Koliko njih. Znanstvenici najavljuju otkriće devetog planeta Novo nebesko tijelo u Sunčevom sustavu

Oko 30 svemirskih letjelica koje je napravio čovjek u našem Sunčevom sustavu trenutno prikuplja informacije o našem planetu i njegovoj okolini. Svake se godine prikupljaju dokazi koji podupiru neke teorije dok druge guraju po strani. Evo nekih od najzanimljivijih činjenica koje smo uspjeli saznati o našem Sunčevom sustavu u 2016. godini.

Jupiter i Saturn bacaju komete na nas

Godine 1994. cijeli je svijet gledao kako se komet Shoemaker-Levy 9 srušio na Jupiter i "ostavio trag veličine Zemlje koji je trajao godinu dana". Tada su astronomi veselo pričali da nas Jupiter štiti od kometa i asteroida.

Zahvaljujući svom masivnom gravitacijskom polju, smatralo se da Jupiter privlači većinu ovih prijetnji prije nego što stignu do Zemlje. No, nedavna studija pokazala je da može biti točno suprotno, a cijela ova ideja o "Jupiterovom štitu" nije istinita.

Simulacije u NASA-inom Laboratoriju za mlazni pogon u Pasadeni pokazale su da Jupiter i Saturn najvjerojatnije bacaju svemirske krhotine u unutarnji Sunčev sustav i u orbite koje ih stavljaju na put Zemlje. Ispada da nas divovski planeti bombardiraju kometima i asteroidima.

Dobra vijest je da su kometi koji su bombardirali Zemlju tijekom njezinih razvojnih faza možda "nosili hlapljive tvari iz vanjskog Sunčevog sustava potrebne za formiranje života".

Pluton ima tekuću vodu

Na periferiji poznatog Sunčevog sustava NASA-ina letjelica New Horizons otkriva čudne stvari o udaljenom patuljastom planetu Plutonu. Prije svega, zanimljivo je da Pluton ima tekući ocean.

Prisutnost linija loma i analiza velikog kratera zvanog Sputnik Planum doveli su istraživače do modela koji pokazuje da Pluton ima tekući ocean debljine 100 kilometara s 30% udjela soli ispod 300 kilometara debele ledene školjke. Slano je otprilike kao Mrtvo more.

Da je Plutonov ocean u procesu smrzavanja, tada bi se planet morao skupiti. Ali izgleda da se širi. Znanstvenici sumnjaju da je u jezgri ostalo dovoljno radioaktivnosti da osigura barem malo topline. Debeli slojevi egzotičnog površinskog leda djeluju kao izolator, a vjerojatno prisutni amonijak djeluje kao antifriz.

Jezgre Neptuna i Urana omotane su plastikom

Kako znate što se nalazi ispod oblaka udaljenih plinskih divova, gdje je atmosferski tlak devet milijuna puta veći nego na Zemlji? Matematika! Znanstvenici su koristili USPEX algoritam kako bi pružili moguću sliku onoga što se događa ispod oblaka ovih slabo shvaćenih planeta.

Znajući da se Neptun i Uran uglavnom sastoje od kisika, ugljika i vodika, znanstvenici su uključili izračune kako bi utvrdili čudne kemijske procese koji bi se tamo mogli odvijati. Rezultat su egzotični polimeri, organska plastika, kristalni ugljični dioksid i ortougljična kiselina (poznata i kao "Hitlerova kiselina" jer njena atomska struktura podsjeća na svastiku) omotane oko čvrste unutarnje jezgre.

Dok tragaju za izvanzemaljskim životom na Titanu i Europi, znanstvenici se nadaju da je voda možda reagirala sa stijenama u organskim procesima. No, ako je unutarnja jezgra omotana egzotičnim kristalima i plastikom, neke stvari će se morati preispitati.

Merkur ima ogroman Grand Canyon

Ako je bilo vulkanske aktivnosti na Veneri i Marsu čak i prije nekoliko milijuna godina, izgleda da se beba Merkur smirila prije 3-4 milijarde godina. Planet se ohladio, počeo se skupljati i pucati.

Pritom se pojavila ogromna pukotina koju znanstvenici nazivaju "velika dolina". Prema znanstvenicima Sveučilišta Maryland:

“Dolina je široka 400 kilometara i duga 965 kilometara, sa strmim padinama koje prodiru 3 kilometra ispod okolnog terena. Za usporedbu, da "velika dolina" Merkura postoji na Zemlji, bila bi dvostruko dublja od Grand Canyona i protezala se od Washingtona DC do New Yorka i Detroita daleko na zapadu."

Na malenom planetu s opsegom od samo 4800 kilometara, tako velika dolina više liči na strašni ožiljak na licu.

Venera je nekada bila useljiva

Venera je jedini planet koji se okreće unatrag. Na 460 stupnjeva Celzija, njegova površina je dovoljno vruća da otopi olovo, a sam planet obavijen je oblacima sumporne kiseline. Ali jednog dana, Venera je možda mogla podržati život.

Prije više od četiri milijarde godina, Venera je imala oceane. Zapravo, vjeruje se da na planetu postoji voda više od dvije milijarde godina. Danas je Venera vrlo suha i uopće nema vodene pare. Sunčev solarni vjetar je sve to otpuhao.

