Поиски Девятой планеты, вращающейся вокруг нашего Солнца далеко за Нептуном

16-04-2024: UEFIMA.RU: Филип Плейт:  Эта загадка десятилетиями ставила ученых в тупик. Астрономы, ведущие поиски потенциальной планеты, вращающейся вокруг нашего Солнца где то далеко за Нептуном, недавно сообщили, что им удалось сократить количество мест, где она может находиться, сообщает Scientific American.

"Хотя это увеличивает вероятность того, что планета все же существует, остается еще много участков в космосе, которые необходимо исследовать" - пишет Филип Плейт.

Наблюдая за другими звездами, мы знаем, что возможность существования такого пока еще неоткрытого мира не является слишком надуманной (образно говоря).

"В 2000 году астрономы опубликовали статью, показывающую, что экзопланета может существовать около звезды HD 163296 на расстоянии почти 50 миллиардов километров, что более чем в 10 раз превышает расстояние Нептуна от Солнца (не так уж и скромно: я был автором этой статьи), что намного дальше, чем предполагалось в то время предложил", - продолжает автор.

И действительно, позже было найдено несколько планет, вращающихся вокруг этой звезды на больших расстояниях. Таким образом, априори возможно, что в холодных, темных глубинах нашей Солнечной системы может существовать еще одна, неизвестная нам планета.

Она может быть довольно большой, размером с ледяного гиганта, такого как Нептун.

Первые достоверные наблюдения, подтверждающие существование такой планеты по соседству с нами, были сделаны в конце 2003 года, когда был обнаружен транснептуновый объект (или TNO) Седна.

Имея в поперечнике около 1000 километров, она классифицируется как карликовая планета, и ее орбита очень необычна: она никогда не приближается к Солнцу ближе, чем примерно на 11 миллиардов километров, значительно удаляясь от орбиты Нептуна, достигает поразительных 140 миллиардов километров в самом дальнем месте; для сравнения, это более 75 и 900 километров соответственно. (Умноженное на расстояние от Земли до Солнца).

Теоретические модели показывают, что трудно сформировать тело с такими характеристиками. Более вероятно, что оно сформировалось ближе к Солнцу, а невидимая планетарная масса, находящаяся дальше — Девятая планета? — притянула его на текущую орбиту. Открытие второго похожего странного объекта, 2012 VP113, побудило астрономов Чада Трухильо и Скотта Шеппарда предположить возможное существование именно такого планетарного тела во внешней части Солнечной системы.

По мере обнаружения новых ТНО, особенно очень удаленных, выявилась необычная и неожиданная закономерность. Они движутся по эллиптическим орбитам, которые должны быть ориентированы в любом направлении, но вместо этого, похоже, имеют странное расположение: все их длинные оси (которые астрономы называют главными осями) были примерно выровнены.

Не совсем параллельно, но достаточно близко, чтобы возникло подозрение, что происходит что-то неслучайное. В 2016 году астрономы из Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майк Браун (полное раскрытие: Браун - мой личный друг) опубликовали статью, в которой показали, что орбиты этих объектов были не только выровнены по ориентации, но и имели одинаковую степень наклона относительно орбиты Земли.

Они пришли к выводу, что вероятность такого совпадения в такой небольшой выборке составляет менее 1 процента.

Далее они утверждали, что причиной может быть планетарный объект, масса которого в 10 раз превышает массу Земли, и его гравитация со временем воздействует на эти удаленные ледяные тела, выравнивая их.

Несколько иронично они дали этой гипотетической планете прозвище Девятая планета (или P9), немного подшучивая над астрономами, все еще недовольными тем, что Международный астрономический союз понизил статус планеты Плутон в 2006 году. И раз уж я заговорил об этом, я добавлю, что не думаю, что “планета” — это то, что нам нужно определять; если это вообще можно определить.

Как бы то ни было, со временем появились новые косвенные доказательства существования P9, в частности, небольшой наклон оси вращения Солнца, ни одно из которых не было окончательным, но все они были достаточно любопытными, чтобы заставить астрономов искать виновника.

