Олардың қаншасы. Ғалымдар тоғызыншы планетаның ашылғанын жариялады Күн жүйесіндегі жаңа аспан денесі

Қазіргі уақытта біздің Күн жүйесіндегі 30-ға жуық адам жасаған ғарыш аппараттары біздің планетамыз және оның айналасы туралы ақпарат жинауда. Жыл сайын кейбір теорияларды қолдайтын, басқаларын шетке итеретін дәлелдер жиналады. Міне, біз 2016 жылы біздің күн жүйесі туралы біле алған ең қызықты фактілер.

Юпитер мен Сатурн бізге құйрықты жұлдыздарды лақтырады

1994 жылы бүкіл әлем Shoemaker-Levy 9 құйрықты жұлдызының Юпитерге құлап, «бір жылға созылған Жер өлшеміндегі із қалдырғанын» көрді. Содан кейін астрономдар Юпитер бізді кометалар мен астероидтардан қорғайды деп қуана айтты.

Үлкен гравитациялық өрістің арқасында Юпитер бұл қауіптердің көпшілігін Жерге жеткенге дейін тартады деп есептелді. Бірақ жақында жүргізілген зерттеу мұның бәрі керісінше болуы мүмкін екенін көрсетті және бұл «Юпитер қалқаны» идеясы дұрыс емес.

Пасаденадағы NASA реактивті қозғалыс зертханасындағы модельдеу Юпитер мен Сатурн ғарыш қалдықтарын ішкі күн жүйесіне және оларды Жердің жолына түсіретін орбитаға лақтыратынын көрсетті. Алып планеталар бізді кометалармен, астероидтармен атқылап жатыр екен.

Жақсы жаңалық мынада: Жерді өзінің даму кезеңдерінде бомбалаған кометалар «тіршіліктің пайда болуына қажетті сыртқы күн жүйесінен ұшқыш заттарды тасымалдаған».

Плутонда сұйық су бар

Белгілі күн жүйесінің шетінде NASA-ның New Horizons ғарыш кемесі алыстағы ергежейлі планета Плутон туралы оғаш нәрселерді ашады. Ең алдымен, Плутонның сұйық мұхиты бар екені қызық.

Сынық сызықтарының болуы және Sputnik Planum деп аталатын үлкен кратердің талдауы зерттеушілерді Плутонның қалыңдығы 300 шақырымдық мұз қабатының астында 30% тұзы бар 100 шақырымдық сұйық мұхит бар екенін көрсететін модельге әкелді. Ол өлі теңіздегідей тұзды.

Егер Плутон мұхиты қату процесінде болса, онда планета жиырылуы керек еді. Бірақ ол кеңейіп жатқан сияқты. Ғалымдар ядрода кем дегенде біраз жылу беру үшін жеткілікті радиоактивтілік қалды деп күдіктенеді. Экзотикалық беткі мұздың қалың қабаттары оқшаулағыш ретінде әрекет етеді, мүмкін аммиактың болуы антифриз ретінде әрекет етеді.

Нептун мен Уранның өзегі пластикпен оралған

Атмосфералық қысым Жердегіден тоғыз миллион есе жоғары болатын алыстағы газ алыптарының бұлттарының астында не жатқанын қайдан білесіз? Математика! Ғалымдар USPEX алгоритмін осы нашар түсінілген планеталардың бұлттарының астында не болып жатқанын көрсету үшін пайдаланды.

Нептун мен Уран негізінен оттегі, көміртек және сутектен тұратынын біле отырып, ғалымдар онда орын алуы мүмкін оғаш химиялық процестерді анықтау үшін есептеулер жүргізді. Нәтижесінде қатты ішкі ядроға оралған экзотикалық полимерлер, органикалық пластиктер, кристалдық көмірқышқыл газы және ортокөміртек қышқылы (атомдық құрылымы свастикаға ұқсайтындықтан, «Гитлер қышқылы» деп аталады).

