3521 13

Астрономы сомневаются, что в нашей солнечной системе есть неоткрытая 9-я планета

Планета Девять - это теоретическая необнаруженная гигантская планета в таинственных отдаленных уголках нашей солнечной системы.

Предполагается, что присутствие планеты 9 объясняет все: от наклона оси вращения Солнца до очевидного скопления на орбитах маленьких ледяных астероидов за пределами Нептуна. Но существует ли планета девять на самом деле?

Открытия на краю нашей солнечной системы

Пояс Койпера - это совокупность небольших ледяных тел, которые вращаются вокруг Солнца за пределами Нептуна на расстояниях, превышающих 30 а.е. (одна астрономическая единица или АЕ - это расстояние между Землей и Солнцем). Эти объекты пояса Койпера (KBO - Kuiper Belt objects) имеют размеры от больших валунов до 2000 км в поперечнике. В поясе Койпера находятся остатки планетарного материала, которые никогда не были включены в состав какой-либо планеты, подобно поясу астероидов.

Самое успешное на сегодняшний день исследование пояса Койпера - программа OSSOS, предлагает более хитрое объяснение орбит, которые мы видим. Было обнаружено, что многие из этих объектов имеют очень эллиптические и наклонные орбиты, такие как Плутон.

Математические расчеты и подробное компьютерное моделирование показали, что орбиты, которые мы видим в поясе Койпера, могли быть созданы только в том случае, если Нептун первоначально сформировался на несколько АЕ ближе к Солнцу, а затем мигрировал наружу, на свою нынешнюю орбиту. Миграция Нептуна объясняет распространенность высокоэллиптических орбит в поясе Койпера и может объяснить все наблюдаемые нами орбиты объектов пояса Койпера, за исключением нескольких объектов на экстремальных орбитах, которые всегда остаются как минимум на 10 а.е. за пределами Нептуна.

Согласно теории, планета девять в пять-десять раз массивнее Земли, а ее орбита колеблется в пределах 300-700 АС. Было опубликовано несколько прогнозов относительно ее местоположения в Солнечной системе, но ни одна из поисковых групп до сих пор не обнаружила ее. После более чем четырехлетних поисков все еще есть только косвенные доказательства в пользу девятой планеты.

Поиск объектов в поясе Койпера

Поиск требует тщательного планирования, точных расчетов и тщательного контроля. Миссия OSSOS это совместная работа 40 астрономов из восьми стран. Они использовали канадско-франко-гавайский телескоп в течение пяти лет, чтобы обнаружить и отслеживать более 800 новых объектов в поясе Койпера, почти удвоив число известных объектов с хорошо измеренными орбитами. Объекты обнаруженные OSSOS, имеют размеры от нескольких километров до более чем 100 км, а расстояние обнаружения - от нескольких АЕ до более чем 100 АЕ, причем большинство из них находится в 40-42 АЕ в главном поясе Койпера.

Объекты этого пояса не излучают свой собственный свет: эти маленькие ледяные тела только отражают свет солнца. Таким образом, предубеждения против обнаружения на больших расстояниях являются экстремальными: если вы переместите объект в 10 раз дальше, он станет в 10 000 раз слабее. А из-за законов физики объекты в поясе Койпера на эллиптических орбитах будут проводить большую часть своего времени в самых отдаленных частях своих орбит. Таким образом легко найти объекты на эллиптических орбитах, когда они находятся близко к Солнцу и яркие, но эти объекты проводят большую часть времени, будучи гораздо более слабыми и трудными для обнаружения.

Это означает, что объекты на эллиптических орбитах особенно трудно обнаружить, когда они находятся относительно далеко от солнца. На сегодняшний день найдено лишь несколько из них, и с помощью современных телескопов мы можем обнаружить их только тогда, когда они находятся вблизи перицентра - ближайшей точки к Солнцу на своей орбите.

Это приводит к смещению наблюдений, которое исторически игнорировалось многими исследованиями пояса Койпера: объекты в каждой части Солнечной системы могут быть обнаружены только в определенное время года. Наземные телескопы дополнительно ограничены сезонной погодой, и открытия с меньшей вероятностью происходят в периоды, когда облачные, дождливые или ветреные условия доминируют на планете. Открытия также гораздо менее вероятны вблизи плоскости галактики Млечный Путь, где бесчисленные звезды затрудняют поиск слабых, ледяных странников на снимках.

Поправки

OSSOS обнаружил несколько новых экстремальных объектов в поясе Койпера, половина из которых находится за пределами ограниченной области и статистически согласуется с равномерным распределением.

Все экстремальные объекты, обнаруженные до появления OSSOS, были найдены в результате исследований, которые не полностью описывали их направленность. Мы провели дополнительное моделирование, которое показало, что если наблюдения производятся только в один сезон с одного телескопа, то экстремальные объекты пояса Койпера, естественно, будут обнаружены только в одном квадранте Солнечной системы.

Далее, проверяя теорию планеты девять, мы подробно рассмотрели орбиты всех известных «экстремальных» объектов и обнаружили, что все, кроме двух объектов с перицентром, могут быть объяснены известными физическими эффектами. Эти два объекта пояса Койпера являются экстремальными, но наше предыдущее детальное компьютерное моделирование пояса Койпера, которое включало гравитационные эффекты от планеты девять, позволило получить набор таких же «экстремальных» объектов с перицентрами, плавно варьирующимися от 40 до более 100 АЕ.

Это моделирование предсказывает, что должно быть множество объектов пояса с перицентрами, равными двум найденным, но также множество объектов с меньшими перицентрами, которые должно быть намного легче обнаружить. Почему открытия орбиты не соответствуют прогнозам? Ответ может состоять в том, что теория планеты девять не подтверждается нашими наблюдениями.

Наши наблюдения с тщательным исследованием обнаружили объекты, которые не связаны с планетой девять, а наше моделирование показывает, что пояс Койпера должен иметь орбиты объектов, отличные от тех, которые мы наблюдаем - если существует планета девять. Другие теории должны использоваться для объяснения экстремальных объектов с высоким перицентром, но в научной литературе нет недостатка в предлагаемых теориях.

Многие красивые и удивительные объекты нам еще предстоит обнаружить в таинственной внешней солнечной системе, но исследование не подтверждает, что планета девять является одним из этих объектов.

(Добавил: RoboAstroNews)

Поддержи AstroNews           Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен