Планета 9 может быть ближе и легче найти, чем думали, если она существует
«Карта сокровищ» нового исследования предполагает, что в нашей Солнечной системе может скрываться планета, в несколько раз более массивная, чем Земля, замаскированная яркой полосой звезд, составляющих Млечный Путь.
Надя Дрейк
Опубликовано 31 августа 2021 г.
• 11 минут чтения
Поделиться твитом Электронная почта
Одна из наиболее интригующих загадок Солнечной системы заключается в том, живет ли большая ледяная планета во внешних регионах нашего космического соседства, далеко за пределами орбиты Нептуна. Этот гипотетический мир, прозванный некоторыми ищущими его учеными «Планетой девять», вызвал споры с тех пор, как был впервые предложен.
Предполагается, что существование невидимой планеты основано на ее очевидном гравитационном влиянии на группу небольших объектов со странными сгруппированными орбитами. Но до сих пор поиски его не увенчались успехом, и критики утверждают, что намеки на его присутствие — всего лишь призраки в данных.
Теперь новый анализ предсказывает, что если она существует, эта скрытая планета может быть ближе, ярче и ее легче обнаружить, чем предполагалось ранее.
Вместо того, чтобы вращаться вокруг нашей родной звезды каждые 18 500 лет, астрономы подсчитали, что она делает оборот вокруг Солнца примерно за 7 400 лет. Эта более узкая орбита приближает ее к Солнцу намного ближе, чем ожидалось ранее, а это означает, что Девятая Планета может казаться ярче для наземных телескопов.
«Я думаю, что он будет найден в течение года или двух», — говорит Майк Браун, астроном из Калифорнийского технологического института и автор нового исследования, которое было принято к публикации в Астрономический журнал. Но, добавляет он, «я делал это заявление каждый год в течение последних пяти лет. Я сверхоптимистичен».
Последний анализ гравитационных махинаций Девятой планеты, проведенный Брауном вместе с его коллегой из Калифорнийского технологического института Константином Батыгиным, предполагает, что мир примерно в шесть раз массивнее Земли, что, вероятно, делает его либо каменистой суперземлей, либо газообразным мини-Нептуном. Если планета будет обнаружена, она станет первым большим миром, присоединившимся к набору персонажей Солнечной системы с 1846 года, когда астрономы объявили об открытии Нептуна — ледяного гиганта, присутствие которого было предсказано его гравитационным влиянием на Уран.
Но на протяжении многих лет скептики предполагали, что гравитационные сигнатуры, выдающие присутствие Девятой Планеты, являются не чем иным, как артефактами наблюдений. Критики утверждают, что очевидное скопление орбит удаленных объектов не отражает влияние невидимого мира, а вместо этого является результатом естественных предубеждений в обзорах неба.
«Большинство этих объектов обнаруживаются с помощью больших телескопов, у которых есть ограниченное время для обзоров внешней Солнечной системы, и они смотрят в те места, куда могут смотреть, что зависит от того, где они расположены», — говорит Рену Малхотра из Аризонского университета. которая равнодушна к существованию планеты и работает над своими собственными оценками ее положения.Астрономы до сих пор обнаружили лишь горстку этих далеких объектов, и без более полной переписи внешней Солнечной системы трудно сказать, действительно ли эти маленькие ледяные объекты ведут себя странно или распределены случайным образом.
Тем временем, чтобы помочь искателям, Браун и Батыгин использовали свои пересмотренные расчеты, чтобы составить «карту сокровищ», указывающую на участок неба, где, скорее всего, находится Девятая Планета. Эта область пересекает густонаселенную сверкающую плоскость Млечного Пути, которая могла помочь планете спрятаться во время прошлых поисков.
«Теперь мы точно знаем, где искать, а где не смотреть», — говорит Браун. «Это должно сработать — если только мы не сделали что-то не так».
