade obojica znanstvenika – i Mike, kasnije – mjerodavni znanstvenih časopisa znanosti i prirode.
“Ona će biti pravi deveti planet. Od davnina su pronađena samo dva prava planeta, a ovo će biti treći. Veliki je dio našeg solarnog sustava koji je ostao neotkriven, i to je nevjerojatno," kaže Brown.
Izvještava se da je planet pronađen matematičkom analizom perturbacija koje doživljavaju mnoga ledena tijela iz takozvanog Kuiperovog pojasa - ogromnog područja svemira izvan orbite Plutona. Proračuni su pokazali da se planet okreće oko Sunca na udaljenosti od 20 puta od Neptuna, njegova masa je 10 puta veća od mase Zemlje.
Zbog takve udaljenosti od Sunca, planet nije vidljiv i napravi potpunu revoluciju oko Sunca za 10-20 tisuća godina.
"Iako smo u početku bili skeptični da bi ovaj planet mogao postojati, kako smo nastavili istraživati njegovu orbitu, postajali smo sve uvjereniji da on doista postoji", rekao je Batygin.
Izračunata masa objekta ne ostavlja nikakvu sumnju da se s punim povjerenjem može pripisati planetu, jer je 5 tisuća puta teži od Plutona! Za razliku od ogromnog broja malih objekata u Sunčevom sustavu, poput patuljastih planeta, deveti planet gravitacijski dominira proširenim područjem Kuiperovog pojasa, gdje rotira. Štoviše, ovo je područje puno veće i prostorom kojim dominiraju svi drugi poznati planeti Sunčevog sustava.
To ga, prema Brownovim riječima, čini "najplanetarnijim od svih planeta u Sunčevom sustavu".
Mike Brown i Konstantin Batygin
Rad znanstvenika, koji bi mogao postati epohalni, pod nazivom "Dokazi za udaljeni divovski planet u Sunčevom sustavu" objavljen je u časopisu Astronomski časopis. U njemu autori nalaze objašnjenje za mnoge ranije otkrivene značajke u kretanju ledenih tijela u Kuiperovom pojasu.
Potraga za planetom započela je 2014., kada je bivši student Browna objavio rad u kojem tvrdi da je 13 najudaljenijih objekata Kuiperovog pojasa imalo slične neobičnosti u svom kretanju. Tada je predložena verzija o postojanju obližnjeg malog planeta. Brown tada nije podržao ovu verziju, ali je nastavio s izračunima. Zajedno s Batyginom započeli su jednogodišnji i pol projekt proučavanja orbita tih tijela.
Caltech/R.Hurt (IPAC)
Ubrzo su Batygin i Brown shvatili da orbite šest od ovih objekata prolaze blizu istog područja svemira, unatoč činjenici da su sve orbite različite. “To je kao da gledate šest satova na šest kazaljki koji rade različitim brzinama, au tom trenutku pokazuju isto vrijeme. Vjerojatnost za to je oko 1/100”, objašnjava Brown. Osim toga, pokazalo se da su orbite svih šest tijela nagnute pod kutom od 30 stupnjeva u odnosu na ravninu ekliptike. “Zapravo, ovo nije moglo biti slučajno. Tako smo počeli tražiti što je formiralo ove orbite “, objasnio je astronom.
Gotovo slučajno, znanstvenici su primijetili da ako stavite težak planet u izračune,
čiji je perihel 180 stupnjeva od perihela ovih šest tijela (odnosno, samo Sunce je između njih), tada će njegove perturbacije objasniti promatranu sliku.
“Bila je to zdrava reakcija – takva geometrija je nemoguća, orbite ne mogu biti stabilne dugo vremena, jer će to na kraju dovesti do sudara objekata”, smatra Batygin. Međutim, mehanizam poznat u nebeskoj mehanici kao rezonancije srednjih gibanja ne dopušta da se to dogodi: objekti, približavajući se jedni drugima, razmjenjuju energiju i razlijeću se.
Za svake četiri revolucije devetog planeta, ima devet revolucija tih istih objekata, i oni se nikada ne sudaraju. Kao što je to često slučaj u astronomiji, hipoteza je potvrđena kada je potvrđena pretpostavka koju je predviđala. Ispostavilo se da transneptunski objekt Sedna, koji su 2003. otkrili Brown, Trujillo i Rabinowitz, i još jedan sličan objekt 2012 VP113 malo odstupaju od svojih orbita tamo gdje je predviđeno. Ali glavna pretpostavka koja se obistinila je postojanje, zahvaljujući teškom planetu u Kuiperovom pojasu, objekata čija je ravnina rotacije potpuno okomita na ravninu Sunčevog sustava.
Ispostavilo se da su u posljednje tri godine astronomi pronašli najmanje četiri takva objekta čije orbite odgovaraju predviđanjima.
