În 2006, Pluto a fost deposedat de statutul său de a noua planetă din sistemul solar datorită eforturilor unui astronom, Michael Brown. Împreună cu colegii săi, a descoperit și apoi alte planete pitice cu mult dincolo de orbita lui Neptun. Astfel, el a dovedit că Pluto nu este remarcabil și suficient de mare pentru a fi numit o planetă cu drepturi depline. Cu toate acestea, acum Brown și compatriotul nostru Konstantin Batygin susțin că noua Planetă 9 este deja aproape deschisă... și că tot ce rămâne este să o vezi.
Da, da, nimeni nu a văzut încă a noua planetă „aproape deschisă” a sistemului solar! De fapt, descoperirea sa este rodul unor observații îndelungate ale orbitelor altor planete. Potrivit lui Kepler și Newton, locul fiecărei planete în sistemul solar este determinat de caracteristicile sale, în principal de masă. Și dacă orbita nu corespunde parametrilor planetei sau este în general anormală, atunci este influențată de un alt obiect, nu mai puțin masiv. Prima planetă descoperită prin ecuații matematice, și nu prin observații în direct, a fost - în 1846 a fost găsită într-un loc calculat de matematicianul francez Urbain Le Verrier.
Mai mult, planetele se pot influența reciproc foarte activ - în trecutul sistemului solar au călătorit sute de milioane de kilometri, apropiindu-se și îndepărtându-se de Soare. Aici s-au distins mai ales giganții gazoși. În sistemele planetare tinere, ei absorb toți embrionii planetelor și atârnă aproape de stea - la fel de aproape ca Mercur. Din această cauză, devin foarte fierbinți și devin instabile. Oamenii de știință numesc astfel de planete „Jupiteri fierbinți” sau „Neptuni fierbinți” – în funcție de masa și dimensiunea lor.
Istoria tulburată a sistemului solar
Cu toate acestea, Jupiter, cea mai mare și cea mai influentă planetă, a schimbat totul în sistemul solar. Apărând inițial la o distanță de 5 până la 10 de Soare, a provocat ciocniri active de material împrăștiat în discul protoplanetar din jurul stelei. Acest lucru a dat impuls creării altor giganți gazosi, precum Saturn sau Neptun, la distanțe la fel de apropiate de Soare.
Cu toate acestea, planetele nou formate s-au comportat „nerecunoscător”, urmând legile gravitației – și-au împins „părintele” mai aproape de Soare, în orbita modernă a lui Marte. Astfel, Jupiter a invadat partea interioară sistem solar. În alte sisteme planetare, această parte este cea mai saturată cu materie și obiecte spațiale. Dar treapta grea a masei lui Jupiter a împrăștiat acolo embrionii de planete și asteroizi, aruncându-i în cuptorul nuclear al Soarelui sau aruncându-i la periferia sistemului din zona modernă și.
Dacă nu pentru Saturn, care a conectat Jupiter cu o rezonanță orbitală și nu l-a adus pe o orbită modernă, gigantul gazos ar putea ruina complet sistemul solar, aruncând 99% din materia planetară din acesta. Cu toate acestea, călătoriile sale nu au trecut neobservate - așa că Neptun și Uranus și-au schimbat orbitele, formând majoritatea cometelor cu perioadă lungă.
În cele din urmă, în sistemul planetar solar a domnit un echilibru neobișnuit - giganții gazos care se formează lângă stele au ajuns la periferie, iar „planete solide” precum Pământul au migrat mai aproape de Soare. Cu toate acestea, unii astronomi credeau că este nevoie de o altă planetă pentru a realiza un astfel de echilibru - și una suficient de masivă pentru a influența marile Neptun și Uranus. Ea, Planeta X, a fost căutată de mulți astronomi timp de un secol și jumătate - și se pare că Brown și Batygin s-au apropiat în sfârșit de ea.
Istoria căutării planetei X
După ce Le Verrier a calculat Neptun din perturbațiile de pe orbita lui Uranus, astronomii au descoperit că nici măcar prezența lui nu explica caracteristicile orbitei gigantului de gheață. De ceva timp au încercat să găsească o altă planetă care ar putea influența ultimele obiecte mari ale sistemului solar - totuși, au reușit să găsească doar Pluto, care, după masa și direcția orbitei, nu putea perturba în niciun fel corpurile mai mari. Problema anomaliilor Uranus-Neptun a fost în cele din urmă rezolvată de „”, care a măsurat masa lui Neptun în 1989 și, prin urmare, a constatat că nu există contradicții în orbite.
Până atunci, puterea telescoapelor a crescut semnificativ, ceea ce a permis astronomilor să privească adâncurile sistemului solar. Au fost descoperite multe obiecte trans-neptuniene - planete pitice și asteroizi mari, al căror punct orbital cel mai apropiat este mai departe de Soare decât Neptun. Așadar, în 2005, a fost descoperită deja menționată Eris, a doua cea mai mare planetă pitică după Pluto. Și în 2003 au găsit un obiect cu diametre de peste 2 mii de kilometri, care se îndepărtează de Soare la o distanță de 1,4 × 10 11 km - mai departe decât orice obiect mare trans-neptunian! Curând a dobândit o întreagă familie de „sednoids”, obiecte izolate trans-neptuniene cu caracteristici similare.
A noua planetă - unde și de ce?
Observând planetoidele nou descoperite, astronomii C. Trujillo și S. Sheppard, colegi, au descoperit un model interesant. Majoritatea dintre ele au orbite alungite, asemănătoare unei comete, care se apropie pentru scurt timp de Soare, la o distanță de 40 până la 70 de unități astronomice, și apoi se îndepărtează de sute sau chiar mii de ani. Și cu cât obiectul este mai mare, cu atât îndepărtarea lui este mai puternică. În plus, sednoizii au deviat de la Soare în aceeași direcție.