Atmosfera Venere stvara veliko električno polje pet puta jače od Zemljinog. Ovo polje je također dovoljno snažno da prevlada gravitaciju Venere i potisne vodik i kisik u gornju atmosferu, gdje ih sunčevi vjetrovi otpuhuju.

Znanstvenici ne znaju zašto je Venerino električno polje tako jako, ali to bi moglo biti zato što je Venera bliža Suncu.

Zemlju napaja mjesec

Zemlja je okružena magnetskim poljem koje nas štiti od nabijenih čestica i štetnog zračenja. Da nije bilo toga, bili bismo izloženi kozmičkim zrakama 1000 puta jačim od onih koje su sada. Naša računala i elektronika odmah bi se spržili. Stoga je sjajno što se ogromna lopta rastaljenog željeza vrti u središtu našeg planeta. Donedavno znanstvenici nisu bili sigurni zašto se stalno vrti. Na kraju bi se trebao ohladiti i usporiti.

No, tijekom proteklih 4,3 milijarde godina ohladio se za samo 300 stupnjeva Celzija. Tako smo izgubili poprilično topline, što za magnetsko polje nije igralo posebnu ulogu. Znanstvenici sada vjeruju da Mjesečeva orbita podržava vruću jezgru Zemlje dok ona rotira, ubrizgavajući oko 1000 milijardi vata energije u jezgru. Mjesec nam je možda važniji nego što smo mislili.

Saturnovi prstenovi su novi

Od 1600-ih vodi se rasprava o tome koliko Saturnovih prstenova postoji i odakle su došli. U teoriji, Saturn je nekoć imao više mjeseci i neki od njih su se međusobno sudarili. Kao rezultat toga, pojavio se oblak krhotina, koji se raspao na prstenove i 62 satelita.

Gledajući kako Saturn istiskuje gejzire iz Enceladusa, znanstvenici su uspjeli procijeniti relativnu snagu tegljača plinskog diva. Budući da su svi sateliti bačeni u duže orbite, to je omogućilo znanstvenicima da grubo procijene kada se dogodila kabala među mjesecima.

Brojke su pokazale da Saturnovi prstenovi nemaju nikakve veze s formiranjem planeta prije četiri milijarde godina. Zapravo, s izuzetkom udaljenijih mjeseci Titana i Japeta, čini se da su Saturnovi veliki mjeseci nastali tijekom razdoblja krede, doba dinosaura.

U našoj blizini nalazi se 15.000 vrlo velikih asteroida.

Godine 2005. NASA je imala zadatak pronaći 90% velikih objekata u svemiru blizu Zemlje do 2020. godine. Agencija je do sada pronašla 90% objekata koji su 915 metara ili veći, ali samo 25% je 140 metara ili više.

U 2016., s 30 novih otkrića tjedno, NASA je otkrila svojih 15.000 objekata. Za referencu: 1998. godine agencija je pronašla samo 30 novih objekata godišnje. NASA katalogizira sve komete i asteroide u blizini kako bi bili sigurni da znamo kada će nas nešto pogoditi. Međutim, meteori ponekad eruptiraju bez upozorenja, poput onog koji je eksplodirao iznad Čeljabinska 2013. godine.

Namjerno smo srušili uređaj o komet

Letjelica Rosetta Europske svemirske agencije kružila je oko kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko dvije godine. Uređaj je prikupljao podatke i čak postavio lander na površinu, iako ne u potpunosti uspješno.

Ova 12-godišnja misija dovela je do brojnih važnih otkrića. Na primjer, Rosetta je otkrila aminokiselinu glicin, osnovnu građu života. Iako se dugo pretpostavljalo da su se aminokiseline mogle formirati u svemiru u zoru Sunčevog sustava, otkrivene su tek zahvaljujući Rosetti.

Rosetta je pronašla 60 molekula, od kojih 34 nikada prije nisu pronađene na kometu. Instrumenti letjelice također su pokazali značajnu razliku u sastavu vode kometa i Zemljine vode. Ispada da je malo vjerojatno da se voda na Zemlji pojavila zbog kometa.

Nakon uspješne misije, ESA je letjelicu srušila u komet.

Misterije Sunca riješene

Svi planeti i zvijezde imaju magnetska polja koja se mijenjaju tijekom vremena. Na Zemlji se ova polja okreću svakih 200.000-300.000 godina. Ali sada kasne.

Na Suncu se sve događa brže. Svakih 11 godina ili otprilike, polaritet Sunčevog magnetskog polja se obrne. To je popraćeno razdobljem povećane sunčeve aktivnosti i sunčevih pjega.

Čudno je da su Venera, Zemlja i Jupiter usklađeni u ovom trenutku. Znanstvenici vjeruju da ti planeti mogu utjecati na Sunce. Kako se planeti poravnavaju, njihova se gravitacija kombinira kako bi izazvala plimski učinak na sunčevu plazmu, uvlačeći je i ometajući sunčevo magnetsko polje, pokazalo je istraživanje.