Odakle planet skriven u dubinama Kuiperovog pojasa? Znanstvenici vjeruju da su izvorno u Sunčevom sustavu postojale četiri jezgre koje su tvorile Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. "Međutim, moglo ih je biti pet", kaže Brown. Ovaj peti protoplanet, koji se previše približi Jupiteru ili Saturnu, mogao bi biti bačen u daleku ekscentričnu orbitu.
Prema znanstvenicima, ako je planet sada blizu svog perihela, možete ga potražiti u prošlim pregledima neba. Ako je uspjela otići, teleskopi poput 10-metarskih instrumenata u zvjezdarnici Keck mogu je uhvatiti,
uostalom, planet nikada ne prilazi Suncu na udaljenost manju od 200 puta oko Zemlje.
Među znanstvenicima ne postoji konsenzus o otkriću. , specijalist za dinamiku tijela iz Nice, siguran je da ovaj planet postoji. Ali ne misle svi tako. “Vidio sam mnogo, mnogo ovakvih izjava u svojoj karijeri. I svi su bili u krivu,” kaže Hal Levison, planetarni znanstvenik na Institutu u Boulderu (Colorado).
Pluton se do 2009. smatrao devetim planetom Sunčevog sustava, otkriven 1930. također zahvaljujući analizi poremećaja koje je stvarao. Međunarodna astronomska unija degradirala je Pluton u patuljasti planet. Nedavno su neki astronomi pokrenuli pokret da ga vrate u planetarni status nakon otkrića sonde New Horizons.
Jedan od prvih intervjua koje je Konstantin Batygin dao dopisniku Gazeta.Ru.
- Konstantine, potraga za tijelima u Kuiperovom pojasu nije baš popularna tema među astronomima, koliko ljudi to radi?
“Mislim da ima nešto više od stotinu ljudi na svijetu. Pokazalo se da najudaljeniji objekti u Sunčevom sustavu, u fizičkom prostoru, gledaju u istom smjeru. A jedini teoretski ispravan model koji bismo mogli konstruirati je onaj gdje njihove orbite drži gravitacija jednog planeta.
- Kakvi su izgledi za pronalaženje planeta s teleskopima?
“Mislim da se to može učiniti u sljedećih dvije do pet godina. To zahtijeva poznavanje orbite i dovoljno vremena za promatranje na teleskopima. Poznavanje orbite ono je što smo radili u ovom članku. Da biste ga pronašli, morate znati gdje tražiti. Trenutno nam je poznat samo najbliži dio.
— Znam da ste rođeni u Moskvi. Kako ste završili u SAD-u?
– U Rusiji smo živjeli do 1994. godine, u Moskvi sam završio 1. razred. Preselili smo se u Japan, tamo živjeli šest godina, gdje sam učila od 3. do 6. razreda, a drugi sam razred preskočila jer sam bila previsoka. Zatim je studirao u ruskoj školi pri veleposlanstvu u Tokiju. Preselio sam se u Kaliforniju 1999. gdje sam diplomirao Srednja škola, sveučilište i diplomski studij na Caltechu.
- Sretno, nadamo se da će se vaše otkriće potvrditi, a vaše prezime vidjeti u udžbenicima!
- Hvala.
Znanstvenici s Caltecha Michael Brown i Konstantin Batygin pružili su dokaze o postojanju divovskog planeta u Sunčevom sustavu, koji se nalazi još dalje od Sunca nego Pluton.
Istraživači su izvijestili da ga još nisu uspjeli vidjeti kroz teleskop. Prema njima, planet je otkriven tijekom proučavanja kretanja malih nebeskih tijela u dubokom svemiru. Težina nebesko tijelo oko 10 puta veće od mase Zemlje, ali znanstvenici tek trebaju potvrditi njegovo postojanje.
Astronomi instituta imaju samo grubu predodžbu o tome gdje bi se planet mogao nalaziti na zvjezdanom nebu i bez sumnje će njihov prijedlog pokrenuti kampanju za njegovo pronalaženje.
"Na Zemlji postoji mnogo teleskopa koji ga teoretski mogu pronaći. Stvarno se nadam da će sada, nakon naše objave, ljudi diljem svijeta početi tražiti deveti planet", rekao je Michael Brown.
Eliptična orbita
Prema znanstvenicima, svemirski objekt je oko 20 puta dalje od Sunca nego Neptun, koji je udaljen 4,5 milijardi km.
Za razliku od gotovo kružnih orbita drugih planeta u Sunčevom sustavu, ovaj bi se objekt trebao kretati po eliptičnoj orbiti, a za potpunu revoluciju oko Sunca potrebno je od 10 tisuća do 20 tisuća godina.
Znanstvenici su proučavali kretanje objekata koji se uglavnom sastoje od leda u Kuiperovom pojasu. Pluton je u ovom pojasu.