O astfel de coincidență ar putea fi un accident, dacă vorbim de comete simple - de-a lungul miliardelor de ani din istoria sistemului solar, acestea au fost împrăștiate de toate planetele majore, în special de „călătorii” deja amintiți Jupiter, Uranus și Neptun. . Totuși, pentru o asemenea coincidență în abaterile obiectelor mari, este nevoie de o planetă foarte mare, a cărei orbită ar ajunge la norul Oort.
Aici Brown și Batygin s-au distins - comparând caracteristicile orbitale ale sednoidelor, au descoperit matematic că probabilitatea coincidenței lor aleatoare este de doar 0,007%. Oamenii de știință au mers mai departe și au făcut model de calculator, care vizează găsirea caracteristicilor planetei, capabile să schimbe orbitele corpurilor situate dincolo de Neptun. Datele pe care le-au primit în ianuarie 2016 au devenit baza pentru anunțul pre-descoperirii unei noi planete în sistemul solar.
Caracteristicile planetei X
În interviurile sale, Brown susține că probabilitatea de a găsi o nouă planetă este de 90%. Cu toate acestea, până când este descoperită efectiv, cu ajutorul unui telescop, este prea devreme să vorbim despre descoperirea finală. Cu toate acestea, estimări ale Planetei 9 au fost publicate și vor fi folosite în căutări viitoare.
- Parametrii orbitali ai Planetei X vor fi oglindiți cu cei ai sednoizilor - orbita planetei va fi în continuare alungită și înclinată față de planul principalelor planete ale sistemului solar, dar îndreptată în direcția opusă. În consecință, periheliul planetei - punctul de maximă apropiere de Soare - va fi de 200 de unități astronomice în cel mai apropiat punct, iar afeliul - distanța maximă - va ajunge la 1200 de unități astronomice. Aceasta este chiar mai mult decât Sedna! Un an pe Planeta 9 va dura până la 20.000 de ani Pământeni, care este cât timp ar putea dura pentru a finaliza întreaga orbită.
O planetă aflată la distanță de Soare este greu de detectat - acest lucru necesită telescoape care funcționează în spectrul infraroșu sau dispozitive optice puternice care pot capta chiar și cea mai mică strălucire a soarelui de la suprafață. La telescoapele cu infraroșu, munca se va deplasa mai repede, dar erorile sunt posibile - iar la telescoapele optice, rezultatul va fi de încredere, deși cu prețul timpului. Telescopul cu orbită în infraroșu WISE, care a efectuat sondaje în bandă largă în 2009, nu a detectat încă Planeta X, deși a furnizat imagini destul de detaliate.
Prin urmare, Brown, Batygin și alți astronomi plănuiesc să-l găsească folosind telescopul Subaru din Insulele Hawaii, care este considerat unul dintre cele mai mari și de cea mai înaltă calitate din lume - diametrul oglinzii sale principale depășește 8 metri! În plus, este capabil să funcționeze atât în domeniul luminii optice, cât și în cel infraroșu. Dar chiar și cu un astfel de instrument, oamenilor de știință le va dura cel puțin 5 ani pentru a pune capăt problemei Planetei X.
Doi astronomi americani, dintre care unul este din Rusia, au șocat marți lumea științifică după o știre senzațională răspândită în presă: au descoperit o a noua planetă la periferia sistemului solar! Prima știre despre acest lucru a fost publicată de Institutul de Tehnologie din California, unde lucrează ambii oameni de știință - iar Mike, mai târziu - cu autoritate reviste științificeștiință și natură.
„Ea va fi adevărata a noua planetă. Din cele mai vechi timpuri, au fost găsite doar două planete reale, iar aceasta va fi a treia. Este o mare parte a sistemului nostru solar care a rămas nedetectată și asta este uimitor”, spune Brown.
Se raportează că planeta a fost găsită prin analiza matematică a perturbațiilor experimentate de multe corpuri de gheață din așa-numita Centura Kuiper - o regiune uriașă a spațiului dincolo de orbita lui Pluto. Calculele au arătat că planeta se învârte în jurul Soarelui la o distanță de 20 de orbite de Neptun, masa ei este de 10 ori masa Pământului.
Datorită unei asemenea distanțe față de Soare, planeta nu este vizibilă și face o revoluție completă în jurul Soarelui în 10-20 de mii de ani.
„Deși inițial am fost sceptici că această planetă ar putea exista, pe măsură ce am continuat să-i explorăm orbita, am devenit din ce în ce mai încrezători că ea este cu adevărat acolo”, a spus Batygin.
Masa calculată a obiectului nu lasă nicio îndoială că poate fi atribuită planetei cu deplină încredere, deoarece este de 5 mii de ori mai greu decât Pluto! Spre deosebire de un număr mare de obiecte mici din sistemul solar, cum ar fi planetele pitice, a noua planetă domină gravitațional regiunea extinsă a Centurii Kuiper, unde se rotește. Mai mult, această zonă este mult mai mare și spațiile dominate de toate celelalte planete cunoscute ale sistemului solar.
Acest lucru, în cuvintele lui Brown, o face „cea mai planetară dintre planetele din sistemul solar”.
Mike Brown și Konstantin Batygin
Lucrarea oamenilor de știință, care ar putea deveni epocală, intitulată „Dovezi pentru o planetă gigantică îndepărtată în sistemul solar” este publicată în jurnal. Jurnalul Astronomic. În ea, autorii găsesc o explicație pentru multe caracteristici descoperite anterior în mișcarea corpurilor de gheață din Centura Kuiper.
Căutarea planetei a început în 2014, când un fost student al lui Brown a publicat o lucrare în care susținea că 13 dintre cele mai îndepărtate obiecte din Centura Kuiper aveau ciudățenii similare în mișcarea lor. Apoi a fost propusă o versiune a existenței unei planete mici din apropiere. Brown nu a susținut apoi această versiune, dar a continuat calculele. Împreună cu Batygin, au început un proiect de un an și jumătate pentru a studia orbitele acestor corpuri.