Титан мен Еуропада жерүсті тіршілікті іздеу кезінде ғалымдар судың органикалық процестерде тау жыныстарымен әрекеттесуі мүмкін деп үміттенеді. Бірақ ішкі ядро ​​экзотикалық кристалдар мен пластмассаларға оралған болса, кейбір нәрселерді қайта қарауға тура келеді.

Меркурийде үлкен Үлкен каньон бар

Егер бірнеше миллион жыл бұрын Венера мен Марста жанартаулық белсенділік болса, сәби Меркурий 3-4 миллиард жыл бұрын тынышталған сияқты. Планета салқындап, кішірейіп, жарылып кете бастады.

Бұл процесте ғалымдар «үлкен алқап» деп атайтын үлкен жарықшақ пайда болды. Мэриленд университетінің ғалымдарының айтуынша:

«Алқаптың ені 400 шақырым, ұзындығы 965 шақырым, тік беткейлері қоршаған жерден 3 шақырым төмен өтеді. Салыстыру үшін, егер Меркурийдің «үлкен аңғары» жер бетінде болған болса, ол Үлкен каньоннан екі есе терең болатын және Вашингтоннан Нью-Йорк пен Детройтқа дейін батысқа қарай созылатын еді».

Айналасы небәрі 4800 шақырым болатын кішкентай планетада мұндай үлкен алқап бетіндегі қорқынышты тыртыққа көбірек ұқсайды.

Венера бір кездері өмір сүруге жарамды болған

Венера - артқа қарай айналатын жалғыз планета. Цельсий бойынша 460 градуста оның беті қорғасынды ерітетіндей ыстық, ал планетаның өзі күкірт қышқылының бұлттарына оранған. Бірақ бір күні Венера өмірді қолдауға қабілетті болуы мүмкін.

Төрт миллиардтан астам жыл бұрын Венерада мұхиттар болған. Шын мәнінде, планетада екі миллиард жылдан астам су бар деп есептеледі. Бүгінгі таңда Венера өте құрғақ және су буы мүлде жоқ. Күннің күн желі оның бәрін ұшырды.

Венера атмосферасы жердікінен бес есе күшті үлкен электр өрісін береді. Бұл өріс сонымен қатар Венераның тартылыс күшін жеңуге және сутегі мен оттегін күн желдері ұшып әкететін атмосфераның жоғарғы қабатына итеруге жеткілікті күшті.

Ғалымдар Венераның электр өрісінің неліктен соншалықты күшті екенін білмейді, бірақ бұл Венера Күнге жақынырақ болғандықтан болуы мүмкін.

Жерді ай отынмен толтырады

Жер бізді зарядталған бөлшектерден және зиянды радиациядан қорғайтын магнит өрісімен қоршалған. Егер ол болмаса, біз қазіргіден 1000 есе күшті ғарыштық сәулелерге ұшырар едік. Біздің компьютерлер мен электроника лезде қуырылады. Сондықтан планетамыздың ортасында балқытылған темірдің алып шарының айналуы керемет. Соңғы уақытқа дейін ғалымдар оның неге айналатынын білмеді. Ақыр соңында ол салқындап, баяулауы керек.

Бірақ соңғы 4,3 миллиард жыл ішінде ол Цельсий бойынша 300 градусқа ғана салқындаған. Осылайша, біз магнит өрісі үшін ерекше рөл атқармаған жылуды біршама жоғалттық. Ғалымдар қазір Айдың орбитасы Жердің ыстық ядросының айналуын қамтамасыз етіп, ядроға шамамен 1000 миллиард ватт энергия жібереді деп есептейді. Ай біз үшін біз ойлағаннан да маңыздырақ болуы мүмкін.

Сатурн сақиналары жаңа

1600 жылдардан бастап Сатурнның қанша сақинасы бар және олардың қайдан шыққаны туралы пікірталастар болды. Теориялық тұрғыдан Сатурнның бір кездері көбірек серіктері болды және олардың кейбіреулері бір-бірімен соқтығысты. Нәтижесінде сақиналар мен 62 спутниктерге ыдырайтын қоқыс бұлты пайда болды.