Istraživači su primijetili određenu lokaciju nekih tijela u Pojasu, posebno tako velikih objekata kao što su Sedna i 2012 VP113. Po njihovom mišljenju, to se može objasniti samo prisutnošću nepoznatog velikog svemirskog objekta.
"Svi najudaljeniji objekti kreću se u istom smjeru na neobjašnjivoj putanji, a mi smo shvatili da je jedino objašnjenje za to postojanje velikog, udaljenog planeta koji ih drži na okupu dok kruže oko Sunca", rekao je Brown.
Planet X
Ideja o postojanju takozvanog Planeta X, koji se nalazi na periferiji Sunčevog sustava, raspravlja se u znanstvenim krugovima više od 100 godina. Ona se pamti pa zaboravlja.
Trenutne spekulacije su od posebnog interesa zbog glavnog autora studije.
Brown se specijalizirao za pronalaženje udaljenih objekata, a upravo je njegovo otkriće patuljastog planeta Eris u Kuiperovom pojasu 2005. godine uzrokovalo da Pluton godinu dana kasnije izgubi status planeta. Tada se pretpostavljalo da je Eris nešto veća od Plutona, no sada je postalo jasno da je nešto manja od njega.
Istraživači koji proučavaju udaljene objekte u Sunčevom sustavu već neko vrijeme nagađaju o mogućnosti postojanja planeta veličine Marsa ili Zemlje zbog veličine i oblika planeta u Kuiperovom pojasu. Ali dok ne budete mogli vidjeti planet kroz teleskop, ideja o njegovom postojanju bit će percipirana sa skepsom.
Studija Michaela Browna i Konstantina Batygina objavljena je u časopisu Astronomical Journal.
Znanstvenici s Kalifornijskog instituta za tehnologiju objavili su ovo otkriće. Do sada nitko nije vidio novi objekt kroz teleskop. Prema Michaelu Brownu i Konstantinu Batyginu, planet je otkriven analizom podataka o gravitacijskim poremećajima koje vrši na druga nebeska tijela. Ime joj još nije dano, ali znanstvenici su uspjeli odrediti razne parametre. Teži 10 puta više od Zemlje. Po kemijski sastav novi planet nalikuje dvama plinovitim divovima - Uranu i Neptunu. Inače, svojom je veličinom sličan Neptunu, a udaljeniji je od Sunca čak i od Plutona, koji je zbog svoje skromne veličine izgubio status planeta. Potvrda postojanja nebeskog tijela trajat će pet godina. Znanstvenici su rezervirali vrijeme u japanskoj zvjezdarnici na Havajima. Vjerojatnost da je njihovo otkriće pogrešno je 0,007 posto. Novi planet, ako se otkriće prizna, bit će deveti u Sunčevom sustavu.
Čini se da Sunčev sustav ima novi deveti planet. Danas su dva znanstvenika objavila dokaze da tijelo veličine gotovo Neptuna - ali još neviđeno - kruži oko Sunca svakih 15 000 godina. Tijekom povoja Sunčevog sustava prije 4,5 milijardi godina, kažu oni, divovski planet je izbačen iz područja formiranja planeta u blizini Sunca. Usporen plinom, planet se smjestio u daleku eliptičnu orbitu, gdje i danas vreba.
Tvrdnja je dosad najjača u stoljećima dugoj potrazi za "Planetom X" iza Neptuna. Potraga je opterećena nategnutim tvrdnjama, pa čak i otvorenim nadriliječništvom. Ali novi dokaz dolazi od dva uvažena planetarna znanstvenika, Konstantina Batygina i Mikea Browna s Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Caltech) u Pasadeni, koji su se pripremili za neizbježni skepticizam detaljnim analizama orbita drugih udaljenih objekata i mjesecima rada na računalu. simulacije. “Ako kažete: ‘Imamo dokaze za Planet X’, gotovo svaki astronom će reći: ‘Opet ovo? Ovi tipovi su očito ludi.’ I ja bih,” kaže Brown. Zašto je ovo drugačije? Ovo je drugačije jer ovaj put smo u pravu."
LANCE HAYASHIDA/CALTECH
Vanjski znanstvenici kažu da se njihovi izračuni slažu i izražavaju mješavinu opreza i uzbuđenja zbog rezultata. "Ne bih mogao zamisliti veći posao ako - a to je naravno podebljano 'ako' - ako se pokaže točnim", kaže Gregory Laughlin, planetarni znanstvenik sa Sveučilišta Kalifornija (UC), Santa Cruz. "Ono što je uzbudljivo u vezi s tim je vidljivo."