Тем не менее, все косвенные свидетельства, имеющиеся в мире (или мирах), не сводятся к единственному прямому наблюдению за планетой.

Многие телескопы проводят обзоры неба, производя широкоугольные съемки,наносятся на карту большие участки космоса в поисках того, что астрономы называют “переходными процессами”: объектов, которые со временем меняют яркость или положение.

К ним относятся взрывающиеся звезды, черные дыры, периодически поглощающие материю, астероиды и, возможно, Девятая планета.

Браун и Батыгин возглавили работу по анализу поисковых данных. Вместе со своим коллегой Мэтью Холманом они опубликовали свои последние результаты в апрельском номере журнала Astronomical Journal за 2024 год.

Используя выравнивания TNO и работая в обратном направлении, они вычислили наиболее вероятную орбиту P9, рассчитав ее приблизительную форму и ориентацию в пространстве.

К сожалению, фактическое положение возможной планеты на ее орбите не определено. Это означает, что она может находиться в любом месте на своем пути вокруг Солнца, из-за чего значительная часть космоса все еще потенциально скрывает Девятую планету.

Астрономы изучили множество предыдущих снимков космоса в поисках этого исторического открытия. У вы, результаты наблюдений в рамках программы Dark Energy Survey (DES) оказались отрицательными, уже после обследования примерно 10 процентов пространства, где потенциально могла бы находится Девятая планета.

Далее, 56 процентов "возможного пространства" было исключено при анализе данных за три года, полученных также из центра временных исследований Цвикки (ZTF).

Наконец, они обратились к исследованию Pan-STARRS1, которое проводилось с 2009 по 2015 год и охватывало три четверти всего неба, видимого в телескоп на вершине Халеакалы на острове Мауи.

Астрономы проанализировали данные в поисках движущегося объекта, который соответствовал бы предсказанному поведению Девятой планеты.

Это непростая задача; первоначально они обнаружили 1,3 миллиарда объектов, но, используя различные методы, смогли сократить их число до 244 миллионов. На обработку этих данных компьютеру по-прежнему требовались месяцы.

К сожалению, ни одна планета не была представлена в данных. В совокупности с обзорами DES и ZTF (и с учетом совпадений в охвате) астрономы на данный момент устранили 78 процентов скрытых объектов P9.

Это увеличивает вероятность того, что предполагаемая планета существует. Но, несмотря на то, что ее нет, она не исключена.

На 22 процентах неба, где он все еще может скрываться, находится большой кусок, который выходит на плоскость нашей галактики Млечный Путь, где звезды расположены гораздо плотнее, что затрудняет поиск. Если он там и есть, то хорошо спрятан.

Однако обсерватория Веры Рубин, которая, как ожидается, полностью заработает в 2025 году, сможет эффективно искать эти точки на небе, так что, возможно, вскоре мы узнаем, что происходит с P9.

"Думаю ли я лично, что она существует? Как ученый, я не могу сказать однозначно. Но как человек я с готовностью признаю, что хочу, чтобы она была где-то там. Еще одна планета в Солнечной системе! Мы бы многое узнали об этом отдаленном регионе, и это продвинуло бы наше понимание того, как формировалась и эволюционировала Солнечная система на протяжении тысячелетий", - признается Филип Плейт.

Дело осложняется тем, что даже если астрономы не найдут P9, это не значит, что его никогда не существовало; странное расположение планет во внешней части Солнечной системы, возможно, возникло в далеком прошлом, но тогда гравитация проходящей поблизости звезды могла в конечном итоге выбросить планету из нашей солнечной системы.

Или же он может быть где-то там, холодный и темный, и просто ждать, когда мы заметим его слабое свечение в отраженном свете ужасно далекого солнца.

Даже если считать Плутон, прошло почти столетие с тех пор, как была открыта новая планета Солнечной системы, а если не считать ее, то почти два столетия. Так или иначе, мы скоро узнаем об этом.