Планеты-призраки в далекой Солнечной системе
Браун и Батыгин первоначально объявили о своем предсказании Девятой планеты в 2016 году, но эта пара вряд ли первая предположила, что неизведанный мир скрывается в отдаленных районах Солнечной системы. Более века астрономы размышляли о такой планете, ошибочно полагая, что что-то массивное возмущает орбиту Нептуна. Астроном Персиваль Лоуэлл назвал этот мир Планетой X и был настолько полон решимости найти ее, что оставил миллион долларов для финансирования продолжающихся поисков после своей смерти в 1916 году (в 1930 году Клайд Томбо из обсерватории Лоуэлла вместо этого нашел маленький Плутон).
Команда Калифорнийского технологического института основывала свой прогноз существования Девятой планеты на том, как она, по-видимому, возмущает группу объектов пояса Койпера, или ОПК. Эти маленькие ледяные миры за пределами Нептуна включают в себя множество объектов с экстремальными орбитами, которые уводят их по крайней мере в 150 раз дальше от Солнца, чем орбита Земли.
В 2016 году Батыгин и Браун внимательно изучили шесть из этих объектов, чьи продолговатые наклонные орбитальные траектории годами сбивали ученых с толку. Команда пришла к выводу, что невидимая планета примерно в 10 раз массивнее Земли должна гравитационно направлять объекты на их траектории катавампуса.Предполагаемая масса планеты находится между Землей и Нептуном, что делает ее типом мира, который кажется обычным для всей галактики, основываясь на обзорах планет, вращающихся вокруг других звезд, но явно отсутствует в нашей Солнечной системе.
Однако вскоре после объявления астрономы начали подвергать сомнению гипотезу Девятой Планеты. Больше всего их беспокоило то, что странное скопление орбит может вовсе не быть скоплением. Вместо этого за последние пять лет несколько групп, использующих различные наборы данных, неоднократно приходили к выводу, что доказательства, указывающие на Девятую планету, являются не чем иным, как артефактом наблюдений.
Возможно, Девятая планета — это видение, а ее предполагаемая гравитационная работа — ложная подпись, созданная небольшим количеством вводящих в заблуждение точек данных. Астрономы все еще работают над разрешением спора, и последний анализ Брауна и Батыгина — одна из попыток сделать это.
«Хорошо, что они сделали подробный прогноз и опубликовали его, — говорит Мишель Баннистер из Кентерберийского университета, чья работа в 2017 году поставила под сомнение гипотезу о девятой планете. — Я буду очень рад, если эта штука окажется существующей. Будет забавная солнечная система для жизни».
Уточнение поиска
Браун и Батыгин основывали свои новейшие прогнозы размера и орбиты Девятой планеты на немного другом наборе объектов. Некоторые из первоначальных KBO остались в их наборе данных, но команда добавила новые и выбросила все объекты, на орбиты которых оказывалось влияние гравитации Нептуна. В итоге работали с 11 КБО.
«Если вы включите сигналы Neptune, вы потеряете свой сигнал и не будете знать, что происходит», — говорит Браун.
Новое исследование показывает, что существует 99,6-процентная вероятность того, что своеобразное выравнивание орбит этих объектов является работой невидимой планеты, а не случайностью.Это звучит довольно хорошо, говорит Малхотра, но это означает, что существует вероятность 1 к 250, что совпадения являются случайностью, что намного больше, чем вероятность 1 к 10 000, опубликованная Брауном и Батыгиным в 2016 году.
Тем не менее, Малхотра говорит, что новый анализ является улучшением предыдущей работы, даже если он основан на небольшом количестве объектов. «Это достаточно интригующе, чтобы мы посмотрели, но это не убедительно», — говорит она.
Батыгин также провел кучу симуляций, чтобы предсказать характеристики любого мира, который мог бы формировать эти 11 орбит — в основном, его местоположение и массу. Конечным результатом является «карта сокровищ», указывающая на орбиту Девятой планеты в небе, хотя команда до сих пор не знает, где планета может находиться на этом пути.
Хотя сейчас она оценивается меньше — примерно в пять или шесть раз больше массы Земли, а не в 10 — планета также, по-видимому, ближе. Это означает, что Девятая планета должна быть ярче в небе, хотя Браун указывает, что предполагаемая яркость планеты основана на предположениях о ее составе, которые могут быть ошибочными.