Batygin i Brown zaključili su njegovu prisutnost na temelju osebujnog skupljanja šest prethodno poznatih objekata koji kruže izvan Neptuna. Kažu da postoji samo 0,007% šanse, ili oko jedan prema 15 000, da bi grupiranje moglo biti slučajnost. Umjesto toga, kažu oni, planet mase 10 Zemlje doveo je šest objekata u njihove čudne eliptične orbite, nagnute izvan ravnine Sunčevog sustava.
Orbita pretpostavljenog planeta je slično nagnuta, ali i rastegnuta na udaljenosti koje će eksplodirati prethodne koncepcije Sunčevog sustava. Njegov najbliži pristup Suncu je sedam puta dalje od Neptuna, ili 200 astronomskih jedinica (AJ). (AU je udaljenost između Zemlje i Sunca, oko 150 milijuna kilometara.) Planet X mogao bi lutati čak 600 do 1200 AJ, daleko izvan Kuiperovog pojasa, regije malih ledenih svjetova koja počinje na Neptunovom rubu oko 30 AU.
Ako je Planet X vani, kažu Brown i Batygin, astronomi bi trebali pronaći više objekata u izdajničkim orbitama, oblikovanim privlačenjem skrivenog diva. Ali Brown zna da nitko neće stvarno povjerovati u otkriće dok se sam Planet X ne pojavi unutar teleskopskog tražila. "Dok ne postoji izravna detekcija, to je hipoteza - čak i potencijalno vrlo dobra hipoteza", kaže on. Tim ima vremena na jednom velikom teleskopu na Havajima koji je pogodan za potragu i nadaju se da će se drugi astronomi pridružiti u potrazi.
Batygin i Brown objavili su rezultate danas u Astronomski časopis. Alessandro Morbidelli, planetarni dinamičar na Zvjezdarnici u Nici u Francuskoj, obavio je recenziju za rad. U izjavi kaže da su Batygin i Brown iznijeli "vrlo čvrst argument" i da je on "prilično uvjeren u postojanje dalekog planeta".
Zalaganje za novi deveti planet je ironična uloga za Browna; poznatiji je kao ubojica planeta. Njegovo otkriće Eride 2005., udaljenog ledenog svijeta gotovo iste veličine kao Pluton, otkrilo je da je ono što se smatralo najudaljenijim planetom samo jedan od mnogih svjetova u Kuiperovom pojasu. Astronomi su odmah ponovno klasificirali Pluton kao patuljasti planet - sagu koju je Brown ispričao u svojoj knjizi Kako sam ubio Plutona.
Sada se pridružio stoljetnoj potrazi za novim planetima. Njegova metoda - zaključivanje postojanja Planeta X na temelju njegovih sablasnih gravitacijskih učinaka - ima respektabilne rezultate. Na primjer, 1846. francuski matematičar Urbain Le Verrier predvidio je postojanje divovskog planeta na temelju nepravilnosti u orbiti Urana. Astronomi Berlinskog opservatorija pronašli su novi planet, Neptun, tamo gdje je trebao biti, što je izazvalo medijsku senzaciju.
Preostali nedostaci u Uranovoj orbiti naveli su znanstvenike na pomisao da možda postoji još jedan planet, a 1906. Percival Lowell, bogati tajkun, započeo je potragu za onim što je nazvao "Planetom X" u svom novom opservatoriju u Flagstaffu, Arizona. Godine 1930. Pluton se pojavio - ali bio je daleko premalen da značajnije povuče Uran. Više od pola stoljeća kasnije, novi izračuni temeljeni na mjerenjima svemirske letjelice Voyager otkrili su da su orbite Urana i Neptuna same po sebi sasvim dobre: Planet X nije bio potreban.
Ipak, privlačnost Planeta X je ostala. U 1980-ima, na primjer, istraživači su predložili da bi nevidljiva zvijezda smeđi patuljak mogla uzrokovati povremena izumiranja na Zemlji pokrećući eksplozije kometa. U 1990-ima znanstvenici su se pozvali na planet veličine Jupitera na rubu Sunčevog sustava kako bi objasnili podrijetlo određenih čudnih kometa. Samo prošli mjesec, istraživači su tvrdili da su otkrili slab mikrovalni sjaj golemog stjenovitog planeta udaljenog nekih 300 AJ, koristeći niz teleskopskih tanjura u Čileu koji se naziva Atacama Large Milimeter Array (ALMA). (Brown je bio jedan od mnogih skeptika, primjećujući da je ALMA-ino usko vidno polje činilo šanse za pronalaženje takvog objekta nevjerovatno malim.)
Brown je prvi put naslutio svoj trenutni kamenolom 2003., kada je vodio tim koji je pronašao Sednu, objekt malo manji i od Eride i od Plutona. Sednina čudna, daleka orbita učinila ju je najudaljenijim poznatim objektom u Sunčevom sustavu u to vrijeme. Njegov perihel, ili najbliža točka suncu, nalazi se na 76 AJ, iza Kuiperovog pojasa i daleko izvan utjecaja Neptunove gravitacije. Implikacija je bila jasna: nešto masivno, daleko iznad Neptuna, mora da je povuklo Sednu u njezinu daleku orbitu.