Znanstvenici s Kalifornijskog instituta za tehnologiju objavili su ovo otkriće. Do sada nitko nije vidio novi objekt kroz teleskop. Prema Michaelu Brownu i Konstantinu Batyginu, planet je otkriven analizom podataka o gravitacijskoj perturbaciji koju vrši na drugim nebeskim tijelima. Ime joj još nije dano, ali znanstvenici su uspjeli odrediti različite parametre. Teži je 10 puta više od Zemlje. Kemijski sastav novog planeta podsjeća na dva plinska diva - Uran i Neptun. Inače, svojom je veličinom sličan Neptunu, a udaljen je od Sunca čak i od Plutona koji je zbog svoje skromne veličine izgubio status planeta. Potvrda postojanja nebeskog tijela trajat će pet godina. Znanstvenici su rezervirali vrijeme u japanskoj zvjezdarnici na Havajima. Vjerojatnost da je njihovo otkriće pogrešno je 0,007 posto. Novi planet, ako otkriće bude priznato, bit će deveti u Sunčevom sustavu.

Čini se da Sunčev sustav ima novi deveti planet. Danas su dva znanstvenika objavila dokaze da tijelo veličine Neptuna, ali još neviđeno, kruži oko Sunca svakih 15.000 godina. Tijekom djetinjstva Sunčevog sustava prije 4,5 milijardi godina, kažu, divovski planet je izbačen iz područja stvaranja planeta blizu Sunca. Usporen plinom, planet se smjestio u udaljenu eliptičnu orbitu, gdje vreba i danas.

Tvrdnja je najjača do sada u stoljetnoj potrazi za "Planetom X" iza Neptuna. Potraga je opterećena nategnutim tvrdnjama, pa čak i otvorenim nadriliječništvom. No, novi dokazi dolaze od para cijenjenih planetarnih znanstvenika, Konstantina Batygina i Mikea Browna s Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Caltech) u Pasadeni, koji su se pripremili za neizbježni skepticizam detaljnim analizama orbita drugih udaljenih objekata i mjesecima rada na računalu. simulacije. “Ako kažete: ‘Imamo dokaze za Planet X’, gotovo svaki astronom će reći: ‘Opet ovo? Ovi dečki su očito ludi.’ I ja bih”, kaže Brown. Zašto je ovo drugačije? Ovo je drugačije jer smo ovaj put u pravu."

LANCE HAYASHIDA/CALTECH

Izvanredni znanstvenici kažu da su njihovi izračuni složeni i izražavaju mješavinu opreza i uzbuđenja zbog rezultata. "Ne bih mogao zamisliti veću stvar ako - a to je, naravno, podebljano 'ako' - ako se pokaže da je točno", kaže Gregory Laughlin, planetarni znanstvenik sa Sveučilišta California (UC), Santa Cruz. "Ono što je uzbudljivo u tome, može se otkriti."

Batygin i Brown zaključili su njegovu prisutnost iz neobičnog skupljanja šest ranije poznatih objekata koji orbitiraju izvan Neptuna. Kažu da postoji samo 0,007% šanse, ili otprilike jedna od 15.000, da bi grupiranje moglo biti slučajnost. Umjesto toga, kažu, planet s masom od 10 Zemlja odveo je šest objekata u njihove čudne eliptične orbite, nagnute izvan ravnine Sunčevog sustava.

Orbita pretpostavljenog planeta je na sličan način nagnuta, kao i rastegnuta na udaljenosti koje će eksplodirati prethodne koncepcije Sunčevog sustava. Njegov najbliži pristup Suncu je sedam puta dalji od Neptuna, odnosno 200 astronomskih jedinica (AJ). (AU je udaljenost između Zemlje i Sunca, oko 150 milijuna kilometara.) A Planet X mogao bi lutati čak 600 do 1200 AJ, daleko izvan Kuiperovog pojasa, regije malih ledenih svjetova koja počinje na rubu Neptuna oko 30 AU

Ako je Planet X tamo vani, kažu Brown i Batygin, astronomi bi trebali pronaći više objekata u izdajničkim orbitama, oblikovanim povlačenjem skrivenog diva. Ali Brown zna da nitko zapravo neće vjerovati u otkriće sve dok se sam Planet X ne pojavi u tražilu teleskopa. "Dok ne dođe do izravnog otkrivanja, to je hipoteza - čak i potencijalno vrlo dobra hipoteza", kaže on. Tim ima vremena na jednom velikom teleskopu na Havajima koji je prikladan za potragu, a nadaju se da će se i drugi astronomi pridružiti lovu.

Batygin i Brown objavili su rezultate danas u The Astronomical Journal. Alessandro Morbidelli, planetarni dinamičar sa Opservatorija u Nici u Francuskoj, izvršio je recenziju rada. U izjavi kaže da su Batygin i Brown iznijeli "vrlo čvrst argument" i da je "prilično uvjeren u postojanje udaljenog planeta".

Zagovaranje novog devetog planeta ironična je uloga za Browna; poznatiji je kao ubojica planeta. Njegovo otkriće Eride 2005., udaljenog ledenog svijeta gotovo iste veličine kao Pluton, otkrilo je da je ono što se smatralo najudaljenijim planetom samo jedan od mnogih svjetova u Kuiperovom pojasu. Astronomi su odmah preklasificirali Pluton kao patuljasti planet - saga koju je Brown ispričao u svojoj knjizi Kako sam ubio Plutona.