Caltech/R.Hurt (IPAC)
Destul de curând, Batygin și Brown și-au dat seama că orbitele a șase dintre aceste obiecte trec aproape de aceeași regiune a spațiului, în ciuda faptului că toate orbitele sunt diferite. „Este ca și cum te-ai uita la șase ceasuri cu șase mâini care rulează la viteze diferite și în acel moment arată aceeași oră. Probabilitatea acestui lucru este de aproximativ 1/100”, explică Brown. În plus, s-a dovedit că orbitele tuturor celor șase corpuri sunt înclinate la un unghi de 30 de grade față de planul eclipticii. „De fapt, acest lucru nu poate fi întâmplător. Așa că am început să căutăm ce a format aceste orbite ”, a explicat astronomul.
Aproape din întâmplare, oamenii de știință au observat că dacă puneți o planetă grea în calcule,
al căror periheliu este la 180 de grade de periheliul acestor șase corpuri (adică Soarele însuși se află între ele), atunci perturbațiile sale vor explica imaginea observată.
„A fost o reacție sănătoasă - o astfel de geometrie este imposibilă, orbitele nu pot fi stabile mult timp, pentru că în cele din urmă acest lucru va duce la o coliziune a obiectelor”, crede Batygin. Cu toate acestea, mecanismul cunoscut în mecanica cerească drept rezonanțe ale mișcărilor medii nu permite acest lucru: obiectele, apropiindu-se unele de altele, schimbă energie și zboară separat.
Pentru fiecare patru revoluții ale celei de-a noua planete, există nouă revoluții ale acelorași obiecte și nu se ciocnesc niciodată. Așa cum se întâmplă adesea în astronomie, ipoteza a fost confirmată atunci când ipoteza pe care a prezis-o a fost confirmată. S-a dovedit că obiectul trans-neptunian Sedna, descoperit în 2003 de Brown, Trujillo și Rabinowitz, și un alt obiect similar 2012 VP113 își deviază ușor orbitele acolo unde a fost prezis. Dar principala presupunere care s-a adeverit este existența, datorită unei planete grele din Centura Kuiper, a unor obiecte al căror plan de rotație este complet perpendicular pe planul sistemului solar.
S-a dovedit că în ultimii trei ani, astronomii au găsit cel puțin patru astfel de obiecte ale căror orbite corespund predicțiilor.
De unde a venit planeta ascunsă în adâncurile Centurii Kuiper? Oamenii de știință cred că inițial au existat patru nuclee în sistemul solar care au format Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun. „Cu toate acestea, ar fi putut fi cinci”, spune Brown. Această a cincea protoplanetă, care se apropie prea mult de Jupiter sau Saturn, ar putea fi aruncată pe o orbită excentrică îndepărtată.
Potrivit oamenilor de știință, dacă planeta este acum aproape de periheliul său, o puteți căuta în studiile anterioare ale cerului. Dacă a reușit să plece, telescoape precum instrumentele de 10 metri de la Observatorul Keck o pot prinde,
la urma urmei, planeta nu se apropie niciodată de Soare la o distanță mai mică de 200 de orbite ale Pământului.
Printre oamenii de știință nu există un consens cu privire la descoperire. , specialist în dinamica corporală din Nisa, este sigur că această planetă există. Dar nu toată lumea crede așa. „Am văzut multe, multe declarații de genul acesta în cariera mea. Și toate s-au dovedit a fi greșite ”, spune Hal Levison, un planetar la Institutul din Boulder (Colorado).
Până în 2009, Pluto a fost considerată a noua planetă a sistemului solar, descoperită în 1930 și datorită analizei perturbațiilor pe care le-a creat. Pluto a fost retrogradat pe o planetă pitică de către Uniunea Astronomică Internațională. Recent, unii astronomi au creat o mișcare pentru a-l readuce la statutul planetar în urma descoperirilor făcute de sonda New Horizons.
Unul dintre primele interviuri acordate de Konstantin Batygin corespondentului Gazeta.Ru.
- Konstantin, căutarea corpurilor în Centura Kuiper nu este un subiect foarte popular printre astronomi, câți oameni fac asta?
„Sunt puțin peste o sută de oameni în lume, cred. S-a dovedit că cele mai îndepărtate obiecte din sistemul solar, din spațiul fizic, privesc în aceeași direcție. Și singurul model teoretic corect pe care l-am putea construi este unul în care orbitele lor sunt ținute de gravitația unei planete.
- Care sunt perspectivele de a găsi o planetă cu telescoape?
„Cred că se poate face în următorii doi până la cinci ani. Acest lucru necesită cunoștințe despre orbită și timp suficient de observație pe telescoape. Cunoașterea orbitei este ceea ce am făcut în acest articol. Pentru a-l găsi, trebuie să știi unde să cauți. În acest moment, știm doar partea cea mai apropiată a acesteia.
— Știu că te-ai născut la Moscova. Cum ai ajuns în SUA?
- Am locuit în Rusia până în 1994, la Moscova am terminat clasa I. Ne-am mutat în Japonia, am locuit acolo șase ani, unde am învățat de la clasele a 3-a la a 6-a și am sărit peste clasa a doua pentru că eram prea înalt. Apoi a studiat la școala rusă de la ambasada din Tokyo. M-am mutat în California în 1999, unde am absolvit liceu, universitate și școală absolventă la Caltech.
- Succes, sperăm că descoperirea ta va fi confirmată, iar numele tău de familie îl vom vedea în manuale!
- Mulțumiri.
Oamenii de știință de la Caltech Michael Brown și Konstantin Batygin au furnizat dovezi pentru existența unei planete gigantice în sistemul solar, situată chiar mai departe de Soare decât Pluto.
Cercetătorii au raportat că încă nu au putut să-l vadă printr-un telescop. Potrivit acestora, planeta a fost descoperită în timpul studierii mișcării corpurilor cerești mici în spațiul profund. Greutate corp ceresc de aproximativ 10 ori masa Pământului, dar oamenii de știință nu au verificat încă existența acestuia.