(PODACI)JPL; BATYGIN I SMEĐA/CALTECH; (DIJAGRAM) A. CUADRA/ ZNANOST
To nešto nije morao biti planet. Sednin gravitacijski poticaj mogao je doći od zvijezde u prolazu ili od jednog od mnogih drugih zvjezdanih jaslica koje su okruživale novo sunce u vrijeme formiranja Sunčevog sustava.
Od tada se nekoliko drugih ledenih objekata pojavilo u sličnim orbitama. Spojivši Sednu s pet drugih čudaka, Brown kaže da je isključio zvijezde kao nevidljivi utjecaj: samo planet može objasniti tako čudne orbite. Od njegova tri glavna otkrića - Eris, Sedna i sada, potencijalno, Planet X-Brown kaže da je posljednje najsenzacionalnije. Ubijanje Plutona bilo je zabavno. Pronalaženje Sedne bilo je znanstveno zanimljivo,” kaže. "Ali ovaj, ovaj je glavom i ramenima iznad svega."
Brown i Batygin bili su gotovo potučeni. Godinama je Sedna bila usamljeni trag do poremećaja iza Neptuna. Zatim su 2014. Scott Sheppard i Chad Trujillo (bivši diplomirani student Brown'sa) objavili rad u kojem su opisali otkriće VP113, još jednog objekta koji se nikada ne približava suncu. Sheppard, iz Instituta za znanost Carnegie u Washingtonu, D.C., i Trujillo, iz opservatorija Gemini na Havajima, bili su i te kako svjesni implikacija. Počeli su ispitivati orbite dvaju objekata zajedno s 10 drugih čudaka. Primijetili su da su se, u periheliju, svi približili ravnini Sunčevog sustava u kojoj Zemlja kruži, zvanoj ekliptika. U radu su Sheppard i Trujillo ukazali na neobično skupljanje i iznijeli mogućnost da je daleki veliki planet natjerao objekte blizu ekliptike. No, rezultat više nisu pritiskali.
Kasnije te godine, na Caltechu, Batygin i Brown počeli su raspravljati o rezultatima. Iscrtavajući orbite udaljenih objekata, kaže Batygin, shvatili su da je obrazac koji su primijetili Sheppard i Trujillo "samo pola priče". Ne samo da su objekti blizu ekliptike bili u periheliju, već su njihovi periheli bili fizički grupirani u prostoru (vidi dijagram gore).
Sljedećih godinu dana dvojac je tajno razgovarao o uzorku i značenju. Bila je to laka veza, a njihove su se vještine nadopunjavale. Batygin, 29-godišnji vrsni klinac, kompjuterski modeler, otišao je na koledž na UC Santa Cruz zbog plaže i prilike da svira u rock bendu. Ali ondje je ostavio trag modelirajući sudbinu Sunčevog sustava tijekom milijardi godina, pokazujući da je, u rijetkim slučajevima, bio nestabilan: Merkur može uroniti u Sunce ili se sudariti s Venerom. "Bilo je to nevjerojatno postignuće za studenta", kaže Laughlin, koji je u to vrijeme radio s njim.
Brown, 50, je promatrački astronom, sa smislom za dramatična otkrića i samopouzdanjem za to. Na posao nosi kratke hlače i sandale, podiže noge na radni stol i opušten je koji prikriva intenzitet i ambiciju. Ima program spreman za pronalaženje Planeta X u podacima velikog teleskopa čim postanu javno dostupni kasnije ove godine.
Uredi su im nekoliko vrata niže jedan od drugog. "Moj kauč je ljepši, pa više razgovaramo u mom uredu", kaže Batygin. "Skloni smo više gledati podatke u Mikeu." Čak su postali prijatelji za vježbanje i razgovarali o svojim idejama dok su čekali da uđu u vodu na triatlonu u Los Angelesu u Kaliforniji u proljeće 2015.
Prvo su prenijeli desetak objekata koje su proučavali Sheppard i Trujillo na šest najudaljenijih otkrivenih pomoću šest različitih istraživanja na šest različitih teleskopa. To je smanjilo vjerojatnost da bi nakupljanje moglo biti posljedica pristranosti promatranja kao što je usmjeravanje teleskopa na određeni dio neba.
