Колко от тях. Учените обявяват откриването на деветата планета Ново небесно тяло в Слънчевата система

Около 30 създадени от човека космически кораба в нашата Слънчева система в момента събират информация за нашата планета и нейните околности. Всяка година се събират доказателства, които подкрепят някои теории, докато избутват други встрани. Ето някои от най-интересните факти, които успяхме да научим за нашата слънчева система през 2016 г.

Юпитер и Сатурн хвърлят комети към нас

През 1994 г. целият свят наблюдава как кометата Шумейкър-Леви 9 се разбива в Юпитер и „оставя следа с размерите на Земята, която продължава една година“. Тогава астрономите с радост говореха, че Юпитер ни предпазва от комети и астероиди.

Благодарение на масивното си гравитационно поле се смяташе, че Юпитер привлича повечето от тези заплахи, преди да достигнат Земята. Но скорошно проучване показа, че точно обратното може да е вярно и цялата тази идея за "щит на Юпитер" не е вярна.

Симулации в лабораторията за реактивно задвижване на НАСА в Пасадена показаха, че Юпитер и Сатурн най-вероятно изхвърлят космически отпадъци във вътрешната слънчева система и в орбити, които ги поставят на пътя на Земята. Оказва се, че планетите-гиганти ни бомбардират с комети и астероиди.

Добрата новина е, че кометите, бомбардирали Земята по време на етапите на нейното развитие, може да са „носели летливи вещества от външната слънчева система, необходими за формирането на живот“.

Плутон има течна вода

В покрайнините на известната Слънчева система космическият кораб на НАСА New Horizons разкрива странни неща за далечната планета джудже Плутон. Преди всичко е интересно, че Плутон има течен океан.

Наличието на линии на фрактура и анализът на голям кратер, наречен Sputnik Planum, доведоха изследователите до модел, който показва, че Плутон има течен океан с дебелина 100 километра с 30% съдържание на сол под ледена обвивка с дебелина 300 километра. То е почти толкова солено, колкото Мъртво море.

Ако океанът на Плутон беше в процес на замръзване, тогава планетата би трябвало да се свие. Но изглежда, че се разширява. Учените подозират, че в ядрото е останала достатъчно радиоактивност, за да осигури поне малко топлина. Дебелите слоеве екзотичен повърхностен лед действат като изолатор, а вероятно наличието на амоняк действа като антифриз.

Ядрата на Нептун и Уран са обвити в пластмаса

Откъде знаете какво се крие под облаците на далечни газови гиганти, където атмосферното налягане е девет милиона пъти по-високо от това на Земята? математика! Учените използваха алгоритъма USPEX, за да осигурят възможна картина на случващото се под облаците на тези слабо разбрани планети.

Знаейки, че Нептун и Уран са съставени предимно от кислород, въглерод и водород, учените са включили изчисления, за да определят странните химични процеси, които може да се случват там. Резултатът е екзотични полимери, органични пластмаси, кристален въглероден диоксид и орто-въглеродна киселина (известна още като "киселина на Хитлер", тъй като атомната й структура прилича на свастика), увити около твърдо вътрешно ядро.

Докато търсят извънземен живот на Титан и Европа, учените се надяват, че водата може да е реагирала със скали в органични процеси. Но ако вътрешното ядро ​​е обвито в екзотични кристали и пластмаси, някои неща ще трябва да бъдат преразгледани.

Меркурий има огромен Гранд Каньон

Ако е имало вулканична активност на Венера и Марс дори преди няколко милиона години, изглежда, че бебето Меркурий се е успокоило преди 3-4 милиарда години. Планетата се охлади, започна да се свива и напуква.

В процеса се появи масивна пукнатина, която учените наричат ​​„голямата долина“. Според учени от университета в Мериленд:

„Долината е широка 400 километра и дълга 965 километра, със стръмни склонове, които проникват на 3 километра под околния терен. За сравнение, ако "голямата долина" на Меркурий съществуваше на Земята, тя щеше да бъде два пъти по-дълбока от Гранд Каньон и да се простира от Вашингтон до Ню Йорк и Детройт далеч на запад."

На малка планета с обиколка от само 4800 километра такава голяма долина прилича повече на ужасен белег по лицето.

Венера някога е била обитаема

Венера е единствената планета, която се върти назад. При 460 градуса по Целзий повърхността й е достатъчно гореща, за да разтопи олово, а самата планета е обвита в облаци от сярна киселина. Но един ден Венера може би е успяла да поддържа живота.

Преди повече от четири милиарда години Венера е имала океани. Всъщност се смята, че на планетата има вода от повече от два милиарда години. Днес Венера е много суха и изобщо няма водна пара. Слънчевият вятър отвя всичко.