Sada se pridružio stoljetnoj potrazi za novim planetima. Njegova metoda - zaključivanje postojanja Planeta X iz njegovih sablasnih gravitacijskih učinaka - ima respektabilne rezultate. Na primjer, 1846. godine francuski matematičar Urbain Le Verrier predvidio je postojanje divovskog planeta zbog nepravilnosti u orbiti Urana. Astronomi Berlinskog opservatorija pronašli su novi planet, Neptun, tamo gdje je trebao biti, što je izazvalo medijsku senzaciju.

Preostala štucanja u Uranovoj orbiti navela je znanstvenike na pomisao da bi još mogao postojati još jedan planet, a 1906. Percival Lowell, bogati tajkun, započeo je potragu za onim što je nazvao "Planet X" u svom novom opservatoriju u Flagstaffu u Arizoni. Godine 1930. pojavio se Pluton - ali bio je premalen da bi značajno povukao Uran. Više od pola stoljeća kasnije, novi izračuni temeljeni na mjerenjima svemirske letjelice Voyager otkrili su da su orbite Urana i Neptuna same po sebi bile u redu: Planet X nije bio potreban.

Ipak, privlačnost Planeta X je ostala. U 1980-ima, na primjer, istraživači su predložili da bi nevidljiva zvijezda smeđeg patuljka mogla uzrokovati periodična izumiranja na Zemlji izazivajući fusillade kometa. U 1990-ima, znanstvenici su pozvali planet veličine Jupitera na rubu Sunčevog sustava kako bi objasnili podrijetlo određenih čudnih kometa. Samo prošlog mjeseca, istraživači su tvrdili da su otkrili slabašni mikrovalni sjaj ogromnog stjenovitog planeta udaljenog oko 300 AJ, koristeći niz teleskopskih antena u Čileu pod nazivom Atacama Large Millimeter Array (ALMA). (Brown je bio jedan od mnogih skeptika, koji je primijetio da ALMA-ino usko vidno polje čini izglede za pronalazak takvog objekta neupitno malim.)

Brown je prvi nagovještaj svog trenutnog kamenoloma dobio 2003. godine, kada je predvodio tim koji je pronašao Sednu, objekt malo manji od Eris i Plutona. Sednina čudna, daleka orbita učinila ga je najudaljenijim poznatim objektom u Sunčevom sustavu u to vrijeme. Njegov perihel, ili najbliža točka Suncu, nalazila se na 76 AJ, iza Kuiperovog pojasa i daleko izvan utjecaja Neptunove gravitacije. Implikacija je bila jasna: Nešto masivno, daleko iza Neptuna, moralo je povući Sednu u njezinu daleku orbitu.

(DATA)JPL; BATYGIN I BROWN/CALTECH; (DIAGRAM) A. CUADRA/ ZNANOST

To nešto ne mora biti planet. Sednin gravitacijski pomak mogao je doći od zvijezde u prolazu ili iz nekog od mnogih drugih zvjezdanih rasadnika koji su okruživali sunce u nastajanju u vrijeme formiranja Sunčevog sustava.

Od tada se šačica drugih ledenih objekata pojavila u sličnim orbitama. Kombinirajući Sednu s pet drugih čudaka, Brown kaže da je isključio zvijezde kao nevidljivi utjecaj: Samo planet može objasniti tako čudne orbite. Od njegova tri glavna otkrića - Eris, Sedna i sada, potencijalno, Planet X-Brown kaže da je posljednje najsenzacionalnije. Ubijanje Plutona bilo je zabavno. Pronalaženje Sedne bilo je znanstveno zanimljivo”, kaže. "Ali ovaj, ovo je glava i ramena iznad svega."

Brown i Batygin su zamalo pretučeni. Godinama je Sedna bila usamljeni trag perturbacije s one strane Neptuna. Zatim, 2014., Scott Sheppard i Chad Trujillo (bivši student Brown's) objavili su rad koji opisuje otkriće VP113, još jednog objekta koji se nikada ne približava suncu. Sheppard, sa Carnegie Institution for Science u Washingtonu, D.C., i Trujillo, iz Gemini Opservatory na Havajima, bili su itekako svjesni implikacija. Počeli su ispitivati ​​orbite dvaju objekata zajedno s 10 drugih čudaka. Primijetili su da se u perihelu svi približavaju ravnini Sunčevog sustava u kojoj Zemlja kruži, zvanoj ekliptika. U jednom radu, Sheppard i Trujillo ukazali su na neobično zgrušavanje i iznijeli mogućnost da je udaljeni veliki planet naslagao objekte blizu ekliptike. Ali nisu dalje pritiskali rezultat.

Kasnije te godine, na Caltechu, Batygin i Brown počeli su raspravljati o rezultatima. Ucrtavajući orbite udaljenih objekata, kaže Batygin, shvatili su da je obrazac koji su Sheppard i Trujillo primijetili "samo pola priče". Ne samo da su objekti blizu ekliptike bili u periheliji, već su i njihovi periheliji bili fizički skupljeni u prostoru (vidi dijagram iznad).