Batygin je počeo sijati svoje modele Sunčevog sustava planetima X različitih veličina i orbita, kako bi vidio koja verzija najbolje objašnjava putanje objekata. Neka su računala trajala mjesecima. Pojavila se omiljena veličina za Planet X - između pet i 15 Zemljinih masa - kao i preferirana orbita: neusklađena u svemiru od šest malih objekata, tako da je njegov perihel u istom smjeru kao afel šest objekata, ili najudaljenija točka od sunca. Orbite šestorice križaju orbitu Planeta X, ali ne kada je veliki nasilnik u blizini i mogao bi ih poremetiti. Konačna epifanija došla je prije 2 mjeseca, kada su Batyginove simulacije pokazale da bi Planet X također trebao isklesati orbite objekata koji se spuštaju u Sunčev sustav odozgo i odozdo, gotovo okomito na ekliptiku. "To je potaknulo ovo sjećanje", kaže Brown. "Već sam vidio ove predmete." Ispostavilo se da je od 2002. pet ovih visoko nagnutih objekata Kuiperovog pojasa bio je otkriveni, a podrijetlo im je uglavnom neobjašnjeno. "Ne samo da su tamo, nego su točno na mjestima koja smo predvidjeli", kaže Brown. "Tada sam shvatio da ovo nije samo zanimljiva i dobra ideja - ovo je zapravo realno."
Sheppard, koji je s Trujillom također sumnjao na nevidljivi planet, kaže da su Batygin i Brown “podigli naš rezultat na višu razinu. …Ušli su duboko u dinamiku, nešto u čemu Chad i ja nismo baš dobri. Zato mislim da je ovo uzbudljivo."
Drugi, poput planetarnog znanstvenika Davea Jewitta, koji je otkrio Kuiperov pojas, oprezniji su. Vjerojatnost od 0,007% da je klasteriranje šest objekata slučajno daje tvrdnji o planetu statističku značajnost od 3,8 sigma - iznad praga od 3 sigma koji se obično mora uzeti ozbiljno, ali manje od 5 sigma koji se ponekad koristi u poljima kao što su fizika čestica. To zabrinjava Jewitta, koji je prije vidio kako nestaju mnogi 3-sigma rezultati. Smanjujući desetak predmeta koje su Sheppard i Trujillo ispitivali na šest za njihovu analizu, Batygin i Brown oslabili su svoju tvrdnju, kaže on. "Brinem se da bi pronalazak jednog jedinog novog predmeta koji nije u grupi uništio cijelo zdanje", kaže Jewitt, koji radi na UC Los Angeles. "To je igra štapićima sa samo šest štapića."
(SLIKE) WIKIMEDIA COMMONS; NASA/JPL-CALTECH; A. CUADRA/ ZNANOST ; NASA/JHUAPL/SWRI; (DIJAGRAM) A. CUADRA/ ZNANOST
Na prvi pogled, još jedan potencijalni problem dolazi od NASA-inog Widefield Infrared Survey Explorera (WISE), satelita koji je dovršio istraživanje cijelog neba tražeći toplinu smeđih patuljaka ili divovskih planeta. Isključilo je postojanje Saturna ili većeg planeta udaljenog čak 10.000 AJ, prema studiji Kevina Luhmana, astronoma sa Sveučilišta Pennsylvania State, University Park iz 2013. godine. Ali Luhman primjećuje da ako je Planet X veličine Neptuna ili manji, kao što kažu Batygin i Brown, WISE bi ga promašio. Kaže da postoji mala šansa za otkrivanje u drugom skupu podataka WISE na dužim valnim duljinama-osjetljivim na hladnije zračenje-koji su prikupljeni za 20% neba. Luhman sada analizira te podatke.
Čak i ako Batygin i Brown mogu uvjeriti druge astronome da Planet X postoji, suočavaju se s još jednim izazovom: objašnjenjem kako je završio tako daleko od Sunca. Na takvim je udaljenostima protoplanetarni disk prašine i plina vjerojatno bio pretanak da bi potaknuo rast planeta. Čak i da je Planet X dobio uporište kao planetezimal, kretao bi se presporo u svojoj golemoj, lijenoj orbiti da skupi dovoljno materijala da postane div.
Umjesto toga, Batygin i Brown predlažu da se Planet X formirao mnogo bliže Suncu, zajedno s Jupiterom, Saturnom, Uranom i Neptunom. Računalni modeli pokazali su da je rani Sunčev sustav bio burni biljarski stol s desecima ili čak stotinama planetarnih građevnih blokova veličine Zemlje koji su poskakivali okolo. Ondje se lako mogao formirati još jedan embrionalni divovski planet, samo da bi ga gravitacijski udarac izbacio drugi plinoviti div.
Teže je objasniti zašto se Planet X nije okrenuo natrag do mjesta na kojem je započeo ili u potpunosti napustio Sunčev sustav. Ali Batygin kaže da je zaostali plin u protoplanetarnom disku mogao imati dovoljno otpora da uspori planet taman toliko da se smjesti u daleku orbitu i ostane u Sunčevom sustavu. To se moglo dogoditi ako se izbacivanje dogodilo kada je Sunčev sustav bio star između 3 milijuna i 10 milijuna godina, kaže on, prije nego što je sav plin u disku izgubljen u svemiru.