Сатурнның Энцеладтан гейзерлерді сығып жатқанын бақылай отырып, ғалымдар газ алыбының сүйреткішінің салыстырмалы күшін бағалай алды. Барлық спутниктер ұзағырақ орбитаға лақтырылғандықтан, бұл ғалымдарға айлардағы кабалдың қашан пайда болғанын шамамен бағалауға мүмкіндік берді.

Сандар Сатурн сақиналарының төрт миллиард жыл бұрын планетаның пайда болуына ешқандай қатысы жоқ екенін көрсетті. Шындығында, Титан мен Япеттің анағұрлым алыстағы серіктерін қоспағанда, Сатурнның үлкен серіктері бор дәуірінде, яғни динозаврлар дәуірінде пайда болған сияқты.

Біздің маңайда 15 000 өте үлкен астероидтар бар.

2005 жылы NASA-ға 2020 жылға қарай Жерге жақын кеңістіктегі үлкен нысандардың 90%-ын табу міндеті қойылды. Әзірге агенттік 915 метр немесе одан үлкен нысандардың 90 пайызын тапты, бірақ тек 25 пайызы ғана 140 метр немесе одан үлкен.

2016 жылы аптасына 30 жаңа ашылыммен NASA өзінің 15 000 нысанын ашты. Анықтама үшін: 1998 жылы агенттік жылына небәрі 30 жаңа нысан тапқан. NASA бізді бірдеңе соғып жатқанын білу үшін айналадағы барлық кометалар мен астероидтарды каталогтайды. Алайда, 2013 жылы Челябіде жарылған метеорлар кейде ескертусіз атқылайды.

Біз құрылғыны әдейі кометаға құлаттық

Еуропалық ғарыш агенттігінің Розетта ғарыш кемесі 67П/Чурюмов-Герасименко кометасын екі жыл бойы айналып өтті. Құрылғы деректерді жинап, тіпті сәтті болмаса да, қондырғышты жер бетіне орналастырды.

Бұл 12 жылдық миссия бірқатар маңызды жаңалықтарға әкелді. Мысалы, Розетта тіршіліктің негізгі құрылыс материалы болып табылатын глицин амин қышқылын ашты. Амин қышқылдары ғарышта күн жүйесі пайда болған кезде пайда болуы мүмкін деп бұрыннан болжанғанымен, олар Розеттаның арқасында ғана ашылды.

Розетта 60 молекула тапты, оның 34-і бұрын ешқашан кометадан табылмаған. Ғарыш аппаратының аспаптары да комета суы мен Жер суының құрамында айтарлықтай айырмашылықты көрсетті. Жер бетіндегі судың кометалардың әсерінен пайда болуы екіталай екен.

Сәтті миссиядан кейін ESA кемені кометаға соқты.

Күннің жұмбақтары шешілді

Барлық планеталар мен жұлдыздарда уақыт өте келе өзгеретін магнит өрісі болады. Жер бетінде бұл өрістер 200 000-300 000 жыл сайын ауысады. Бірақ қазір олар кешігіп қалды.

Күнде бәрі жылдамырақ болады. Әр 11 жыл сайын Күннің магнит өрісінің полярлығы өзгереді. Бұл күн белсенділігінің жоғарылауымен және күн дақтарымен бірге жүреді.

Бір қызығы, Венера, Жер және Юпитер дәл осы уақытта тураланады. Ғалымдар бұл планеталар Күнге әсер ете алады деп есептейді. Ғаламшарлар түзетілген кезде олардың тартылыс күші біріктіріліп, күн плазмасына толқындық әсер етіп, оны тартып, күннің магнит өрісін бұзады, деп тапты зерттеу.