Атмосферата на Венера излъчва голямо електрическо поле, пет пъти по-силно от земното. Това поле също е достатъчно силно, за да преодолее гравитацията на Венера и да изтласка водорода и кислорода в горните слоеве на атмосферата, където слънчевите ветрове ги издухват.

Учените не знаят защо електрическото поле на Венера е толкова силно, но може да е, защото Венера е по-близо до Слънцето.

Земята се захранва от луната

Земята е заобиколена от магнитно поле, което ни предпазва от заредени частици и вредни лъчения. Ако не беше това, щяхме да бъдем изложени на космически лъчи 1000 пъти по-силни от тези, които са сега. Нашите компютри и електроника щяха да се запържат моментално. Затова е страхотно, че гигантска топка от разтопено желязо се върти в центъра на нашата планета. Доскоро учените не бяха сигурни защо продължава да се върти. В крайна сметка трябва да се охлади и да се забави.

Но през последните 4,3 милиарда години той се е охладил само с 300 градуса по Целзий. Така загубихме доста топлина, която не играеше особена роля за магнитното поле. Сега учените вярват, че орбитата на Луната поддържа въртенето на горещото ядро ​​на Земята, инжектирайки около 1000 милиарда вата енергия в ядрото. Луната може да е по-важна за нас, отколкото сме си мислили.

Пръстените на Сатурн са нови

От 1600 г. се води дебат за това колко пръстени на Сатурн съществуват и откъде идват. На теория Сатурн някога е имал повече спътници и някои от тях са се сблъсквали една с друга. В резултат на това се появи облак от отломки, който се разложи на пръстени и 62 спътника.

Наблюдавайки как Сатурн изтласква гейзерите от Енцелад, учените успяха да оценят относителната сила на влекача на газовия гигант. Тъй като всички спътници бяха хвърлени в по-дълги орбити, това позволи на учените да преценят грубо кога е възникнала кабала сред луните.

Числата показват, че пръстените на Сатурн нямат нищо общо с формирането на планетата преди четири милиарда години. Всъщност, с изключение на по-далечните спътници на Титан и Япет, големите луни на Сатурн изглежда са се образували през периода Креда, ерата на динозаврите.

В нашата околност има 15 000 много големи астероида.

През 2005 г. НАСА получи задачата да открие 90% от големите обекти в околоземното пространство до 2020 г. Досега агенцията е открила 90% от обектите, които са 915 метра или по-големи, но само 25% са 140 метра или повече.

През 2016 г., с 30 нови открития на седмица, НАСА откри своите 15 000 обекта. За справка: през 1998 г. агенцията откри само 30 нови обекта годишно. НАСА каталогизира всички комети и астероиди наоколо, за да сме сигурни, че знаем кога нещо е на път да ни удари. Понякога обаче метеорите изригват без предупреждение, като този, който избухна над Челябинск през 2013 г.

Умишлено разбихме устройството на комета

Космическият кораб Rosetta на Европейската космическа агенция обикаля около кометата 67P/Чурюмов-Герасименко в продължение на две години. Устройството събра данни и дори постави спускаемия апарат на повърхността, макар и не напълно успешно.

Тази 12-годишна мисия доведе до редица важни открития. Например, Розета открива аминокиселината глицин, основният градивен елемент на живота. Въпреки че отдавна се е предполагало, че аминокиселините са могли да се образуват в космоса в зората на Слънчевата система, те са били открити само благодарение на Розета.

Розета откри 60 молекули, 34 от които никога преди не са били открити на комета. Инструментите на космическия кораб също показаха значителна разлика в състава на водата на кометата и водата на Земята. Оказва се, че е малко вероятно водата на Земята да се е появила поради комети.

След успешна мисия, ESA блъсна кораба в комета.

Мистериите на Слънцето са решени

Всички планети и звезди имат магнитни полета, които се променят с времето. На Земята тези полета се преобръщат на всеки 200 000-300 000 години. Но сега са закъснели.

Всичко се случва по-бързо на Слънцето. На всеки около 11 години полярността на магнитното поле на Слънцето се променя. Това е придружено от период на повишена слънчева активност и слънчеви петна.

Колкото и да е странно, Венера, Земята и Юпитер се подравняват по това време. Учените смятат, че тези планети могат да влияят на Слънцето. Докато планетите се подравняват, тяхната гравитация се комбинира, за да предизвика приливен ефект върху слънчевата плазма, привличайки я и нарушавайки магнитното поле на слънцето, установи проучването.

