Denne måneden ble det presentert nye bevis for eksistensen av et himmellegeme som ble spådd i 2016 av Konstantin Batygin og Michael Brown. "Attic" forteller kort om de siste nyhetene om løp for astronomer for retten til å innskrive navnet deres i den hundre år gamle historien til inventaret til vårt planetesystem.
"Det er åtte planeter i solsystemet" - denne uttalelsen er kanskje ikke lenger om noen år. Astronomer får stadig mer omstendighetsbevis for at det eksisterer en niende planet langt utenfor Neptuns bane.
Hypotesen om eksistensen av en annen planet i solsystemet er flere ganger blitt foreslått siden oppdagelsen av Uranus i 1781. I 1846 ble Neptune oppdaget, og i 1930 ble tilstedeværelsen av Pluto bekreftet (i status som en planet til 2006, nå en dvergplanet), og begge ganger identifiserte forskere et himmellegeme ved dens innvirkning på banene til allerede kjente planeter. Hele påfølgende gang ble det utført søk aktivt etter forskjellige slags anomalier i bevegelse av planeter og asteroider, men på slutten av 1900-tallet avtok interessen for "X-planet".
På 1990-tallet ble solsystemets modell supplert av Kuiper-beltet, kombinert med en spredt disk utenfor bane til Neptun. Terrestriske planeter, asteroidebeltet, gassgiganter, Kuiperbeltet og muligens den enda mer omfattende og sjeldne Oort-skyen - i denne modellen, som mange begynte å tro, var det ikke noe sted for noen andre planeter.
Tett og usynlig
I 2016 la de amerikanske astronomene Konstantin Batygin og Michael Brown frem en hypotese om at det er en annen, niende planet bak Kuiperbeltet. Antagelsen deres var basert på analysen av flere spesielt fjerne baner av objekter i Kuiper-beltet, for eksempel Sedna, som for eksempel av en eller annen grunn beveger seg over himmelen i samme plan og i en retning. Etter mange måneder med modellering og kontroll av dataene med de faktiske, kom astronomer til en fantastisk konklusjon selv for seg selv: veldig langt utenfor Neptun er det et annet himmellegeme med en masse på rundt ti jordarter og ikke nærmer seg Solen nærmere enn 280 astronomiske enheter. Og det er dette som strekker og retter om banene til disse "rare" Kuiper-beltekroppene.
Diagram som viser banen til Planet Nine (oransje) og banene til noen av de kjente trans-Neptuniske objektene (rosa). Illustrasjon: MagentaGreen / Wikimedia.
Salgsfremmende video:
I artikkelen deres bemerket Batygin og Brown at det ikke ville være den enkleste oppgaven å finne den niende planeten. På grunn av den store avstanden til denne hypotetiske gjenstanden, skal den være så svak at den kan sees gjennom et teleskop bare med en speildiameter på flere meter - dette tilsvarer nivået til et anstendig observatorium, som som regel er lastet med andre oppgaver. Letingen etter en gigantisk planet i utkanten av solsystemet viser seg å være teknisk vanskeligere enn å oppdage eksoplaneter mange titalls lysår fra Jorden, men foruten direkte observasjoner har forskere også indirekte metoder.
En av dem er søket etter nye trans-Neptuniske gjenstander og sammenligningen av banene deres med spådommene til Batygin-Brown-modellen. Astronomer sier at gravitasjonspåvirkningen fra den niende planeten ikke bare sender noen Kuiper-beltekropper på en lang seilas rundt Solen, men også fører til uvanlig store tilbøyeligheter til banene til en rekke andre objekter. Noen ganger slik at de begynner å rotere vinkelrett på ekliptikken i resten av planetene i systemet vårt.