Sljedećih godinu dana dvojac je potajno raspravljao o uzorku i što on znači. Bio je to lak odnos, a njihove su se vještine nadopunjavale. Batygin, 29-godišnji kompjuterski modeler, išao je na koledž na UC Santa Cruz zbog plaže i prilike svirati u rock bendu. No, on je tu ostavio svoj trag modelirajući sudbinu Sunčevog sustava tijekom milijardi godina, pokazujući da je, u rijetkim slučajevima, bio nestabilan: Merkur može zaroniti u Sunce ili se sudariti s Venerom. "To je bilo nevjerojatno postignuće za studenta", kaže Laughlin, koji je u to vrijeme radio s njim.

Brown, 50, je promatrački astronom, s njuhom za dramatična otkrića i samopouzdanjem. Na posao nosi kratke hlače i sandale, stavlja noge na stol i ima prozračnost koja prikriva intenzitet i ambiciju. On ima program koji je spreman za prikupljanje podataka za Planet X s velikog teleskopa u trenutku kada postanu javno dostupni kasnije ove godine.

Uredi su im nekoliko vrata niže jedan od drugog. "Moj kauč je ljepši, pa smo skloni više razgovarati u mom uredu", kaže Batygin. "Skloni smo više gledati podatke u Mike's." Čak su postali prijatelji za vježbanje i raspravljali o svojim idejama dok su čekali da uđu u vodu na triatlonu u Los Angelesu u Kaliforniji u proljeće 2015.

Najprije su odvojili desetak objekata koje su proučavali Sheppard i Trujillo na šest najudaljenijih otkrivenih šest različitih istraživanja na šest različitih teleskopa. To je smanjilo vjerojatnost da bi zgrušavanje moglo biti posljedica pristranosti promatranja kao što je usmjeravanje teleskopa na određeni dio neba.

Batygin je počeo zasijavati svoje modele Sunčevog sustava planetima X različitih veličina i orbita, kako bi vidio koja verzija najbolje objašnjava putanje objekata. Neki od računala su radili mjesecima. Pojavila se preferirana veličina za Planet X - između pet i 15 Zemljinih masa - kao i preferirana orbita: neusklađena u svemiru od šest malih objekata, tako da je njegov perihel u istom smjeru kao afel šest objekata, ili najudaljenija točka od sunca. Orbite šestorice križaju orbite Planeta X, ali ne kada je veliki nasilnik u blizini i mogao bi ih poremetiti. Konačno prosvećenje došlo je prije 2 mjeseca, kada su Batyginove simulacije pokazale da bi Planet X također trebao oblikovati orbite objekata koji upadaju u Sunčev sustav odozgo i odozdo, gotovo ortogonalno na ekliptiku. "To je izazvalo ovo sjećanje", kaže Brown. – Već sam vidio ove predmete. Ispostavilo se da je od 2002. godine otkriveno pet od ovih visoko nagnutih objekata Kuiperovog pojasa, a njihovo podrijetlo je uglavnom neobjašnjeno. "Ne samo da su tamo, nego su upravo na mjestima koja smo predvidjeli", kaže Brown. "Tada sam shvatio da ovo nije samo zanimljiva i dobra ideja - ovo je zapravo stvarno."

Sheppard, koji je s Trujillom također sumnjao na nevidljivi planet, kaže da su Batygin i Brown "podigli naš rezultat na sljedeću razinu. …Ušli su duboko u dinamiku, nešto u čemu Chad i ja nismo baš dobri. Zato mislim da je ovo uzbudljivo."

Drugi, poput planetarnog znanstvenika Davea Jewitta, koji je otkrio Kuiperov pojas, oprezniji su. Šansa od 0,007% da je grupiranje šest objekata slučajno daje tvrdnji planeta statističku značajnost od 3,8 sigma - iznad praga od 3 sigma koji se obično zahtijeva da se shvati ozbiljno, ali manje od 5 sigma koji se ponekad koristi u poljima kao što su fizika čestica. To zabrinjava Jewitta, koji je već vidio da je mnogo 3-sigma rezultata nestalo. Smanjivanjem desetak objekata koje su Sheppard i Trujillo pregledali na šest za njihovu analizu, Batygin i Brown su oslabili svoju tvrdnju, kaže on. "Brinem se da bi pronalazak jednog novog objekta koji nije u skupini uništio cijelu građevinu", kaže Jewitt, koji je na UC Los Angelesu. – To je igra palica sa samo šest štapova.

(SLIKE) WIKIMEDIA COMMONS; NASA/JPL-CALTECH; A. CUADRA/ ZNANOST ; NASA/JHUAPL/SWRI; (DIAGRAM) A. CUADRA/ ZNANOST

Na prvi pogled, još jedan potencijalni problem dolazi od NASA-inog Widefield Infrared Survey Explorer (WISE), satelita koji je završio istraživanje cijelog neba tražeći toplinu smeđih patuljaka ili divovskih planeta. Prema studiji Kevina Luhmana, astronoma sa Sveučilišta Pennsylvania State University, University Park iz 2013. godine, isključeno je postojanje Saturna ili većeg planeta udaljenog čak 10.000 AJ. Ali Luhman primjećuje da da je Planet X veličine Neptuna ili manji, kako kažu Batygin i Brown, WISE bi to propustio. Kaže da postoji mala šansa za detekciju u drugom skupu podataka WISE na dužim valnim duljinama - osjetljivom na hladnije zračenje - koji je prikupljen za 20% neba. Luhman sada analizira te podatke.