Бұл туралы Калифорния технологиялық институтының ғалымдары хабарлады. Әзірге телескоп арқылы жаңа нысанды көрген ешкім жоқ. Майкл Браун мен Константин Батыгиннің айтуынша, планета басқа аспан денелеріне әсер ететін гравитациялық бұзылулар туралы мәліметтерді талдау арқылы ашылған. Оған әлі есім берілген жоқ, бірақ ғалымдар әртүрлі параметрлерді анықтай алды. Оның салмағы Жерден 10 есе артық. Жаңа планетаның химиялық құрамы екі газ алыбына – Уран мен Нептунға ұқсайды. Айтпақшы, ол өзінің өлшемі бойынша Нептунға ұқсайды, тіпті қарапайым өлшеміне байланысты планета мәртебесін жоғалтқан Плутоннан да Күннен алыс орналасқан. Аспан денесінің бар екенін растау бес жылға созылады. Ғалымдар Гавайидегі жапон обсерваториясында уақытты брондады. Олардың ашқан жаңалықтарының қате болу ықтималдығы 0,007 пайыз. Жаңа планета, егер бұл жаңалық танылса, Күн жүйесіндегі тоғызыншы болады.

Күн жүйесінде жаңа тоғызыншы планета бар сияқты. Бүгін екі ғалым шамамен Нептун көлеміндей, бірақ әлі көзге көрінбейтін дененің Күнді 15 000 жыл сайын айналып тұратынын дәлелдеді. Күн жүйесінің 4,5 миллиард жыл бұрын пайда болған кезінде, олар алып планета Күнге жақын планета құраушы аймақтан шығып кеткен дейді. Газдың әсерінен баяулаған планета алыстағы эллиптикалық орбитаға орналасты, ол әлі күнге дейін жасырынып жатыр.

Бұл мәлімдеме Нептуннан кейінгі «Х планетасын» іздеудің ғасырлар бойы жүргізілген ең күштісі болып табылады. Квест алыс шағымдармен және тіпті ашық қулықпен болды. Бірақ жаңа дәлелдер Пасаденадағы Калифорния технологиялық институтының (Калтех) екі беделді планета ғалымдары Константин Батыгин мен Майк Брауннан келеді, олар басқа алыстағы объектілердің орбиталарына және компьютерлік айларға егжей-тегжейлі талдау жасай отырып, сөзсіз скептицизмге дайындалды. симуляциялар. «Егер сіз «Бізде X планетасына дәлел бар» десеңіз, кез келген астроном дерлік:« Бұл тағы да? Бұл жігіттердің ақылсыз екені анық. Мен де болар едім», - дейді Браун. Бұл неге басқаша? Бұл басқа, өйткені бұл жолы біз дұрыс ».

ЛАНС ХАЯШИДА/КАЛТЕХ

Сырттан келген ғалымдар олардың есептеулері жинақталған және нәтиже туралы сақтық пен толқудың қоспасын білдіреді дейді. Санта-Крустағы Калифорния университетінің (UC) планеталық ғалымы Грегори Лафлин: «Егер бұл дұрыс болып шықса, мен одан да үлкен мәміле болатынын елестете алмадым - және, әрине, бұл «егер» деген батыл сөз болса,». «Оның нені қызықтыратынын анықтауға болады».

Батыгин мен Браун оның болуын Нептуннан тыс орбитада жүретін бұрын белгілі алты нысанның ерекше топтастыруынан шығарды. Олар кластерлеудің кездейсоқ болуы мүмкін деген 0,007% немесе шамамен 15 000 ықтималдық бар дейді. Оның орнына, олардың айтуынша, массасы 10 Жерге тең планета алты нысанды күн жүйесінің жазықтығынан қисайған таңғажайып эллиптикалық орбиталарына апарды.