Новые предсказания приводят гипотетический мир в большее соответствие с аналогичным заявлением астрономов Чада Трухильо и Скотта Шеппарда. В 2014 году эта команда сообщила об обнаружении объекта под названием 2012 VP113, который они в шутку прозвали «Байденом» в честь тогдашнего вице-президента США Джо Байдена. Они предположили, что далёкий мир, в пять раз массивнее Земли, может подталкивать Байдена и несколько других далёких объектов к сгруппированным траекториям.
Но, несмотря на сходящиеся гипотезы, эксперты в этой области далеки от консенсуса относительно существования Девятой планеты.
«В целом, он удивительно хорошо сохранился для чего-то, что еще не было найдено», — говорит Грег Лафлин, астроном из Йельского университета. «Я чувствую, что это сильное и интересное дело, но почему они его не нашли? И где это?"
В поисках девятой планеты
Тот факт, что ученые еще не увидели Девятую планету, может свидетельствовать о том, что, если она существует, мир расположен вблизи самых дальних уголков ее орбиты, что делает ее слабой, медленно движущейся целью, скрывающейся в звездном свете. Браун и Батыгин, а также Шеппард и Трухильо используют мощный телескоп Subaru, расположенный на вершине Мауна-Кеа на Гавайях, чтобы найти неуловимую планету. Но даже с самыми острыми инструментами в арсенале астрономов поиск непрост.
При предполагаемой яркости и орбите Девятая Планета неудобно сливается с мерцающими массами фоновых звезд — мир, дрейфующий среди млечного серпантина нашей галактики в ночном небе.
«Он достаточно яркий, достаточно близкий и достаточно заметный, так что это практически единственная область, где он может скрываться незамеченным», — говорит Лафлин. «Я чувствую, что если он там есть, его довольно быстро придавят».
Просеивание звездных полей с помощью Subaru — не единственный способ, с помощью которого астрономы могут прикрепить планету к небу. Спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), который занят поиском планет, вращающихся вокруг других звезд, может увидеть Планету Девять, когда он сканирует области, которые включают предполагаемую орбиту планеты.
В 2019 году астрономы предположили, что умная обработка данных может извлекать далекие объекты Солнечной системы из наблюдений TESS — метод, над которым в настоящее время работают Лафлин и Малена Райс из Йельского университета.
«Я не ставлю на это сверхвысокие шансы, но отнюдь не невозможно, чтобы кадры TESS могли выявить объект, если он там есть», — говорит Лафлин. «Время от времени случается что-то настолько удивительное, что обычно этого не происходит».
Многие астрономы согласны с тем, что наиболее вероятным шансом охотников за планетами найти Девятую планету является обсерватория Веры Рубин, которая в настоящее время строится на вершине чилийской горы. Этот 8,4-метровый телескоп с огромным полем зрения будет фотографировать все видимое небо каждые несколько ночей.Начиная с 2023 года обсерватория позволит астрономам отслеживать движения миллионов небесных объектов, включая космический мусор, астероиды, кометы, шпионские телескопы, звезды и, возможно, даже Девятую планету.
«Вера Рубин покроет около двух третей неба, но она будет покрывать это небо равномерно и многократно», — говорит Малхотра. «Это действительно поможет нам добиться больших успехов в решении этого типа проблем».
Браун считает, что планета может быть обнаружена до того, как модные телескопы нового поколения появятся в сети — возможно, по его словам, скрытый мир скрывается в данных, которые астрономы уже имеют в своем распоряжении.
«Я готов поспорить — и я часто проигрываю пари, — что его изображения существуют в опросах, которые у нас уже есть», — говорит Браун. «Я не думаю, что было обнаружено что-либо, что не было бы позже обнаружено в существующих данных, начиная с Урана, вплоть до Плутона и Эриды». Браун открыл карликовую планету Эриду в Паломарской обсерватории в 2005 году, а позже обнаружил, что самое раннее ее изображение было на фотопластинке, сделанной тем же телескопом в 1955 году. «У меня такое чувство, что это произойдет снова».