Astronomii Institutului au doar o idee aproximativă despre unde ar putea fi planeta pe cerul înstelat și, fără îndoială, sugestia lor va lansa o campanie pentru a o găsi.
"Există multe telescoape pe Pământ teoretic capabile să o găsească. Sper cu adevărat că acum, după anunțul nostru, oamenii din întreaga lume vor începe să caute a noua planetă", a spus Michael Brown.
Orbită eliptică
Potrivit oamenilor de știință, obiect spațial este de aproximativ 20 de ori mai departe de Soare decât Neptun, care se află la 4,5 miliarde de km distanță.
Spre deosebire de orbitele aproape circulare ale altor planete din Sistemul Solar, acest obiect se presupune că se mișcă pe o orbită eliptică, iar o revoluție completă în jurul Soarelui durează de la 10 mii la 20 de mii de ani.
Oamenii de știință au studiat mișcarea obiectelor constând în principal din gheață din Centura Kuiper. Pluto este în această centură.
Cercetătorii au observat o anumită locație a unor corpuri în Centura, în special obiecte atât de mari precum Sedna și 2012 VP113. În opinia lor, acest lucru poate fi explicat doar prin prezența unui obiect spațial mare necunoscut.
„Toate cele mai îndepărtate obiecte se mișcă în aceeași direcție pe o traiectorie inexplicabilă și ne-am dat seama că singura explicație pentru aceasta este existența unei planete mari, îndepărtate, care le ține împreună în timp ce orbitează în jurul Soarelui”, a spus Brown.
Planeta X
Ideea existenței așa-numitei Planete X, situată la periferia sistemului solar, a fost discutată în cercurile științifice de mai bine de 100 de ani. Ea este amintită și apoi uitată.
Speculațiile actuale prezintă un interes deosebit din cauza autorului principal al studiului.
Brown este specializat în găsirea de obiecte îndepărtate, iar descoperirea sa a planetei pitice Eris în Centura Kuiper în 2005 a făcut ca Pluto să-și piardă statutul planetar un an mai târziu. Atunci s-a presupus că Eris este puțin mai mare decât Pluto, dar acum a devenit clar că este puțin mai mic decât acesta.
Cercetătorii care studiază obiecte îndepărtate din sistemul solar speculează de ceva timp posibilitatea existenței unei planete de dimensiunea lui Marte sau a Pământului, datorită dimensiunii și formei planetelor din Centura Kuiper. Dar până când veți putea vedea planeta printr-un telescop, ideea existenței sale va fi percepută cu scepticism.
Studiul lui Michael Brown și Konstantin Batygin a fost publicat în Astronomical Journal.
Oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din California au anunțat descoperirea. Până acum, nimeni nu a văzut un obiect nou printr-un telescop. Potrivit lui Michael Brown și Konstantin Batygin, planeta a fost descoperită prin analiza datelor privind perturbația gravitațională pe care o exercită asupra altor corpuri cerești. Numele nu i-a fost încă dat, dar oamenii de știință au reușit să determine diverși parametri. Cântărește de 10 ori mai mult decât Pământul. De compoziție chimică noua planetă seamănă cu doi giganți gazosi - Uranus și Neptun. Apropo, este asemănător cu Neptun prin dimensiunea sa și este chiar mai departe de soare decât Pluto, care, datorită dimensiunii sale modeste, și-a pierdut statutul de planetă. Confirmarea existenței unui corp ceresc va dura cinci ani. Oamenii de știință și-au rezervat timp la un observator japonez din Hawaii. Probabilitatea ca descoperirea lor să fie greșită este de 0,007%. Noua planetă, dacă descoperirea va fi recunoscută, va fi a noua din sistemul solar.
Sistemul solar pare să aibă o nouă planetă nouă. Astăzi, doi oameni de știință au anunțat dovezi că un corp aproape de dimensiunea lui Neptun - dar nevăzut încă - orbitează în jurul soarelui la fiecare 15.000 de ani. În timpul copilăriei sistemului solar, acum 4,5 miliarde de ani, se spune, planeta uriașă a fost eliminată din regiunea de formare a planetelor din apropierea Soarelui. Încetinită de gaz, planeta s-a instalat pe o orbită eliptică îndepărtată, unde mai pândește și astăzi.
Afirmația este cea mai puternică de până acum în căutarea de secole pentru o „Planeta X” dincolo de Neptun. Căutarea a fost afectată de afirmații exagerate și chiar de șarlamănii. Dar noile dovezi provin de la o pereche de oameni de știință planetari respectați, Konstantin Batygin și Mike Brown de la Institutul de Tehnologie din California (Caltech) din Pasadena, care s-au pregătit pentru inevitabilul scepticism cu analize detaliate ale orbitelor altor obiecte îndepărtate și luni de computer. simulări. „Dacă spui: „Avem dovezi pentru Planeta X”, aproape orice astronom va spune: „Asta din nou? Băieții ăștia sunt în mod clar nebuni.’ Și eu aș face-o”, spune Brown. De ce este asta diferit? Acest lucru este diferit pentru că de data aceasta avem dreptate.”
LANCE HAYASHIDA/CALTECH
Oamenii de știință din afară spun că calculele lor se strâng și exprimă un amestec de prudență și entuziasm cu privire la rezultat. „Nu mi-aș putea imagina o afacere mai mare dacă – și, desigur, este un „dacă” îndrăzneț – dacă se dovedește a fi corect”, spune Gregory Laughlin, un om de știință planetar la Universitatea din California (UC), Santa Cruz. "Ceea ce este palpitant la ea este detectabil."
Batygin și Brown au dedus prezența sa din gruparea ciudată a șase obiecte cunoscute anterior care orbitează dincolo de Neptun. Ei spun că există doar o șansă de 0,007%, sau aproximativ una din 15.000, ca gruparea să fie o coincidență. În schimb, spun ei, o planetă cu masa de 10 Pământuri a condus cele șase obiecte în ciudatele lor orbite eliptice, înclinate în afara planului sistemului solar.