For eksempel passer 2015 BP519-objektet, også kalt "Cashew", beskrevet i en nylig publisert artikkel av en internasjonal gruppe astronomer, inn i Batygin-Brown-modellen. Den har en veldig høy banehelling, som imidlertid ennå ikke lar oss trygt si at den niende planeten virkelig eksisterer. Forfatterne av denne oppdagelsen skriver forsiktig om å "legge til indirekte bevis til fordel for en ny planet", og Batygin og Brown kort før det presenterte en rekke avgrensninger til den tidligere uttalte hypotesen: ny modellering av forskjellige scenarier for utviklingen av Kuiper-beltet viste at innflytelsen fra den niende planeten fører til utseendet til mange trans-neptuniske gjenstander. med veldig langstrakte baner - og dette er i god overensstemmelse med observasjoner.
Et annet diagram av banene til den niende planeten (grønn sirkel merket P9) og mange av de ekstremt langstrakte banene til trans-Neptuniske objekter. Den langstrakte blå sirkelen - Cashew bane. Hver firkant i bakgrunnen - 100 astronomiske enheter. Bilde: Tomruen / wikimedia commons.
I følge Konstantin Batygin er "det nyoppdagede objektet, 2015 BP519, nøyaktig der den teoretiske modellen til den niende planeten spår det." I en kommentar til Attic bemerket han at "dette er en fantastisk bekreftelse av bildet som vi forventet å se på grunnlag av numerisk modellering," men det er fortsatt for tidlig å snakke om den endelige oppdagelsen av en ny planet. Listen over bevis på at det eksisterer vokser bokstavelig talt for våre øyne, men bare et par fotografier med et bevegelig objekt merket på dem vil få slutt på dette problemet. Batygin og Brown har allerede fått observasjonstid på det store bakkebaserte teleskopet Subaru, som ifølge Batygin er et av de beste instrumentene for å finne den niende planeten. I tillegg blir det forsøkt å bruke bilder fra WISE-romteleskopet,og siden 2017 har Backyard Worlds: Planet 9-prosjektet jobbet, der alle kan prøve å finne dette himmellegemet på bildene, så det kan ikke være lenge å vente.
Hva så?
Det relative fraværet av konstante kollisjoner av jorden med asteroider de siste milliarder årene kan tilskrives gassgigantene. De, inn i deres nåværende baner, "renset" vår sektor av planetariske systemet fra forskjellige små (i henhold til astronomiske kriterier) avfall. Men hvis Jupiter eller til og med Neptun virkelig påvirket jorden i det minste ved å kvitte seg med vanlige planetariske katastrofer, hva med en kropp som er ti ganger mer fjern?
Den russiske astronomen Vladimir Surdin bemerket i sin kommentar til Attic at oppdagelsen av hver nye planet påvirker vår forståelse av skjebnen til solsystemet, som forblir vagt frem til i dag. "Faktisk er forskningen bare begynt," sa forskeren og la til at "i periferien av solsystemet, i mørket, vet Gud hva." De kroppene som fyller hundrevis av astronomers kataloger finnes i relativt liten avstand fra Solen, men til og med en gigantisk planet bak Kuiperbeltet har alle muligheter til å gjemme seg for observatører i veldig lang tid og bare gi seg bort av indirekte gravitasjonseffekter.
Ordning: Anatoly Lapushko / Chrdk.
Utad skal den niende planeten, hvis den finnes, være lik de to gassgigantene lengst fra solen. "En planet med en superjordisk masse vil være lik Uranus og Neptun, men enda kaldere," sier Surdin. Disse to himmellegemene blir noen ganger kalt "isgiganter" på grunn av den antatte tilstedeværelsen av en steinete kjerne uten det laget metallisk hydrogen som forventes fra Jupiter og Saturn. Imidlertid har bare et romfartøy, Voyager 2, besøkt Uranus og Neptune i hele menneskehetens historie, så forskere har mindre observasjonsdata enn de ønsker.