Čak i ako Batygin i Brown uspiju uvjeriti druge astronome da Planet X postoji, suočavaju se s još jednim izazovom: objasniti kako je završio tako daleko od Sunca. Na takvim udaljenostima, protoplanetarni disk prašine i plina vjerojatno je bio pretanak da bi potaknuo rast planeta. Čak i da je Planet X dobio uporište kao planetezimal, kretao bi se presporo u svojoj ogromnoj, lijenoj orbiti da prikupi dovoljno materijala da postane div.

Umjesto toga, Batygin i Brown predlažu da se Planet X formirao mnogo bliže Suncu, uz Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Računalni modeli su pokazali da je rani Sunčev sustav bio buran stol za biljar, s desecima ili čak stotinama planetarnih građevnih blokova veličine Zemlje koji su skakali okolo. Tamo se lako mogao formirati još jedan embrionalni divovski planet, samo da bi ga gravitacijski udar drugog plinovitog diva izbacio van.

Teže je objasniti zašto se Planet X nije ili vratio tamo gdje je započeo ili u potpunosti napustio Sunčev sustav. No, Batygin kaže da je preostali plin u protoplanetarnom disku možda imao dovoljno otpora da uspori planet tek toliko da se smjesti u udaljenu orbitu i ostane u Sunčevom sustavu. To se moglo dogoditi da se izbacivanje dogodilo kada je Sunčev sustav bio star između 3 milijuna i 10 milijuna godina, kaže on, prije nego što je sav plin iz diska izgubljen u svemiru.

Hal Levison, planetarni dinamičar na Southwest Research Instituteu u Boulderu, Colorado, slaže se da nešto mora stvarati orbitalno poravnanje koje su otkrili Batygin i Brown. Ali kaže da priča o podrijetlu koju su razvili za Planet X i njihova posebna molba za usporeno izbacivanje plina zbrajaju "događaj male vjerojatnosti". Drugi istraživači su pozitivniji. Predloženi scenarij je vjerojatan, kaže Laughlin. “Obično su ovakve stvari pogrešne, ali ja sam jako uzbuđen zbog ovoga”, kaže. – To je bolje od bacanja novčića.

Sve to znači da će Planet X ostati u limbu dok se stvarno ne pronađe.

Astronomi imaju neke dobre ideje o tome gdje tražiti, ali uočiti novi planet neće biti lako. Budući da se objekti u vrlo eliptičnim orbitama kreću najbrže kada su blizu Sunca, Planet X provodi vrlo malo vremena na 200 AJ. A da je tamo upravo sada, kaže Brown, bilo bi toliko svijetlo da bi ga astronomi vjerojatno već uočili.

Umjesto toga, Planet X vjerojatno će većinu svog vremena provoditi u blizini afela, polako hodajući na udaljenostima između 600 i 1200 AJ. Većina teleskopa koji mogu vidjeti zamućeni objekt na takvim udaljenostima, kao što je svemirski teleskop Hubble ili 10-metarski teleskopi Keck na Havajima, imaju izuzetno mala vidna polja. Bilo bi to kao da tražite iglu u plastu sijena gledajući kroz slamku za piće.

Jedan teleskop može pomoći: Subaru, 8-metarski teleskop na Havajima koji je u vlasništvu Japana. Ima dovoljno područja za prikupljanje svjetlosti da otkrije tako slab objekt, zajedno s ogromnim vidnim poljem - 75 puta većim od Keckovog teleskopa. To omogućuje astronomima da skeniraju velike dijelove neba svake noći. Batygin i Brown koriste Subaru da traže Planet X-i koordiniraju svoje napore sa svojim nekadašnjim konkurentima, Sheppardom i Trujillom, koji su se također pridružili lovu sa Subaruom. Brown kaže da će trebati oko 5 godina da dvije ekipe pretražuju većinu područja gdje bi Planet X mogao vrebati.

Subaru teleskop, NAOJ

Ako potraga uspije, kako bi se trebao zvati novi član Sunčeve obitelji? Brown kaže da je prerano brinuti o tome i skrupulozno izbjegava davati prijedloge. Za sada, on i Batygin to zovu Planet Nine (a posljednjih godinu dana, neformalno, Planet Phattie-1990-ih žargonski za "kul"). Brown napominje da ni Uran ni Neptun - dva planeta otkrivena u moderno doba - nisu na kraju dobili imena svojih otkrića, i smatra da je to vjerojatno dobra stvar. Veći je od bilo koje osobe, kaže on: "To je kao da pronađete novi kontinent na Zemlji."

Siguran je, međutim, da Planet X-za razliku od Plutona-zaslužuje da se zove planet. Nešto veličine Neptuna u Sunčevom sustavu? Nemoj ni pitati. – O ovome nitko ne bi raspravljao, čak ni ja.