Orbita planetei deduse este în mod similar înclinată, precum și întinsă la distanțe care vor exploda concepțiile anterioare despre sistemul solar. Cea mai apropiată apropiere de Soare este de șapte ori mai departe decât Neptun, sau 200 de unități astronomice (AU). (O UA este distanța dintre Pământ și Soare, aproximativ 150 de milioane de kilometri.) Iar Planeta X ar putea călători până la 600 până la 1200 UA, cu mult dincolo de centura Kuiper, regiunea de mici lumi înghețate care începe la marginea lui Neptun la aproximativ 30 de ani. AU.
Dacă Planeta X este acolo, spun Brown și Batygin, astronomii ar trebui să găsească mai multe obiecte pe orbite indicatoare, modelate de atracția gigantului ascuns. Dar Brown știe că nimeni nu va crede cu adevărat în descoperire până când însăși Planeta X nu va apărea în vizorul telescopului. „Până nu există o detectare directă, este o ipoteză – chiar și o ipoteză potențial foarte bună”, spune el. Echipa are timp pe singurul telescop mare din Hawaii care este potrivit pentru căutare și speră că alți astronomi se vor alătura vânătoarei.
Batygin și Brown au publicat rezultatul astăzi în Jurnalul Astronomic. Alessandro Morbidelli, un dinamicist planetar la Observatorul de la Nisa din Franța, a efectuat evaluarea inter pares pentru lucrare. Într-o declarație, el spune că Batygin și Brown au făcut un „argument foarte solid” și că este „destul de convins de existența unei planete îndepărtate”.
A susține o nouă planetă este un rol ironic pentru Brown; el este mai cunoscut ca ucigaș de planete. Descoperirea sa din 2005 a lui Eris, o lume îndepărtată de gheață, aproape de aceeași dimensiune cu Pluto, a dezvăluit că ceea ce era văzut ca fiind cea mai îndepărtată planetă era doar una dintre multele lumi din centura Kuiper. Astronomii l-au reclasificat prompt pe Pluto ca o planetă pitică - o saga pe care Brown a povestit-o în cartea sa Cum l-am ucis pe Pluto.
Acum, el s-a alăturat căutării de secole pentru noi planete. Metoda sa - deducerea existenței Planetei X din efectele sale gravitaționale fantomatice - are un istoric respectabil. În 1846, de exemplu, matematicianul francez Urbain Le Verrier a prezis existența unei planete gigantice din neregulile de pe orbita lui Uranus. Astronomii de la Observatorul din Berlin au descoperit noua planetă, Neptun, acolo unde trebuia să fie, stârnind o senzație mediatică.
Sughițurile rămase pe orbita lui Uranus i-au determinat pe oamenii de știință să creadă că ar putea mai exista încă o planetă, iar în 1906 Percival Lowell, un magnat bogat, a început căutarea a ceea ce el a numit „Planeta X” la noul său observator din Flagstaff, Arizona. În 1930, Pluto a apărut, dar era mult prea mic pentru a trage în mod semnificativ de Uranus. Mai mult de o jumătate de secol mai târziu, noi calcule bazate pe măsurătorile navei spațiale Voyager au dezvăluit că orbitele lui Uranus și Neptun erau foarte bune de la sine: nu era nevoie de Planeta X.
Cu toate acestea, atracția Planetei X a persistat. În anii 1980, de exemplu, cercetătorii au propus că o stea pitică maro nevăzută ar putea provoca extincții periodice pe Pământ prin declanșarea fuziunilor de comete. În anii 1990, oamenii de știință au invocat o planetă de dimensiunea lui Jupiter la marginea sistemului solar pentru a explica originea anumitor comete ciudate. Chiar luna trecută, cercetătorii au susținut că au detectat strălucirea slabă de microunde a unei planete stâncoase uriașe aflate la aproximativ 300 UA distanță, folosind o serie de antene telescopice din Chile numite Atacama Large Millimeter Array (ALMA). (Brown a fost unul dintre mulți sceptici, observând că câmpul vizual îngust al ALMA a făcut șansele de a găsi un astfel de obiect să fie dispărut de subțiri.)
Brown a avut prima bănuială despre cariera sa actuală în 2003, când a condus o echipă care a găsit Sedna, un obiect ceva mai mic decât Eris și Pluto. Orbită ciudată și îndepărtată a lui Sedna a făcut din acesta cel mai îndepărtat obiect cunoscut din sistemul solar la acea vreme. Periheliul său, sau cel mai apropiat punct de soare, se afla la 76 UA, dincolo de centura Kuiper și departe de influența gravitației lui Neptun. Implicația era clară: ceva masiv, cu mult dincolo de Neptun, trebuie să fi atras Sedna pe orbita sa îndepărtată.
(DATE)JPL; BATYGIN SI MARO/CALTECH; (DIAGRAMA) A. CUADRA/ ŞTIINŢA
Acel ceva nu trebuia să fie o planetă. Înghiontul gravitațional al Sednei ar fi putut proveni de la o stea care trece sau de la una dintre multele alte pepiniere stelare care au înconjurat soarele în curs de dezvoltare în momentul formării sistemului solar.
De atunci, o mână de alte obiecte înghețate au apărut pe orbite similare. Combinând Sedna cu alți cinci ciudați, Brown spune că a exclus stelele ca influență nevăzută: doar o planetă ar putea explica astfel de orbite ciudate. Dintre cele trei descoperiri majore ale sale - Eris, Sedna și acum, potențial, Planeta X-Brown spune că ultima este cea mai senzațională. Uciderea lui Pluto a fost distractiv. Găsirea lui Sedna a fost interesantă din punct de vedere științific”, spune el. „Dar acesta, acesta este capul și umerii mai presus de orice altceva.”