Den niende planeten, selv ved perihelion, vil være praktisk talt utilgjengelig for forskningssonder med rakettmotorer. Voyagers rykket bort fra solen ved 117 og 140 AU. - til tross for at de ble lansert i 1977. Fly til og med til et punkt på 200 AU. det vil ta minst et halvt århundre fra stjernen vår, og å redusere denne perioden til noen fornuftige grenser vil helt klart kreve grunnleggende nye teknologier som et solseil. Selv en kombinasjon av en atomreaktor med ionemotorer i en konfigurasjon som omtrent ligner det russiske prosjektet til et kjernekraftverk i megawatt-klassen, vil ikke tillate å nå målet på mindre enn et tiår. Og når planeten er i aphelion, øker denne tiden betydelig.
Uranus og Neptune, NASA-bilder. Som du ser er isgigantene ganske forskjellige i utseende: for eksempel, en liten blanding av metan (ca. 1%) gjør Neptun mye mer blå.
Direkte påvisning av den niende planeten vil bekrefte korrektheten til Batygin og Brown, vil gjøre det mulig å avklare solsystemets historie, men dette himmellegemet selv, selv med introduksjonen av en ny generasjon teleskoper, vil neppe forbli mer enn en prikk på fotografiene. Den niende planeten "i bakgården" i solsystemet er paradoksalt nok vanskeligere å studere enn noen varme Jupitere i nærheten av andre stjerner, men den vil gi en bedre forståelse av oppførselen til de objektene som lenge har vært kjent.
Fra papir til datamaskiner
Neptun var den første planeten som ble oppdaget "på spissen av en fjær" - basert på beregninger og analyse av bevegelsen til Uranus, som beveget seg med variabel hastighet på grunn av ekstern tiltrekning. Jo større avstanden mellom himmellegemer og jo større antall legemer er, desto vanskeligere er det å beregne deres bane. Fysikere og matematikere vet at problemet med å rotere to kropper rundt et felles massesenter er relativt enkelt å løse og har et svar i form av en ligning med en nøyaktig beskrivelse av bane, men en kombinasjon av tre kropper er mye vanskeligere å beregne. Spesielt har et system med tre eller flere organer ikke en analytisk løsning, det vil si at det er umulig å få en formel som beskriver deres bevegelse over en vilkårlig lang tid.
Utviklingen av solsystemet i henhold til Nice-modellen. Blue viser bane til Uranus, blå - Saturn, mens oransje og grønt tilsvarer Saturn med Jupiter. I følge denne modellen skiftet Uranus og Neptune steder og underveis "ryddet" alle gigantplanetene planetens system av små objekter. Modellen har en rekke modifikasjoner - for eksempel å antyde tilstedeværelsen av en annen gassgigant, som ble helt kastet ut i det interstellare rommet. Figur: AstroMark / Wikimedia.
Modellering av solsystemet utføres bare ved omtrentlige metoder. Med tilstrekkelig store utgifter til beregningsressurser er det mulig å beregne bevegelsen til elementene i systemet med en vilkårlig nødvendig nøyaktighet, men noen ganger ubetydelige avvik fra de opprinnelige forholdene fører til en helt annen oppførsel av modellen etter en tid. Denne effekten er kjent for allmennheten som "sommerfugleffekt". Bevegelsen av planeter og asteroider, så vel som oppførsel av luftmasser, er underlagt denne effekten, så gjenoppbyggingen av solsystemets historie er på ingen måte underordnet i kompleksitet til et værvarsel i lang tid. Og forsøk på å beregne en hypotetisk planet kan sammenlignes med oppgaven å forutsi alle konsekvensene av en orkan - her må du møte både mangel på nøyaktig informasjon og mangel på datakraft.
Før fremkomsten av moderne datamaskiner, var beregningen av bevegelsen til mange tusen organer samtidig et nesten uoppløselig problem. Utseendet til Nice-modellen, som beskriver oppførselen til gassgiganter etter at de ble dannet fra en disk med gass og støv, ble gjort mulig av datamaskiner. Argumentene for en niende planet er også basert på beregninger som ikke kan gjøres med papir og penn. Oppdagelsen av den niende planeten, hvis den finner sted, vil ikke bare være en repetisjon av historien til Neptun eller Pluto, men en ny historie som ville vært umulig for hundre år siden.
Alexey Timosjenko