Болжалды планетаның орбитасы дәл осылай қисайған, сондай-ақ күн жүйесі туралы бұрынғы тұжырымдамаларды жарып жіберетін қашықтықтарға созылған. Оның Күнге ең жақын жақындауы Нептуннан жеті есе алыс немесе 200 астрономиялық бірлік (AUs). (AU – Жер мен Күннің арасындағы қашықтық, шамамен 150 миллион километр.) Ал X планетасы 600-ден 1200 AU-ға дейін, Нептунның 30-ға жуық шетінен басталатын шағын мұзды әлемдер аймағы, Койпер белдеуінен әлдеқайда алыс жүре алады. AU.

Браун мен Батыгиннің айтуынша, егер X планетасы сыртта болса, астрономдар жасырын алыптың тартылуымен қалыптасатын орбиталардан көбірек нысандарды табуы керек. Бірақ Браун X планетасының өзі телескоптың көріністапқышында пайда болмайынша, ешкім бұл жаңалыққа сенбейтінін біледі. «Тікелей анықтау болғанша, бұл гипотеза, тіпті ықтимал өте жақсы гипотеза», - дейді ол. Команданың Гавайидегі іздеуге қолайлы бір үлкен телескопта уақыты бар және олар аңға басқа астрономдар қосылады деп үміттенеді.

Батыгин мен Браун нәтижені бүгін жариялады Астрономиялық журнал. Франциядағы Ницца обсерваториясының планетарлық динамигі Алессандро Морбиделли қағазға шолу жасады. Ол өз мәлімдемесінде Батыгин мен Браунның «өте салмақты дәлел» айтқанын және ол «алыс планетаның бар екеніне әбден сенімді екенін» айтады.

Жаңа тоғызыншы планетаны қолдау Браун үшін ирониялық рөл; ол планетаны өлтіруші ретінде танымал. Оның 2005 жылы Плутонмен бірдей шалғай мұзды әлемді ашуы ең шеткі планета ретінде қарастырылған нәрсенің Койпер белдеуіндегі көптеген әлемдердің бірі ғана екенін көрсетті. Астрономдар тез арада Плутонды ергежейлі планета ретінде қайта жіктеді - Браун өз кітабында баяндаған дастан. Мен Плутонды қалай өлтірдім.

Енді ол жаңа планеталарды іздеуге қосылды. Оның әдісі - ғаламшардың X ғаламшарының бар екенін оның елес гравитациялық әсерлерінен шығару - құрметті тәжірибеге ие. Мысалы, 1846 жылы француз математигі Урбен Ле Верьер Уран орбитасындағы ретсіздіктерден алып планетаның бар екенін болжаған. Берлин обсерваториясының астрономдары БАҚ сенсациясын тудырған жаңа планета Нептунды тапты.

Уран орбитасында қалған ықырық ғалымдарды тағы бір планета болуы мүмкін деп ойлауға итермеледі және 1906 жылы бай магнат Персивал Лоуэл Аризона штатындағы Флагстаффтағы өзінің жаңа обсерваториясында «Х планетасы» деп атаған нәрсені іздеуді бастады. 1930 жылы Плутон пайда болды, бірақ ол Уранды мағыналы түрде түсіру үшін тым кішкентай болды. Жарты ғасырдан астам уақыттан кейін «Вояджер» ғарыш кемесі жүргізген өлшемдерге негізделген жаңа есептеулер Уран мен Нептунның орбиталарының өздігінен жақсы екенін көрсетті: X планетасы қажет емес.

Дегенмен X планетасының тартымдылығы сақталды. Мысалы, 1980 жылдары зерттеушілер көзге көрінбейтін қоңыр ергежейлі жұлдыз кометалардың фузилладаларын қоздыру арқылы жер бетінде мерзімді сөніп қалуға себеп болуы мүмкін деген болжам жасады. 1990 жылдары ғалымдар кейбір тақ кометалардың пайда болуын түсіндіру үшін Күн жүйесінің шетіндегі Юпитерге ұқсас планетаны шақырды. Өткен айда зерттеушілер Чилидегі Атакама үлкен миллиметрлік массиві (ALMA) деп аталатын телескоптық ыдыстарды пайдаланып, шамамен 300 AU қашықтықта орналасқан үлкен жартасты планетаның әлсіз микротолқынды жарқылын анықтады деп мәлімдеді. (Браун көптеген скептиктердің бірі болды, ALMA-ның тар көзқарасы мұндай нысанды табу мүмкіндігін жоғалтып жіберетінін атап өтті.)