Brown și Batygin au fost aproape bătuți la pumn. Ani de zile, Sedna a fost un indiciu singuratic al unei perturbări de dincolo de Neptun. Apoi, în 2014, Scott Sheppard și Chad Trujillo (un fost student absolvent al lui Brown) au publicat o lucrare care descrie descoperirea lui VP113, un alt obiect care nu se apropie niciodată de soare. Sheppard, de la Instituția Carnegie pentru Știință din Washington, D.C., și Trujillo, de la Observatorul Gemeni din Hawaii, erau foarte conștienți de implicații. Ei au început să examineze orbitele celor două obiecte împreună cu alte 10 ciudate. Ei au observat că, la periheliu, toate s-au apropiat foarte mult de planul sistemului solar în care orbitează Pământul, numit ecliptică. Într-o lucrare, Sheppard și Trujillo au subliniat aglomerația ciudată și au ridicat posibilitatea ca o planetă mare îndepărtată să fi adunat obiectele în apropierea eclipticii. Dar nu au mai apăsat rezultatul.
Mai târziu în acel an, la Caltech, Batygin și Brown au început să discute rezultatele. Trasând orbitele obiectelor îndepărtate, spune Batygin, ei și-au dat seama că modelul pe care Sheppard și Trujillo îl observaseră „era doar jumătate din poveste”. Nu numai că obiectele din apropierea eclipticii erau la perihelie, dar periheliile lor erau grupate fizic în spațiu (vezi diagrama de mai sus).
Pentru anul următor, duo-ul a discutat în secret modelul și ce înseamnă acesta. A fost o relație ușoară, iar abilitățile lor s-au completat reciproc. Batygin, un copil în vârstă de 29 de ani, modelator de computer, a mers la facultate la UC Santa Cruz pentru plajă și pentru șansa de a cânta într-o trupă rock. Dar și-a pus amprenta acolo modelând soarta sistemului solar de-a lungul a miliarde de ani, arătând că, în cazuri rare, acesta a fost instabil: Mercur se poate arunca în soare sau se poate ciocni cu Venus. „A fost o realizare uimitoare pentru un student de licență”, spune Laughlin, care lucra cu el la acea vreme.
Brown, în vârstă de 50 de ani, este astronomul observator, cu un talent pentru descoperiri dramatice și cu încrederea de a se potrivi. Poartă pantaloni scurți și sandale la serviciu, își pune picioarele pe birou și are o briobă care maschează intensitatea și ambiția. El are un program pregătit pentru a analiza pentru Planeta X datele de la un telescop major în momentul în care acestea devin disponibile public mai târziu în acest an.
Birourile lor sunt la câteva uși unul de celălalt. „Canapeaua mea este mai frumoasă, așa că avem tendința de a vorbi mai mult în biroul meu”, spune Batygin. „Avem tendința să ne uităm mai mult la datele din Mike’s”. Au devenit chiar prieteni de exerciții și și-au discutat ideile în timp ce așteptau să intre în apă la un triatlon din Los Angeles, California, în primăvara lui 2015.
În primul rând, ei au împărțit zece obiecte studiate de Sheppard și Trujillo la cele mai îndepărtate șase, descoperite prin șase sondaje diferite pe șase telescoape diferite. Acest lucru a făcut mai puțin probabil ca aglomerarea să se datoreze unei părtiniri de observație, cum ar fi îndreptarea unui telescop către o anumită parte a cerului.
Batygin a început să-și planteze modelele sistemului solar cu planete X de diferite dimensiuni și orbite, pentru a vedea care versiune explica cel mai bine căile obiectelor. Unele dintre rulările computerului au durat luni de zile. A apărut o dimensiune favorită pentru Planeta X - între cinci și 15 mase Pământului - precum și o orbită preferată: antialiniată în spațiu față de cele șase obiecte mici, astfel încât periheliul său să fie în aceeași direcție cu afeliul celor șase obiecte, sau punctul cel mai îndepărtat. de la soare. Orbitele celor șase o traversează pe cea a planetei X, dar nu atunci când marele bătăuș este în apropiere și le-ar putea perturba. Epifania finală a venit acum 2 luni, când simulările lui Batygin au arătat că Planeta X ar trebui să sculpteze și orbitele obiectelor care se aruncă în sistemul solar de sus și de jos, aproape ortogonale cu ecliptica. „A stârnit această amintire”, spune Brown. „Am mai văzut aceste obiecte”. Se pare că, din 2002, cinci dintre aceste obiecte foarte înclinate din centura Kuiper au fost descoperite, iar originile lor sunt în mare parte neexplicate. „Nu numai că sunt acolo, dar sunt exact în locurile pe care le-am prezis”, spune Brown. „Atunci mi-am dat seama că aceasta nu este doar o idee interesantă și bună, ci este de fapt reală.”
Sheppard, care împreună cu Trujillo bănuise și o planetă nevăzută, spune că Batygin și Brown „au dus rezultatul nostru la nivelul următor. … Au intrat adânc în dinamică, ceva cu care eu și Chad nu suntem foarte buni. De aceea cred că acest lucru este incitant.”
Alții, precum planetaritul Dave Jewitt, care a descoperit centura Kuiper, sunt mai precauți. Șansa de 0,007% ca gruparea celor șase obiecte să fie o coincidență conferă planetei o semnificație statistică de 3,8 sigma - dincolo de pragul de 3 sigma necesar de obicei să fie luat în serios, dar mai puțin de 5 sigma care este uneori folosit în domenii precum Fizica particulelor. Asta îl îngrijorează pe Jewitt, care a văzut o mulțime de rezultate 3-sigma dispărând înainte. Reducend duzinele de obiecte examinate de Sheppard și Trujillo la șase pentru analiza lor, Batygin și Brown și-au slăbit afirmația, spune el. „Îmi fac griji că găsirea unui singur obiect nou care nu se află în grup ar distruge întregul edificiu”, spune Jewitt, care se află la UC Los Angeles. „Este un joc de bețe cu doar șase bețe”.