Учени от Калифорнийския технологичен институт обявиха откритието. Досега никой не е виждал нов обект през телескоп. Според Майкъл Браун и Константин Батигин планетата е открита чрез анализ на данни за гравитационното смущение, което оказва върху други небесни тела. Името все още не й е дадено, но учените са успели да определят различни параметри. Тежи 10 пъти повече от Земята. Химичният състав на новата планета наподобява два газови гиганта – Уран и Нептун. Между другото, той е подобен на Нептун по своите размери и е дори по-далеч от слънцето от Плутон, който поради скромните си размери е загубил статута си на планета. Потвърждаването на съществуването на небесно тяло ще отнеме пет години. Учените са резервирали време в японска обсерватория на Хаваите. Вероятността тяхното откритие да е погрешно е 0,007 процента. Новата планета, ако откритието бъде признато, ще бъде деветата в Слънчевата система.

Слънчевата система изглежда има нова девета планета. Днес двама учени обявиха доказателства, че тяло с размерите почти на Нептун, но все още невиждано, обикаля около слънцето на всеки 15 000 години. По време на зараждането на Слънчевата система преди 4,5 милиарда години, казват те, гигантската планета е била изхвърлена от района на формиране на планети близо до слънцето. Забавена от газ, планетата се настани в далечна елиптична орбита, където се крие и днес.

Твърдението е най-силното досега във вековното търсене на "Планета X" отвъд Нептун. Търсенето е измъчвано от пресилени твърдения и дори откровено шарлатанство. Но новите доказателства идват от двойка уважавани планетарни учени, Константин Батигин и Майк Браун от Калифорнийския технологичен институт (Caltech) в Пасадена, които се подготвиха за неизбежния скептицизъм с подробни анализи на орбитите на други далечни обекти и месеци на компютърна работа. симулации. „Ако кажете „Имаме доказателства за Планета X“, почти всеки астроном ще каже: „Отново това? Тези момчета явно са луди.“ И аз бих казал“, казва Браун. Защо това е различно? Това е различно, защото този път сме прави."

ЛАНС ХАЯШИДА/КАЛТЕХ

Външни учени казват, че техните изчисления се подреждат и изразяват смесица от предпазливост и вълнение от резултата. „Не бих могъл да си представя по-голяма сделка, ако – и разбира се, това е удебелено „ако“ – ако се окаже, че е правилно“, казва Грегъри Лафлин, планетарен учен от Калифорнийския университет (UC), Санта Круз. "Това, което е вълнуващо в него, е откриваемо."

Батигин и Браун заключиха за присъствието му от особеното струпване на шест по-рано известни обекта, които орбитират отвъд Нептун. Те казват, че има само 0,007% шанс, или около един на 15 000, групирането да е съвпадение. Вместо това, казват те, планета с маса от 10 Земи е прехвърлила шестте обекта в техните странни елиптични орбити, наклонени извън равнината на Слънчевата система.

Орбитата на предполагаемата планета е наклонена по подобен начин, както и разтеглена до разстояния, които ще взривят предишните представи за Слънчевата система. Най-близкият му подход до слънцето е седем пъти по-далеч от Нептун или 200 астрономически единици (AUs). (АЕ е разстоянието между Земята и Слънцето, около 150 милиона километра.) А Планета X може да се движи до 600 до 1200 AU, далеч отвъд пояса на Кайпер, региона на малки ледени светове, който започва от ръба на Нептун на около 30 AU

Ако Планета X е там, казват Браун и Батигин, астрономите трябва да намерят повече обекти в издайнически орбити, оформени от притеглянето на скрития гигант. Но Браун знае, че никой наистина няма да повярва в откритието, докато самата Планета X не се появи във визьора на телескопа. „Докато има директно откриване, това е хипотеза – дори потенциално много добра хипотеза“, казва той. Екипът разполага с време за единия голям телескоп в Хавай, който е подходящ за търсене, и се надяват други астрономи да се присъединят към лова.

Батигин и Браун публикуваха резултата днес в Астрономически вестник. Алесандро Морбидели, планетарен динамик в Обсерваторията в Ница във Франция, извърши партньорската проверка за статията. В изявление той казва, че Батигин и Браун са направили „много солиден аргумент“ и че е „доста убеден в съществуването на далечна планета“.

Защитаването на нова девета планета е иронична роля за Браун; той е по-известен като убиец на планети. Неговото откритие през 2005 г. на Ерис, отдалечен леден свят, почти със същия размер като Плутон, разкри, че това, което се вижда като най-външната планета, е само един от многото светове в пояса на Кайпер. Астрономите незабавно прекласифицираха Плутон като планета джудже - сага, разказана от Браун в книгата си Как убих Плутон.