Браун өзінің қазіргі карьері туралы алғашқы түсінігін 2003 жылы Эрида мен Плутоннан сәл кішірек Седнаны тапқан топты басқарған кезде алды. Седнаның біртүрлі, алыс орбитасы оны сол кездегі күн жүйесіндегі ең алыстағы белгілі нысанға айналдырды. Оның перигелионы немесе Күнге ең жақын нүктесі Койпер белдеуінен тыс және Нептунның тартылыс күшінің әсерінен алыс жерде 76 AU-да жатыр. Мұның мәнісі анық болды: Нептуннан әлдеқайда жоғары үлкен бір нәрсе Седнаны өзінің алыс орбитасына тартып алған болуы керек.

(DATA)JPL; БАТЫГИН ЖӘНЕ БРУН/КАЛТЕХ; (ДИАГРАММА) A. CUADRA/ ҒЫЛЫМ

Бұл бір нәрсе планета болуы керек емес еді. Седнаның гравитациялық итеруі өтіп бара жатқан жұлдыздан немесе күн жүйесі пайда болған кезде пайда болған күнді қоршап тұрған көптеген басқа жұлдызды питомниктердің бірінен болуы мүмкін.

Содан бері осындай орбиталарда бірнеше басқа мұзды нысандар пайда болды. Седнаны басқа бес оғашпен біріктіре отырып, Браун жұлдыздарды көзге көрінбейтін әсер ретінде жоққа шығарғанын айтады: мұндай оғаш орбиталарды тек планета түсіндіре алады. Оның үш негізгі жаңалығының ішінде - Эрис, Седна және қазір, мүмкін, X-Браун планетасы соңғысы ең сенсациялық болып табылады дейді. Плутонды өлтіру қызық болды. Седнаны табу ғылыми тұрғыдан қызықты болды», - дейді ол. «Бірақ мынау, бұл бәрінен де жоғары.»

Браун мен Батыгинді ұрып-соғып кете жаздады. Көптеген жылдар бойы Седна Нептунның арғы жағындағы алаңдаушылықтың жалғыз белгісі болды. Содан кейін, 2014 жылы Скотт Шеппард пен Чад Трухильо (Браунның бұрынғы аспиранты) күнге жақындамайтын тағы бір нысан VP113 ашылуын сипаттайтын мақаланы жариялады. Вашингтондағы Карнеги ғылым институтының қызметкері Шеппард және Гавайидегі Gemini обсерваториясының қызметкері Трухильо оның салдарын жақсы түсінді. Олар басқа 10 тақ доппен бірге екі нысанның орбиталарын зерттей бастады. Олар перигелийде барлығы Жер орбитасының эклиптика деп аталатын күн жүйесінің жазықтығына өте жақын келгенін байқады. Қағазда Шеппард пен Трухильо ерекше түйіршіктерге назар аударды және алыстағы үлкен планетаның эклиптиканың жанындағы нысандарды жинап алу мүмкіндігін көтерді. Бірақ олар нәтижені әрі қарай баса алмады.

Сол жылдың соңында Калтехте Батыгин мен Браун нәтижелерді талқылай бастады. Батыгиннің айтуынша, алыстағы объектілердің орбиталарын сыза отырып, олар Шеппард пен Трухильо байқаған үлгі «оқиғаның жартысы ғана екенін» түсінді. Перигелиядағы эклиптикаға жақын объектілер ғана емес, олардың перигелиялары кеңістікте физикалық түрде топтастырылған (жоғарыдағы диаграмманы қараңыз).