(IMAGINI) WIKIMEDIA COMMONS; NASA/JPL-CALTECH; A. CUADRA/ SCIENCE ; NASA/JHUAPL/SWRI; (DIAGRAMA) A. CUADRA/ ŞTIINŢA
La prima vedere, o altă problemă potențială vine de la Widefield Infrared Survey Explorer (WISE) al NASA, un satelit care a finalizat un sondaj pe tot cerul în căutarea căldurii piticelor maro sau a planetelor gigantice. Acesta a exclus existența unei planete Saturn sau mai mare până la 10.000 UA, conform unui studiu din 2013 al Kevin Luhman, astronom la Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park. Dar Luhman observă că dacă Planeta X ar fi de dimensiunea lui Neptun sau mai mică, așa cum spun Batygin și Brown, WISE ar fi ratat-o. El spune că există o șansă mică de detectare într-un alt set de date WISE la lungimi de undă mai mari - sensibile la radiații mai reci - care a fost colectat pentru 20% din cer. Luhman analizează acum aceste date.
Chiar dacă Batygin și Brown pot convinge alți astronomi că Planeta X există, ei se confruntă cu o altă provocare: să explice cum a ajuns atât de departe de Soare. La astfel de distanțe, discul protoplanetar de praf și gaz era probabil să fi fost prea subțire pentru a alimenta creșterea planetei. Și chiar dacă Planeta X s-ar fi pus un punct de sprijin ca planetezimal, s-ar fi mișcat prea încet pe orbita sa vastă și leneșă pentru a aspira suficient material pentru a deveni un gigant.
În schimb, Batygin și Brown propun că Planeta X s-a format mult mai aproape de Soare, alături de Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun. Modelele computerizate au arătat că sistemul solar timpuriu a fost o masă de biliard tumultuoasă, cu zeci sau chiar sute de blocuri planetare de dimensiunea Pământului care săreau în jur. O altă planetă gigantică embrionară s-ar fi putut forma cu ușurință acolo, doar pentru a fi aruncată spre exterior printr-o lovitură gravitațională a unui alt gigant gazos.
Este mai greu de explicat de ce Planeta X nu s-a întors de unde a început, nici nu a părăsit sistemul solar în întregime. Dar Batygin spune că gazul rezidual din discul protoplanetar ar fi putut exercita suficientă forță pentru a încetini planeta doar suficient pentru ca aceasta să se instaleze pe o orbită îndepărtată și să rămână în sistemul solar. Acest lucru s-ar fi putut întâmpla dacă ejecția a avut loc atunci când sistemul solar avea între 3 și 10 milioane de ani, spune el, înainte ca tot gazul din disc să se piardă în spațiu.
Hal Levison, un dinamicist planetar la Southwest Research Institute din Boulder, Colorado, este de acord că ceva trebuie să creeze alinierea orbitală pe care Batygin și Brown au detectat-o. Dar el spune că povestea originii pe care au dezvoltat-o pentru Planeta X și pledoaria lor specială pentru o ejecție încetinită de gaz se adaugă la „un eveniment cu probabilitate scăzută”. Alți cercetători sunt mai pozitivi. Scenariul propus este plauzibil, spune Laughlin. „De obicei, astfel de lucruri sunt greșite, dar sunt foarte încântat de aceasta”, spune el. "Este mai bun decât o aruncare de monede.”
Toate acestea înseamnă că Planeta X va rămâne în limb până când va fi găsită efectiv.
Astronomii au câteva idei bune despre unde să caute, dar descoperirea noii planete nu va fi ușor. Deoarece obiectele aflate pe orbite extrem de eliptice se mișcă cel mai repede atunci când sunt aproape de Soare, Planeta X petrece foarte puțin timp la 200 UA. Și dacă ar fi acolo chiar acum, spune Brown, ar fi atât de strălucitor încât probabil astronomii l-ar fi observat deja.
În schimb, este posibil ca Planeta X să-și petreacă cea mai mare parte a timpului în apropierea afeliului, mergând încet la distanțe între 600 și 1200 UA. Majoritatea telescoapelor capabile să vadă un obiect slab la asemenea distanțe, cum ar fi telescopul spațial Hubble sau telescoapele Keck de 10 metri din Hawaii, au câmpuri vizuale extrem de mici. Ar fi ca și cum ai căuta un ac într-un car de fân, uitându-se printr-un pai de băut.
Un telescop poate ajuta: Subaru, un telescop de 8 metri din Hawaii care este deținut de Japonia. Are suficientă zonă de adunare a luminii pentru a detecta un astfel de obiect slab, cuplat cu un câmp vizual uriaș - de 75 de ori mai mare decât cel al unui telescop Keck. Acest lucru le permite astronomilor să scaneze zone mari de cer în fiecare noapte. Batygin și Brown folosesc Subaru pentru a căuta Planeta X și își coordonează eforturile cu fostii lor concurenți, Sheppard și Trujillo, care s-au alăturat și ei vânătoarei cu Subaru. Brown spune că va dura aproximativ 5 ani pentru ca cele două echipe să caute în cea mai mare parte a zonei în care Planeta X ar putea fi pândită.
Telescopul Subaru, NAOJ
Dacă căutarea se desfășoară, cum ar trebui să se numească noul membru al familiei soarelui? Brown spune că este prea devreme să vă faceți griji despre asta și evită cu scrupulozitate să ofere sugestii. Deocamdată, el și Batygin o numesc Planet Nine (și, în ultimul an, informal, Planet Phattie din argoul anilor 1990 pentru „cool”). Brown notează că nici Uranus, nici Neptun - cele două planete descoperite în vremurile moderne - nu au ajuns să fie numite de către descoperitorii lor și el crede că acesta este probabil un lucru bun. Este mai mare decât orice persoană, spune el: „Este ca și cum ai găsi un nou continent pe Pământ”.
El este sigur, totuși, că Planeta X, spre deosebire de Pluto, merită să fie numită planetă. Ceva de dimensiunea lui Neptun în sistemul solar? Nici măcar să nu întrebi. „Nimeni nu l-ar contrazice pe asta, nici măcar eu”.