Сега той се присъедини към вековното търсене на нови планети. Неговият метод – заключение за съществуването на Планета X от нейните призрачни гравитационни ефекти – има уважаван опит. През 1846 г. например френският математик Урбен Льо Верие предсказва съществуването на планета-гигант от нередности в орбитата на Уран. Астрономите от Берлинската обсерватория откриха новата планета Нептун, където трябваше да бъде, което предизвика медийна сензация.

Оставащите хълцания в орбитата на Уран накараха учените да мислят, че може да има още една планета и през 1906 г. Пърсивал Лоуел, богат магнат, започна търсенето на това, което той нарече "Планета X" в новата си обсерватория във Флагстаф, Аризона. През 1930 г. се появи Плутон, но той беше твърде малък, за да тегли значимо Уран. Повече от половин век по-късно нови изчисления, базирани на измервания от космическия кораб Вояджър, разкриха, че орбитите на Уран и Нептун са добре сами по себе си: Планета X не беше необходима.

И все пак очарованието на Планета X продължи. През 80-те години на миналия век, например, изследователите предполагат, че невиждана звезда кафяво джудже може да причини периодични изчезвания на Земята, като задейства стрелба от комети. През 90-те години на миналия век учените призоваха планета с размерите на Юпитер на ръба на Слънчевата система, за да обяснят произхода на някои странни комети. Само миналия месец изследователи твърдят, че са открили слабия микровълнов блясък на огромна скалиста планета на около 300 AU, използвайки набор от телескопни чинии в Чили, наречен Atacama Large Millimeter Array (ALMA). (Браун беше един от многото скептици, отбелязвайки, че тясното зрително поле на ALMA прави шансовете за намиране на такъв обект да изчезват.)

Браун получава първата си представа за настоящата си кариера през 2003 г., когато ръководи екип, който открива Седна, обект, малко по-малък от Ерис и Плутон. Странната, далечна орбита на Седна го направи най-отдалеченият известен обект в Слънчевата система по това време. Неговият перихелий, или най-близката точка до слънцето, се намираше на 76 AU, отвъд пояса на Кайпер и далеч извън влиянието на гравитацията на Нептун. Изводът беше ясен: нещо масивно, далеч отвъд Нептун, трябва да е изтеглило Седна в далечната й орбита.

(ДАННИ) JPL; БАТИГИН И КАФЯВ/КАЛТЕХ; (ДИАГРАМА) A. CUADRA/ НАУКА

Това нещо не трябва да е планета. Гравитационният тласък на Седна може да дойде от преминаваща звезда или от някой от многото други звездни разсадници, които заобикаляха зараждащото се слънце по време на формирането на Слънчевата система.

Оттогава шепа други ледени обекти се появиха в подобни орбити. Като комбинира Седна с петима други чудаци, Браун казва, че е изключил звездите като невидимо влияние: Само планета може да обясни такива странни орбити. От трите му големи открития – Ерис, Седна и сега, потенциално, Planet X-Brown казва, че последното е най-сензационното. Убиването на Плутон беше забавно. Намирането на Седна беше научно интересно“, казва той. "Но този, този е главата и раменете над всичко останало."

Браун и Батигин бяха почти пребити до удар. Години наред Седна беше самотна улика за смущение отвъд Нептун. Тогава, през 2014 г., Скот Шепард и Чад Трухильо (бивш аспирант на Браун) публикуваха документ, описващ откриването на VP113, друг обект, който никога не се доближава до слънцето. Шепард от Института за наука Карнеги във Вашингтон и Трухильо от обсерваторията Gemini в Хавай бяха добре наясно с последствията. Те започнаха да изследват орбитите на двата обекта, заедно с 10 други странни неща. Те забелязали, че в перихелия всички се приближават много близо до равнината на слънчевата система, в която Земята обикаля, наречена еклиптика. В доклад Шепард и Трухильо посочиха особеното струпване и повдигнаха възможността далечна голяма планета да е заселила обектите близо до еклиптиката. Но те не натискаха резултата повече.

По-късно същата година в Калтех Батигин и Браун започнаха да обсъждат резултатите. Начертавайки орбитите на далечните обекти, казва Батигин, те са разбрали, че моделът, който Шепард и Трухильо са забелязали, „е само половината от историята“. Обектите не само са били близо до еклиптиката в перихелия, но и техните перихелии са били физически групирани в пространството (виж диаграмата по-горе).

През следващата година дуото тайно обсъждаше модела и какво означава той. Това беше лесна връзка и уменията им се допълваха взаимно. Батигин, 29-годишен компютърен модел, който се занимава с учудващо дете, отиде в колежа в UC Santa Cruz заради плажа и шанса да свири в рок група. Но той остави своя отпечатък там, като моделира съдбата на Слънчевата система в продължение на милиарди години, показвайки, че в редки случаи тя е нестабилна: Меркурий може да се потопи в слънцето или да се сблъска с Венера. „Това беше невероятно постижение за студент“, казва Лафлин, който работи с него по това време.