Hal Levison, planetarni dinamičar na Southwest Research Institute u Boulderu, Colorado, slaže se da nešto mora stvarati orbitalno poravnanje koje su otkrili Batygin i Brown. Ali kaže da priča o podrijetlu koju su razvili za Planet X i njihovo posebno zalaganje za izbacivanje usporenim plinom doprinose "događaju niske vjerojatnosti". Drugi istraživači su pozitivniji. Predloženi scenarij je vjerojatan, kaže Laughlin. "Obično su ovakve stvari pogrešne, ali stvarno sam uzbuđen zbog ove", kaže. "Jest bolje nego bacanje novčića."
Sve to znači da će Planet X ostati u limbu dok se stvarno ne pronađe.
Astronomi imaju neke dobre ideje o tome gdje tražiti, ali uočiti novi planet neće biti lako. Budući da se objekti u visoko eliptičnim orbitama kreću najbrže kada su blizu Sunca, Planet X provodi vrlo malo vremena na 200 AJ. A da je tamo upravo sada, kaže Brown, bilo bi toliko svijetlo da bi ga astronomi vjerojatno već uočili.
Umjesto toga, Planet X će većinu svog vremena vjerojatno provesti u blizini afela, polako hodajući na udaljenosti između 600 i 1200 AJ. Većina teleskopa koji mogu vidjeti mutan objekt na takvim udaljenostima, poput svemirskog teleskopa Hubble ili 10-metarskih teleskopa Keck na Havajima, imaju izuzetno mala vidna polja. To bi bilo kao da tražite iglu u plastu sijena gledajući kroz slamku.
Jedan teleskop može pomoći: Subaru, 8-metarski teleskop na Havajima koji je u vlasništvu Japana. Ima dovoljno površine za prikupljanje svjetla da otkrije tako slab objekt, zajedno s golemim vidnim poljem - 75 puta većim od Keckovog teleskopa. To astronomima omogućuje skeniranje velikih dijelova neba svake noći. Batygin i Brown koriste Subaru u potrazi za Planetom X-i koordiniraju svoje napore sa svojim bivšim konkurentima, Sheppardom i Trujillom, koji su se također pridružili lovu sa Subaruom. Brown kaže da će dvama timovima trebati oko 5 godina da pretraže veći dio područja gdje bi Planet X mogao vrebati.
Teleskop Subaru, NAOJ
Ako potraga uspije, kako bi se trebao zvati novi član Sunčeve obitelji? Brown kaže da je prerano za brigu o tome i skrupulozno izbjegava davanje prijedloga. Za sada, on i Batygin ga zovu Planet Nine (i, u posljednjih godinu dana, neformalno, Planet Phattie iz 1990-ih sleng za "cool"). Brown primjećuje da ni Uran ni Neptun - dva planeta otkrivena u moderno doba - nisu na kraju dobili imena od strane svojih otkrivača, i on misli da je to vjerojatno dobra stvar. Veći je od bilo koje osobe, kaže on: "To je kao da ste pronašli novi kontinent na Zemlji."
Siguran je, međutim, da planet X - za razliku od Plutona - zaslužuje da se zove planet. Nešto veličine Neptuna u Sunčevom sustavu? Nemoj ni pitati. "Ovoga nitko ne bi raspravljao, čak ni ja."
MOSKVA, 17. ožujka - RIA Novosti, Tatyana Pichugina. Deveti planet od Sunca bit će otkriven u sljedećem desetljeću, tvrde američki astronomi. Kreće se u eliptičnoj orbiti u Kuiperovom pojasu, malo proučenom području daleko iza Neptuna. Novi podaci ostavljaju malo sumnje da super-Zemlja postoji u Sunčevom sustavu.
Tko crta orbite
Čovjek proučava Sunčev sustav više od jednog tisućljeća, ali još uvijek ima dovoljno bijelih mrlja. Na primjer, 1980-ih astronomi su s entuzijazmom tražili Nemesis - tamnu zvijezdu, partnera Sunca. Pretpostavljalo se da bi mogao izazvati ekološku katastrofu na Zemlji prije 65 milijuna godina, kada su umrli dinosauri.
Pluton se nekada smatrao devetim planetom Sunčevog sustava, ali mu je 2006. godine oduzet taj status, reklasificiran je kao patuljasti planet, zapravo asteroid. Inicijator je bio američki astronom Michael Brown s Kalifornijskog instituta za tehnologiju (SAD). Sve to opisao je u knjizi “Kako sam ubio Plutona i zašto je to bilo neizbježno”.
Potraga za zvijezdom ubojicom završila je bezuspješno, no deset godina kasnije dokazali su postojanje Kuiperovog pojasa - područja u kojem su koncentrirani komadići leda preostali nakon formiranja Sunčevog sustava. Najveći su oko devet stotina kilometara. Ukupno je tamo otkriveno oko dvije tisuće nebeskih tijela.