Struktura Sunčevog sustava je prilično jednostavna. U njegovom središtu je Sunce - zvijezda idealna za razvoj života: ne prevruća, ali ni prehladna, ni presvijetla, ali ni presvjetla, s dugim životnim vijekom i vrlo umjerenom aktivnošću. Bliže Suncu su planeti zemaljske skupine, koja osim Zemlje uključuje Merkur, Veneru i Mars. Ovi planeti su relativno male mase, ali su sastavljeni od kamenih stijena, što im omogućuje čvrstu površinu. Posljednjih godina koncept nastanjive zone postaje sve popularniji: ovo je naziv za interval udaljenosti od središnje zvijezde, unutar kojeg tekuća voda može postojati na površini zemaljskog planeta. U Sunčevom sustavu zona pogodna za stanovanje proteže se otprilike od orbite Venere do orbite Marsa, ali tekućom vodom (barem u značajnim količinama) može se pohvaliti samo Zemlja.

Dalje od Sunca su divovski planeti (Jupiter i Saturn) i ledeni divovi (Uran i Neptun). Divovi su znatno masivniji od zemaljskih planeta, ali tu masu oni dobivaju zbog hlapljivih spojeva, zbog čega su divovi znatno manje gustoće i nemaju čvrstu površinu. Između posljednjeg planeta zemaljske skupine - Marsa - i prvog divovskog planeta - Jupitera - nalazi se glavni asteroidni pojas; iza posljednjeg ledenog diva – Neptuna – počinje periferija Sunčevog sustava. Prije je tamo postojao još jedan planet, Pluton, ali je 2006. svjetska astronomska zajednica odlučila da Pluton po svojim parametrima ne odgovara pravom planetu, a sada je najudaljeniji planet u Sunčevom sustavu (poznat!) Neptun, koji kruži 30 AU . od Sunca (točnije, od 29,8 AJ u perihelu do 30,4 AJ u afelu).

Međutim, dosta dugo vremena mnogi znanstvenici nisu napustili ideju da se broj planeta u Sunčevom sustavu ne zaustavlja na Neptunu. Istina, što je planet udaljeniji od Sunca, teže ga je izravno otkriti, ali postoje i neizravni načini. Jedan je tražiti gravitacijski utjecaj nevidljivog planeta na poznata tijela trans-neptunske regije. Konkretno, više puta su se pokušavali, prvo, pronaći uzorci u orbitama dugoperiodičnih kometa, i drugo, da se ti obrasci objasne privlačenjem udaljenog divovskog planeta. U ekstremnijim verzijama, prividna periodičnost izumiranja živih organizama na Zemlji ili učestalosti meteoritskog bombardiranja našeg planeta smatra se znakom prisutnosti udaljenog planeta. Međutim, do sada pretpostavke o nepoznatim planetima (Nemesis, Tyukhe, itd.), temeljene na tim pravilnostima i periodičnosti, nisu naišle na široko priznanje u astronomskoj zajednici. Ne samo objašnjenje, već i samo postojanje pravilnosti i periodičnosti koje treba objasniti izgleda prilično neuvjerljivo. Osim toga, u pravilu govorimo o prilično velikim tijelima, možda mnogo puta masivnijim od Jupitera, koja bi trebala biti dostupna modernoj tehnologiji promatranja.

Novi pokušaj dokazivanja postojanja devetog planeta također se temelji na traženju znakova njegovog gravitacijskog utjecaja, ali ne na dugoperiodične komete, već na objekte Kuiperovog pojasa.

Kuiperov pojas

Kuiperov pojas se ponekad zajednički naziva svim objektima koji nastanjuju periferiju Sunčevog sustava. Ali zapravo, radi se o nekoliko dinamički različitih skupina: klasični Kuiperov pojas, raspršeni disk i rezonantni objekti. Objekti klasičnog Kuiperovog pojasa kruže se oko Sunca u orbitama s malim nagibima i ekscentricitetima, odnosno u putanjama "planetarnog" tipa. Objekti raspršenog diska kreću se u izduženim orbitama s perihelijom u području Neptunove orbite, orbite rezonantnih objekata (među njima i Pluton) su u orbitalnoj rezonanciji s Neptunom.
Klasični Kuiperov pojas završava prilično naglo na oko 50 AU. Vjerojatno je tamo prošla glavna granica raspodjele materije u Sunčevom sustavu. I premda se objekti raspršenog diska i rezonantni objekti u afelu (točka putanje nebeskog tijela najdalje od Sunca) udaljavaju od Sunca za stotine astronomskih jedinica, u perihelu (točka orbite najbliže Suncu) ) blizu su Neptuna, što ukazuje na to da su oba povezana zajedničkog podrijetla s klasičnim Kuiperovim pojasom, te da su gravitacijskim utjecajem Neptuna "spojeni" na svoje moderne orbite.

Otkriće Sedne

Slika se počela komplicirati 2003. godine, kada je otkriven trans-neptunski objekt (TNO) Sedna s perihelijskom udaljenosti od 76 AJ. Tako značajna udaljenost od Sunca znači da Sedna nije mogla ući u njegovu orbitu kao rezultat interakcije s Neptunom, pa je postojala pretpostavka da se radi o predstavniku udaljenije populacije Sunčevog sustava - hipotetskom Oortovom oblaku.