50-годишният Браун е наблюдателният астроном, с усет към драматични открития и увереност, която да съвпада. Той носи къси панталони и сандали на работа, поставя краката си на бюрото си и има ветреност, която прикрива интензивността и амбицията. Той има програма, която е готова да отсее за Планета X данни от голям телескоп в момента, в който те станат публично достъпни по-късно тази година.

Офисите им са на няколко врати един от друг. „Диванът ми е по-хубав, така че сме склонни да говорим повече в офиса ми“, казва Батигин. "Ние сме склонни да разглеждаме повече данни в Mike's." Те дори станаха приятели за упражнения и обсъждаха идеите си, докато чакаха да влязат във водата на триатлон в Лос Анджелис, Калифорния, през пролетта на 2015 г.

Първо, те прехвърлиха дузината обекта, изследвани от Шепард и Трухильо, до шестте най-отдалечени, открити чрез шест различни проучвания на шест различни телескопа. Това направи по-малко вероятно струпването да се дължи на отклонение в наблюдението, като например насочване на телескоп към определена част от небето.

Батигин започна да засява моделите на слънчевата си система с планети Х с различни размери и орбити, за да види коя версия най-добре обяснява пътищата на обектите. Някои от работата на компютъра отне месеци. Появи се предпочитан размер за Планета X - между пет и 15 земни маси - както и предпочитана орбита: антиподравнена в пространството от шестте малки обекта, така че нейният перихелий е в същата посока като афелия на шестте обекта или най-отдалечената точка от слънцето. Орбитите на шестте пресичат тази на Планета X, но не и когато големият побойник е наблизо и може да ги наруши. Окончателното прозрение дойде преди 2 месеца, когато симулациите на Батигин показаха, че Планета X също трябва да извайва орбитите на обекти, които се вмъкват в Слънчевата система отгоре и отдолу, почти ортогонални на еклиптиката. „Това предизвика този спомен“, казва Браун. — Виждал съм тези предмети и преди. Оказва се, че от 2002 г. насам са открити пет от тези силно наклонени обекта от пояса на Кайпер и произходът им е до голяма степен необяснен. „Те не само са там, но са точно на местата, които предвидихме“, казва Браун. "Тогава разбрах, че това не е просто интересна и добра идея - това всъщност е реално."

Шепард, който с Трухильо също е подозирал невиждана планета, казва, че Батигин и Браун „издигнаха нашия резултат на следващото ниво. …Те навлязоха дълбоко в динамиката, нещо, с което Чад и аз не сме много добри. Ето защо мисля, че това е вълнуващо."

Други, като планетарния учен Дейв Джуит, който откри пояса на Кайпер, са по-предпазливи. Вероятността от 0,007% групирането на шестте обекта да е случайно дава на планетата статистическа значимост от 3,8 сигма - отвъд прага от 3 сигма, който обикновено се изисква да се приема сериозно, но по-малко от 5 сигма, който понякога се използва в области като физика на елементарните частици. Това тревожи Джуит, който е виждал как много резултати от 3-сигма изчезват преди. Като намалиха дузината обекта, изследвани от Шепард и Трухильо до шест за техния анализ, Батигин и Браун отслабиха твърдението си, казва той. „Притеснявам се, че откриването на един нов обект, който не е в групата, ще унищожи цялата сграда“, казва Джуит, който е в UC Los Angeles. "Това е игра на пръчки само с шест пръчки."

(ИЗОБРАЖЕНИЯ) WIKIMEDIA COMMONS; НАСА/JPL-CALTECH; A. CUADRA/ НАУКА ; НАСА/JHUAPL/SWRI; (ДИАГРАМА) A. CUADRA/ НАУКА

На пръв поглед друг потенциален проблем идва от Widefield Infrared Survey Explorer (WISE) на НАСА, спътник, който завърши проучване на цялото небе, търсейки топлината на кафяви джуджета или планети-гиганти. Според проучване от 2013 г. на Кевин Луман, астроном от Пенсилванския държавен университет, Юнивърсити Парк, то изключи съществуването на планета от Сатурн или по-голяма. Но Луман отбелязва, че ако Планета X е с размери на Нептун или по-малка, както казват Батигин и Браун, WISE би го пропуснал. Той казва, че има малък шанс за откриване в друг набор от данни WISE при по-дълги дължини на вълната - чувствителни към по-хладно излъчване - които са събрани за 20% от небето. Луман сега анализира тези данни.