MOSCOVA, 17 martie - RIA Novosti, Tatyana Pichugina. A noua planetă de la Soare va fi descoperită în următorul deceniu, potrivit astronomilor americani. Se mișcă pe o orbită eliptică în Centura Kuiper, o regiune puțin studiată cu mult dincolo de Neptun. Noile date lasă puține îndoieli că există un super-Pământ în sistemul solar.
Cine desenează orbitele
Omul a studiat sistemul solar de mai bine de un mileniu, dar există încă suficiente pete albe. De exemplu, în anii 1980, astronomii căutau cu entuziasm Nemesis - o stea întunecată, partenerul Soarelui. S-a presupus că ar putea provoca o catastrofă ecologică pe Pământ acum 65 de milioane de ani, când au murit dinozaurii.
Pluto era considerată a noua planetă a sistemului solar, dar în 2006 a fost lipsită de acest statut, reclasificată drept planetă pitică, de fapt, un asteroid. Inițiatorul a fost astronomul american Michael Brown de la Institutul de Tehnologie din California (SUA). Toate acestea le-a descris în cartea „Cum l-am ucis pe Pluto și de ce a fost inevitabil”.
Căutarea unei stele ucigașe s-a încheiat cu nimic, dar zece ani mai târziu au dovedit existența centurii Kuiper - o zonă în care sunt concentrate fragmentele de gheață de materie rămase după formarea sistemului solar. Cele mai mari au aproximativ nouă sute de kilometri. În total, acolo au fost descoperite aproximativ două mii de corpuri cerești.
Brown explorează intenționat centura Kuiper, căutând alte obiecte trans-neptuniene - adică cele care sunt mai departe de Soare decât Neptun. El a descoperit 27 de corpuri cerești, inclusiv planetele pitice Sedna și Eridu.
Printre obiectele transneptuniene se numără unele anormale, ale căror orbite sunt foarte alungite: semiaxele lor majore se întind peste 250 de unități astronomice (distanțele de la Soare la Pământ), totuși, punctele orbitelor cele mai apropiate de stele sunt în aceeași zonă. Pentru a explica această ciudățenie, Brown, împreună cu colegul său de la Caltech, Konstantin Batygin, au prezentat în 2016 o ipoteză despre existența unei alte planete la periferia sistemului solar.
© CC0 / nagualdesign / CaltechUnele corpuri din centura îndepărtată Kuiper au orbite alungite, cu perihelia concentrată într-un singur loc. Linia punctată indică orbita planetei ipotetice a noua, prezisă în 2016
© CC0 / nagualdesign / Caltech
Unele corpuri din centura îndepărtată Kuiper au orbite alungite, cu perihelia concentrată într-un singur loc. Linia punctată indică orbita planetei ipotetice a noua, prezisă în 2016
În afara competiției
Au fost aruncate forțe semnificative în căutarea unei noi planete, astronomi amatori au fost conectați - fără niciun rezultat. Cu toate acestea, ipoteza nu a fost înlăturată, dimpotrivă, acum pare și mai rezonabilă. "Ne-am îngrijorat că va exista o explicație mai simplă sau mai naturală pentru anomaliile pe care le vedem în date și că ipoteza Planetei Nouă va fi în curând irelevantă. Dar acest lucru nu s-a întâmplat. Ipoteza a trecut testul timpului cu destul de mult succes. ”, scrie Konstantin Batygin pe blogul său.
Sunt doar două versiuni alternative explicând anomaliile de pe orbitele celor mai îndepărtate obiecte din centura Kuiper. Prima este eroarea de observație. Unul nou de Brown și Batygin, publicat în ianuarie în The Astronomical Journal, este dedicat analizei sale. Oamenii de știință au calculat probabilitatea cu care orbitele acestor corpuri arată exact așa cum se văd acum, datorită unei erori. Rezultatul este doar două zecimi de procent. Concluzie: ciudateniile observate sunt semnificative statistic.
O altă alternativă este existența unui alt disc masiv în sistemul solar, constând din planetezimale înghețate - rămășițele unui disc protoplanetar a cărui gravitație trage orbitele obiectelor trans-neptuniene în același mod ca o întreagă planetă. Dar, notează Michael Brown, acest scenariu este și mai complex.
Super-Pământ în sistemul solar?
Rezultatele a doi ani de căutare a celei de-a noua planete sunt rezumate de Brown și Batygin, pregătite împreună cu colegii de la Universitatea din Michigan pentru revista „Physics Reports”. Oamenii de știință au reanalizat toate faptele, au rafinat caracteristicile planetei ipotetice, au efectuat simulări numerice și au oferit dovezi convingătoare ale existenței acesteia.
A noua planetă este de două ori mai mică din toate punctele de vedere decât părea acum trei ani, explică Batygin. Semi-axa majoră a orbitei sale este de aproximativ 400-500 de unități astronomice, excentricitatea este de 0,15-0,3 (un indicator al contracției elipsei), înclinația este de 20 de grade. Cele mai bune rezultate de simulare se obțin atunci când masa planetei este de cinci ori mai mare decât cea a Pământului. În orice caz, zece mase Pământului este plafonul. Pentru comparație: Neptun este de 17,2 ori mai greu.
Judecând după caracteristici, a noua planetă este foarte asemănătoare cu un super-Pământ - o clasă specială de exoplanete observate adesea în jurul altor stele. Poate că acest corp ceresc nu s-a format cu adevărat aici, ci a fost capturat de Soare în momentul apropierii lui de un alt sistem stelar. Cu toate acestea, este prea devreme pentru a pune problema originii unei planete ipotetice.
Adăpostul rătăcitorului
Mărimea sau luminozitatea noului membru al familiei planetare este foarte mică - 24-25 de magnitudini. Aceasta se află la limita capacităților tehnologiei pământului. Obiectul ar fi putut fi detectat de telescopul Pan-STARRS care scanează întregul cer. Cu toate acestea, există o dificultate - punctul cel mai îndepărtat al orbitei corpului ceresc care ne interesează poate intersecta planul. calea lactee unde există o concentrație mare de stele. Pe fondul lor, este greu să distingem ceva.