Brown namjerno istražuje Kuiperov pojas, tražeći druge transneptunske objekte – to jest one koji su dalje od Sunca nego Neptun. Otkrio je 27 nebeskih tijela, uključujući patuljaste planete Sednu i Eridu.
Među transneptunskim objektima postoje anomalni, čije su orbite vrlo izdužene: njihove velike poluosi sežu preko 250 astronomskih jedinica (udaljenosti od Sunca do Zemlje), međutim, točke orbita najbliže zvijezdi su u isto područje. Kako bi objasnio ovu neobičnost, Brown je, zajedno sa svojim kolegom s Caltecha Konstantinom Batyginom, 2016. godine iznio hipotezu o postojanju drugog planeta na rubu Sunčevog sustava.
© CC0 / nagualdesign / CaltechNeka tijela u dalekom Kuiperovom pojasu imaju izdužene orbite, s perihelijama koncentriranim na jednom mjestu. Isprekidana linija označava orbitu hipotetskog devetog planeta predviđenog 2016
© CC0 / nagualdesign / Caltech
Neka tijela u dalekom Kuiperovom pojasu imaju izdužene orbite, s perihelijama koncentriranim na jednom mjestu. Isprekidana linija označava orbitu hipotetskog devetog planeta predviđenog 2016
Izvan konkurencije
Značajne snage su bačene u potragu za novim planetom, povezani su astronomi amateri - bezuspješno. Ipak, hipoteza nije odbačena, naprotiv, sada se čini još razumnijom. "Brinuli smo se da će postojati jednostavnije ili prirodnije objašnjenje za anomalije koje vidimo u podacima i da će hipoteza o Planetu devet uskoro biti irelevantna. Ali to se nije dogodilo. Hipoteza je prilično uspješno izdržala test vremena ”, piše Konstantin Batygin na svom blogu.
Samo su dva alternativne verzije objašnjavajući anomalije u orbitama najudaljenijih objekata Kuiperovog pojasa. Prva je pogreška promatranja. Novi Brown i Batygin, objavljen u siječnju u The Astronomical Journalu, posvećen je njegovoj analizi. Znanstvenici su izračunali vjerojatnost s kojom orbite tih tijela izgledaju točno onako kako se sada vide, zahvaljujući pogrešci. Rezultat je samo dvije desetinke postotka. Zaključak: uočene neobičnosti su statistički značajne.
Druga alternativa je postojanje drugog masivnog diska u Sunčevom sustavu, koji se sastoji od ledenih planetezimala - ostataka protoplanetarnog diska čija gravitacija povlači orbite transneptunskih objekata na isti način kao što bi to činio cijeli planet. Ali, primjećuje Michael Brown, ovaj je scenarij još složeniji.
Super-Zemlja u Sunčevom sustavu?
Rezultate dvogodišnje potrage za devetim planetom sažimaju Brown i Batygin, koje su pripremili zajedno s kolegama sa Sveučilišta u Michiganu za časopis "Physics Reports". Znanstvenici su ponovno analizirali sve činjenice, pročistili karakteristike hipotetskog planeta, izveli numeričke simulacije i pružili uvjerljive dokaze o njegovom postojanju.
Deveti planet je dva puta manji u svim pogledima nego što se činilo prije tri godine, objašnjava Batygin. Velika poluos njegove orbite je otprilike 400-500 astronomskih jedinica, ekscentricitet je 0,15-0,3 (indikator kontrakcije elipse), nagib je 20 stupnjeva. Najbolji rezultati simulacije postižu se kada je masa planeta pet puta veća od mase Zemlje. U svakom slučaju, deset Zemljinih masa je strop. Za usporedbu: Neptun je 17,2 puta teži.
Sudeći po karakteristikama, deveti planet vrlo je sličan super-Zemlji - posebnoj klasi egzoplaneta koji se često promatraju oko drugih zvijezda. Možda ovo nebesko tijelo nije stvarno nastalo ovdje, već ga je zarobilo Sunce u trenutku približavanja drugom zvjezdanom sustavu. Međutim, prerano je postavljati pitanje podrijetla hipotetskog planeta.
Sklonište lutalice
Magnituda, odnosno sjaj, novog člana planetarne obitelji vrlo je mala - 24-25 magnituda. Ovo je na granici mogućnosti zemaljske tehnologije. Objekt je mogao biti otkriven teleskopom Pan-STARRS koji je skenirao cijelo nebo. Međutim, postoji poteškoća - najudaljenija točka orbite nebeskog tijela koje nas zanima može presijecati ravninu mliječna staza gdje je velika koncentracija zvijezda. Na njihovoj pozadini teško je išta razlikovati.