Дори ако Батигин и Браун успеят да убедят други астрономи, че Планета X съществува, те са изправени пред друго предизвикателство: да обяснят как се е оказала толкова далеч от слънцето. На такива разстояния протопланетарният диск от прах и газ вероятно е бил твърде тънък, за да подхранва растежа на планетата. И дори Планета X да се закрепи като планетезимал, тя щеше да се движи твърде бавно в огромната си, мързелива орбита, за да събере достатъчно материал, за да се превърне в гигант.

Вместо това Батигин и Браун предполагат, че Планета X се е образувала много по-близо до слънцето, заедно с Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Компютърните модели показват, че ранната слънчева система е била бурна маса за билярд, с десетки или дори стотици планетарни градивни блокове с размерите на Земята, подскачащи наоколо. Друга ембрионална гигантска планета лесно би могла да се образува там, само за да бъде изстреляна навън от гравитационен удар от друг газов гигант.

По-трудно е да се обясни защо Планета X не се е върнала обратно към мястото, откъдето е започнала, или не е напуснала изцяло Слънчевата система. Но Батигин казва, че остатъчният газ в протопланетарния диск може да е упражнил достатъчно съпротивление, за да забави планетата достатъчно, за да се установи в далечна орбита и да остане в Слънчевата система. Това би могло да се случи, ако изхвърлянето се случи, когато слънчевата система е била на възраст между 3 милиона и 10 милиона години, казва той, преди целият газ в диска да бъде изгубен в космоса.

Хал Левисън, планетарен динамик в Югозападния изследователски институт в Боулдър, Колорадо, е съгласен, че нещо трябва да създава орбиталното подравняване, което Батигин и Браун са открили. Но той казва, че историята на произхода, която са разработили за Планета X, и техните специални молби за изхвърляне със забавен газ се добавят към „събитие с ниска вероятност“. Други изследователи са по-позитивни. Предложеният сценарий е правдоподобен, казва Лафлин. „Обикновено неща като това са грешни, но аз съм наистина развълнуван от това“, казва той. — По-добре е от хвърляне на монета.

Всичко това означава, че Планета X ще остане в неизвестност, докато действително бъде намерена.

Астрономите имат някои добри идеи за това къде да търсят, но откриването на новата планета няма да е лесно. Тъй като обектите в силно елиптични орбити се движат най-бързо, когато са близо до слънцето, Планета X прекарва много малко време на 200 AU. И ако беше там точно сега, казва Браун, щеше да е толкова ярко, че астрономите вероятно вече щяха да го забележат.

Вместо това, Планета X вероятно ще прекара по-голямата част от времето си близо до афелий, бавно се движи на разстояния между 600 и 1200 AU. Повечето телескопи, способни да виждат мрачен обект на такива разстояния, като космическия телескоп Хъбъл или 10-метровите телескопи Кек в Хавай, имат изключително малки зрителни полета. Би било като да търсиш игла в купа сено, като надничаш през сламка за пиене.

Един телескоп може да помогне: Subaru, 8-метров телескоп в Хавай, който е собственост на Япония. Той има достатъчно площ за събиране на светлина, за да открие такъв слаб обект, в съчетание с огромно зрително поле - 75 пъти по-голямо от това на телескопа Keck. Това позволява на астрономите да сканират големи участъци от небето всяка вечер. Батигин и Браун използват Субару, за да търсят Планета Х и координират усилията си с някогашните си конкуренти Шепард и Трухильо, които също се присъединиха към лова със Субару. Браун казва, че ще отнеме около 5 години на двата екипа да претърсят по-голямата част от района, където може да дебне Планета X.

Телескоп Subaru, NAOJ

Ако търсенето успее, как трябва да се казва новият член на семейството на слънцето? Браун казва, че е твърде рано да се тревожи за това и стриктно избягва да предлага предложения. Засега той и Батигин я наричат ​​Planet Nine (а през последната година неофициално жаргон на Planet Phattie от 90-те за „готин“). Браун отбелязва, че нито Уран, нито Нептун – двете планети, открити в днешно време, са били наречени от техните откриватели и смята, че това вероятно е нещо добро. Той е по-голям от всеки един човек, казва той: „Това е нещо като да намериш нов континент на Земята“.

Той обаче е сигурен, че Планета Х-за разлика от Плутон-заслужава да бъде наречена планета. Нещо с размерите на Нептун в Слънчевата система? Дори не питай. — Никой не би оспорил това, дори аз.