Келесі жылы дуэт үлгіні және оның нені білдіретінін жасырын талқылады. Бұл оңай қарым-қатынас болды және олардың дағдылары бірін-бірі толықтырды. Батыгин, 29 жастағы компьютерлік модельер, жағажай және рок-топта ойнау үшін Санта-Круз университетіндегі колледжге барды. Бірақ ол миллиардтаған жылдар бойы күн жүйесінің тағдырын модельдеу арқылы өз ізін қалдырды, сирек жағдайларда оның тұрақсыз екенін көрсетті: Меркурий Күнге батып кетуі немесе Венерамен соқтығысуы мүмкін. «Бұл магистрант үшін таңғажайып жетістік болды», - дейді сол кезде онымен бірге жұмыс істеген Лафлин.

Браун, 50 жаста, драмалық жаңалықтарға бейім және сәйкес келетін сенімділігі бар бақылаушы астроном. Ол жұмысқа шорт пен сандал киеді, аяғын үстеліне қояды және қарқындылық пен амбицияны жасыратын желге ие. Оның осы жылдың соңында жалпыға қолжетімді болған кезде үлкен телескоптан алынған мәліметтерді X планетасы үшін електен өткізуге арналған бағдарламасы бар.

Олардың кеңселері бір-бірінен бірнеше есік төмен орналасқан. «Менің диваным жақсырақ, сондықтан біз өз кабинетімде көбірек сөйлесеміз», - дейді Батыгин. «Біз Майктың деректеріне көбірек қараймыз». Олар тіпті жаттығу достары болды және 2015 жылдың көктемінде Лос-Анджелес, Калифорния, триатлонда суға түсуді күту кезінде өз идеяларын талқылады.

Біріншіден, олар Шеппард пен Трухильо зерттеген ондаған нысанды алты түрлі телескоптағы алты түрлі түсірілім арқылы ең алыстағы алты ашылған нысанға жеткізді. Бұл телескопты аспанның белгілі бір бөлігіне бағыттау сияқты бақылаудың бұрмалануымен байланысты болуы ықтималдығын азайтты.

Батыгин объектілердің жолдарын қай нұсқа жақсы түсіндіретінін көру үшін өзінің күн жүйесінің модельдерін әртүрлі өлшемдегі және орбитадағы X планетасымен егуді бастады. Кейбір компьютерді іске қосу бірнеше айға созылды. X планетасы үшін қолайлы өлшем пайда болды - бес пен 15 Жер массасы арасында - сондай-ақ қолайлы орбита: алты кішкентай нысаннан кеңістікте тураланбаған, оның перигелионы алты нысанның афелийімен бір бағытта немесе ең алыс нүктеде болатындай. күннен. Алтылықтың орбиталары X планетасының орбиталарын кесіп өтеді, бірақ үлкен бұзақы жақын жерде болғанда және оларды бұзуы мүмкін емес. Соңғы эпифания 2 ай бұрын, Батыгиннің модельдеулері X планетасы күн жүйесіне жоғарыдан және төменнен, эклиптикаға дерлік ортогональді түрде енетін объектілердің орбиталарын мүсіндеу керектігін көрсеткен кезде келді. Браун: «Бұл есте сақтауды тудырды», - дейді. «Мен бұл нысандарды бұрын да көргенмін». 2002 жылдан бері осы жоғары көлбеу Куйпер белдеуінің бес нысаны табылды және олардың шығу тегі негізінен түсіндірілмейді. «Олар сонда ғана емес, олар дәл біз болжаған жерлерде», - дейді Браун. «Сол кезде мен бұл жай ғана қызықты және жақсы идея емес екенін түсіндім - бұл шын мәнінде шындық».

Трухильомен бірге көрінбейтін планетадан күдіктенген Шеппард Батыгин мен Браун «біздің нәтижемізді келесі деңгейге көтерді» дейді. …Олар динамикаға терең үңілді, бұл Чад екеумізге ұнамайтын нәрсе. Сондықтан мен бұл қызықты деп ойлаймын ».