Neko vrijeme Sedna je bila jedini poznati objekt s takvom orbitom. Otkriće drugog "sednoida" 2014. izvijestili su Chadwick Trujillo i Scott Sheppard. Objekt 2012 VP113 kruži oko Sunca u orbiti s perihelijskom udaljenosti od 80,5 AJ, što je čak i više od Sedne. Trujillo i Sheppard primijetili su da i Sedna i 2012 VP113 imaju slične vrijednosti argumenta perihela - kuta između smjerova na perihel i na uzlazni čvor orbite (točka njegova sjecišta s ekliptikom). Zanimljivo je da su slične vrijednosti argumenta perihela (340° ± 55°) tipične za sve objekte s velikim poluosima većim od 150 AJ. i s perihelijskim udaljenostima većim od perihelijske udaljenosti Neptuna. Trujillo i Sheppard sugerirali su da bi takvo grupiranje objekata blizu određene vrijednosti argumenta perihela moglo biti uzrokovano uznemirujućim djelovanjem udaljenog masivnog (nekoliko Zemljinih masa) planeta.

Dokazi za Planet X

Rad koji su u siječnju 2016. objavili Konstantin Batygin i Michael Brown s Kalifornijskog instituta za tehnologiju istražuje mogućnost da postojanje prethodno nepoznatog planeta doista može objasniti opažene parametre udaljenih asteroida sa sličnim vrijednostima argumenta perihela. Autori su analitički i numerički proučavali kretanje ispitnih čestica na periferiji Sunčevog sustava u razdoblju od 4 milijarde godina pod utjecajem perturbirajućeg tijela s masom od 10 zemaljskih masa u izduženoj orbiti i pokazali da prisutnost takvih tijelo zapravo dovodi do opažene konfiguracije TNO orbita sa značajnim velikim poluosima i perihelijskim udaljenostima. Štoviše, prisutnost vanjskog planeta omogućuje objašnjenje ne samo postojanja Sedne i drugih TNO sa sličnim vrijednostima argumenta perihela.
Neočekivano za autore u njihovim simulacijama, djelovanje uznemirujućeg tijela objasnilo je postojanje još jedne populacije TNO, čije podrijetlo do sada nije jasno, a to je populacija objekata Kuiperovog pojasa u orbitama s velikim nagibima. Konačno, rad Batygina i Browna predviđa postojanje objekata s velikim perihelijskim udaljenostima i drugim vrijednostima argumenta perihela, što pruža dodatnu promatračku provjeru njihovog predviđanja.

Izgledi za otkriće novog planeta

Glavni test novijih istraživanja, naravno, trebao bi biti otkriće samog "provocatora" - samog planeta čija privlačnost, prema autorima, određuje raspodjelu tijela s perihelima izvan klasičnog Kuiperovog pojasa. Zadatak pronalaženja je vrlo težak. Planet X trebao bi većinu vremena provoditi u blizini afela, koji može biti udaljen više od 1000 AJ. od sunca. Proračuni ukazuju na mogući položaj planeta vrlo približno - njegov se afel nalazi približno u smjeru suprotnom od smjera na afelima proučavanih TNO-ova, ali se orbitalni nagib ne može odrediti iz podataka o dostupnim TNO-ovima s velikim poluosama orbita. Tako će pregled vrlo velikog područja neba, na kojem se možda nalazi nepoznati planet, trajati mnogo godina. Potraga bi mogla postati lakša ako se otkriju drugi TNO-ovi koji se kreću pod utjecajem Planeta X, što će suziti raspon mogućih vrijednosti za njegove orbitalne parametre.

WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) - NASA-in svemirski teleskop, lansiran 2009. radi proučavanja neba u infracrvenom spektru, nije mogao vidjeti hipotetski planet. Analog Saturna ili Jupitera, WISE bi detektirao na udaljenosti do 30.000 AJ, odnosno više nego što je potrebno. Ali procjene su provedene posebno za divovski planet s odgovarajućim vlastitim IR zračenjem. Moguće je da se ovi rezultati ne odnose na ledenog diva poput Neptuna ili čak manje masivnog planeta.
Trenutno, naime, postoji jedan teleskop pogodan za traženje Planeta X, a to je japanski Subaru teleskop na Havajskim otocima. Zahvaljujući zrcalu od 8,2 metra, skuplja puno svjetla i stoga ima visoku osjetljivost, dok njegova oprema omogućuje snimanje prilično velikih područja neba (otprilike područje punog mjeseca). Ali čak i pod ovim uvjetima, trebat će nekoliko godina da se istraži ogromno područje neba na kojem bi se sada mogao nalaziti Planet X. Ako ne uspije, može se samo nadati specijaliziranom geodetskom teleskopu LSST, koji je trenutno u izgradnji u Čileu. Uz ogledalo promjera 8,4 metra, imat će vidno polje promjera 3,5° (sedam puta veće od Subaruovog). Istodobno, anketna promatranja bit će njegova glavna zadaća, za razliku od Subarua koji radi na brojnim programima promatranja. Puštanje u rad LSST-a očekuje se početkom 2020-ih.

U Akademiji PostNauka na Starom Arbatu 29. veljače, 2. i 4. ožujka održat će se intenzivni tečaj Vladimira Surdina "Sunčev sustav: U potrazi za rezervnom planetom" - 9 sati koji će vam pomoći da shvatite raznolikost planeta i saznate ako osim Zemlje postoje planeti pogodni za život .