Структурата на слънчевата система е доста проста. В центъра му е Слънцето - звезда, идеална за развитието на живота: не твърде гореща, но не твърде студена, не твърде ярка, но не твърде слаба, с дълъг живот и много умерена активност. По-близо до Слънцето са планетите от земната група, която освен Земята включва Меркурий, Венера и Марс. Тези планети са с относително ниска маса, но са съставени от каменисти скали, което им позволява да имат твърда повърхност. През последните години концепцията за обитаема зона набира популярност: това е името на интервала на разстояние от централната звезда, в рамките на който може да съществува течна вода на повърхността на земна планета. В Слънчевата система обитаемата зона се простира приблизително от орбитата на Венера до орбитата на Марс, но само Земята може да се похвали с течна вода (поне в значителни количества).

По-далеч от Слънцето са планетите-гиганти (Юпитер и Сатурн) и ледените гиганти (Уран и Нептун). Гигантите са значително по-масивни от земните планети, но тази маса се придобива от тях поради летливи съединения, поради което гигантите са значително по-малко плътни и им липсва твърда повърхност. Между последната планета от земната група - Марс - и първата планета-гигант - Юпитер - е главният астероиден пояс; зад последния леден гигант – Нептун – започва периферията на Слънчевата система. Преди имаше друга планета, Плутон, но през 2006 г. световната астрономическа общност реши, че Плутон не отговаря на реална планета по отношение на параметрите си, а сега най-далечната планета в Слънчевата система (известна!) е Нептун, в орбита 30 AU . от Слънцето (по-точно от 29,8 AU в перихелий до 30,4 AU в афелия).

Въпреки това доста дълго време много учени не са напускали идеята, че броят на планетите в Слънчевата система не спира на Нептун. Вярно е, че колкото по-далеч е планетата от Слънцето, толкова по-трудно е да се открие директно, но има и косвени начини. Единият е да се търси гравитационното влияние на невидима планета върху известните тела от транснептуновата област. По-специално, многократно са правени опити, първо, да се намерят модели в орбитите на дългопериодичните комети, и второ, да се обяснят тези модели с привличането на далечна гигантска планета. В по-екстремистки версии видимата периодичност в изчезването на живите организми на Земята или в честотата на метеоритно бомбардиране на нашата планета се счита за признак за наличието на далечна планета. Въпреки това, досега предположенията за неизвестни планети (Немезида, Тюхе и др.), базирани на тези закономерности и периодичност, не са намерили широко признание сред астрономическата общност. Не само обяснението, но и самото съществуване на закономерностите и периодичността, които трябва да бъдат обяснени, изглежда доста неубедително. Освен това, като правило, говорим за доста големи тела, може би много пъти по-масивни от Юпитер, които трябва да бъдат достъпни за съвременната технология за наблюдение.

Нов опит да се докаже съществуването на деветата планета също се основава на търсенето на признаци за нейното гравитационно влияние, но не върху дългопериодични комети, а върху обекти от пояса на Кайпер.

Колан на Кайпер

Поясът на Кайпер понякога се нарича общо всички обекти, обитаващи периферията на Слънчевата система. Но всъщност те са няколко динамично различни групи: класическият пояс на Кайпер, разпръснатият диск и резонансни обекти. Обектите от класическия пояс на Кайпер се въртят около Слънцето по орбити с малки наклони и ексцентриситети, тоест в орбити от "планетарен" тип. Разпръснатите дискови обекти се движат по удължени орбити с перихелия в областта на орбитата на Нептун, орбитите на резонансните обекти (сред тях Плутон) са в орбитален резонанс с Нептун.
Класическият пояс на Кайпер завършва доста рязко на около 50 AU. Вероятно именно там премина основната граница на разпределението на материята в Слънчевата система. И въпреки че обектите от разсеяния диск и резонансните обекти в афелия (точката на орбитата на небесно тяло, най-отдалечена от Слънцето) се отдалечават от Слънцето със стотици астрономически единици, в перихелий (точката на орбитата, която е най-близо до Слънцето) ) те са близо до Нептун, което показва, че и двете са свързани с общ произход с класическия пояс на Кайпер и са били „прикрепени“ към съвременните си орбити от гравитационното влияние на Нептун.

Откриването на Седна

Картината започна да се усложнява през 2003 г., когато беше открит транснептуновия обект (TNO) Sedna с перихелийно разстояние от 76 AU. Такова значително разстояние от Слънцето означава, че Седна не може да влезе в орбитата му в резултат на взаимодействие с Нептун и затова се предполагаше, че е представител на по-отдалечено население на Слънчевата система - хипотетичния облак на Оорт.

Известно време Седна беше единственият известен обект с такава орбита. Откриването на втория "седноид" през 2014 г. е докладвано от Чадуик Трухильо и Скот Шепард. Обектът 2012 VP113 се върти около Слънцето в орбита с перихелийно разстояние от 80,5 AU, тоест дори повече от това на Седна. Трухильо и Шепард забелязаха, че както Sedna, така и 2012 VP113 имат сходни стойности на аргумента за перихелий - ъгълът между посоките към перихелия и към възходящия възел на орбитата (точката на пресичането му с еклиптиката). Интересно е, че подобни стойности на аргумента за перихелий (340° ± 55°) са типични за всички обекти с големи полуоси, по-големи от 150 AU. и с перихелийни разстояния, по-големи от разстоянието в перихелий на Нептун. Трухильо и Шепард предполагат, че такова групиране на обекти близо до определена стойност на аргумента за перихелий може да бъде причинено от смущаващото действие на далечна масивна (няколко земни маси) планета.

Доказателство за Планета X

Доклад, публикуван през януари 2016 г. от Константин Батигин и Майкъл Браун от Калифорнийския технологичен институт, изследва възможността съществуването на неизвестна досега планета наистина може да обясни наблюдаваните параметри на далечни астероиди с подобни стойности на аргумента за перихелий. Авторите аналитично и числено изследват движението на пробните частици в периферията на Слънчевата система за период от 4 милиарда години под въздействието на смущаващо тяло с маса 10 земни маси в удължена орбита и показват, че наличието на такива тяло всъщност води до наблюдаваната конфигурация на TNO орбити със значителни полуоси и перихелийни разстояния. Освен това наличието на външна планета дава възможност да се обясни не само съществуването на Sedna и други TNO с подобни стойности на аргумента за перихелий.
Неочаквано за авторите в техните симулации, действието на смущаващото тяло обяснява съществуването на друга TNO популация, чийто произход досега остава неясен, а именно популацията на обекти от пояса на Кайпер в орбити с големи наклони. И накрая, работата на Батигин и Браун предсказва съществуването на обекти с големи разстояния от перихелий и други стойности на аргумента за перихелий, което осигурява допълнителна наблюдателна проверка на тяхната прогноза.

Перспективи за откриване на нова планета

Основният тест на последните изследвания, разбира се, трябва да бъде откриването на самия „смущател“ – самата планета, чието привличане, според авторите, определя разпределението на телата с перихелии извън класическия пояс на Кайпер. Задачата да го намерите е много трудна. Планетата X трябва да прекарва по-голямата част от времето близо до афелий, който може да бъде на повече от 1000 AU. от слънцето. Изчисленията показват възможното местоположение на планетата много приблизително - нейният афел е разположен приблизително в посока, обратна на посоката на афелиите на изследваните TNO, но орбиталният наклон не може да бъде определен от данните за наличните TNO с големи полуоси на орбитите. Така че прегледът на много голяма площ от небето, където може да се намира неизвестна планета, ще продължи много години. Търсенето може да стане по-лесно, ако бъдат открити други TNO, движещи се под влиянието на Планета X, което ще стесни диапазона от възможни стойности за нейните орбитални параметри.

WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) – космическият телескоп на НАСА, пуснат през 2009 г. за изследване на небето в инфрачервени лъчи, не може да види хипотетична планета. Аналог на Сатурн или Юпитер, WISE ще открие на разстояние до 30 000 AU, тоест повече от необходимото. Но оценките са направени специално за планетата-гигант със съответното собствено инфрачервено излъчване. Възможно е тези резултати да не достигат до леден гигант като Нептун или дори до по-малко масивна планета.
В момента всъщност има един телескоп, подходящ за търсене на Планета X, и това е японският телескоп Subaru на Хавайските острови. Благодарение на 8,2-метровото огледало, той събира много светлина и следователно има висока чувствителност, докато оборудването му ви позволява да правите снимки на доста големи участъци от небето (приблизително площта на пълната луна). Но дори и при тези условия ще са необходими няколко години, за да се проучи огромната площ от небето, където сега може да се намира Планета X. Ако не успее, може само да се надяваме на специализиран телескоп за проучване LSST, който в момента се строи в Чили. С огледало с диаметър 8,4 метра, той ще има зрително поле с диаметър 3,5° (седем пъти по-голямо от това на Subaru). В същото време наблюденията ще бъдат основната му задача, за разлика от Subaru, който работи по множество програми за наблюдение. Пускането в експлоатация на LSST се очаква в началото на 2020 г.

На 29 февруари, 2 и 4 март Академията PostNauka на Стария Арбат ще бъде домакин на интензивен курс на Владимир Сурдин „Слънчевата система: В търсене на резервна планета“ – 9 часа, които ще ви помогнат да разберете разнообразието на планетите и да разберете ако освен Земята има планети, подходящи за живот.