Басқалары, мысалы, Койпер белдеуін ашқан планетар ғалым Дэйв Дьюитт, сақтық танытады. Алты нысанның кластерленуінің кездейсоқ болуының 0,007% ықтималдығы планетаға 3,8 сигманың статистикалық маңыздылығын береді - әдетте байыпты қабылдау қажет 3-сигма шегінен жоғары, бірақ кейде осындай өрістерде қолданылатын 5 сигмадан аз. бөлшектер физикасы. Бұл бұрын 3-сигма нәтижелерінің көп жоғалып кеткенін көрген Джевитті алаңдатады. Шеппард пен Трухильо зерттеген ондаған нысанды талдау үшін алтыға дейін қысқарту арқылы Батыгин мен Браун олардың талаптарын әлсіретіп жіберді, дейді ол. «Мен топта жоқ бір жаңа нысанның табылуы бүкіл ғимаратты бұзады деп алаңдаймын», - дейді Лос-Анджелестегі UC-де жүрген Джевитт. «Бұл тек алты таяқша бар таяқ ойыны».

(СУРЕТТЕР) WIKIMEDIA COMMONS; NASA/JPL-CALTECH; A. CUADRA/ SCIENCE ; NASA/JHUAPL/SWRI; (ДИАГРАММА) A. CUADRA/ ҒЫЛЫМ

Алдымен қызарған кезде, тағы бір ықтимал мәселе NASA-ның қоңыр ергежейлі немесе алып планеталардың қызуын іздейтін бүкіл аспанды зерттеуді аяқтаған Widefield Infrared Survey Explorer (WISE) спутнигінен туындайды. Пенсильвания мемлекеттік университетінің астрономы Кевин Лухманның 2013 жылғы зерттеуіне сәйкес, ол Сатурн немесе одан да үлкен планетаның болуын 10 000 AU-ға дейін жоққа шығарды. Бірақ Лухманның атап өтуінше, егер X планетасы Батыгин мен Браун айтқандай Нептун өлшемінде немесе одан кішірек болса, WISE оны өткізіп алған болар еді. Оның айтуынша, аспанның 20%-ы үшін жиналған салқын радиацияға сезімтал ұзынырақ толқын ұзындығында басқа WISE деректер жиынтығында анықтау мүмкіндігі аз. Лухман қазір бұл деректерді талдап жатыр.

Батыгин мен Браун басқа астрономдарды X планетасының бар екеніне сендіре алса да, олар тағы бір қиындыққа тап болады: оның күннен соншалықты алысқа қалай жеткенін түсіндіру. Мұндай қашықтықта шаң мен газдың протопланетарлық дискісі планетаның өсуін қамтамасыз ету үшін тым жұқа болуы мүмкін. Тіпті егер X планетасы планетасым ретінде тірек алса да, ол гигант болу үшін жеткілікті материалды алып өту үшін өзінің кең, жалқау орбитасында тым баяу қозғалған болар еді.

Оның орнына Батыгин мен Браун X планетасы Юпитермен, Сатурнмен, Уранмен және Нептунмен қатар Күнге әлдеқайда жақын пайда болды деп болжайды. Компьютерлік модельдер ерте күн жүйесінің дүбірлі бильярд үстелі болғанын көрсетті, онда ондаған, тіпті жүздеген планеталық құрылыс блоктары Жердің айналасында серпіліп тұрады. Бұл жерде басқа эмбриональды алып планета оңай пайда болуы мүмкін, тек басқа газ гигантының гравитациялық соққысы арқылы сыртқа шығарылуы мүмкін.

Неліктен X планетасы басталған жерге оралмағанын немесе күн жүйесін толығымен тастап кетпегенін түсіндіру қиынырақ. Бірақ Батыгиннің айтуынша, протопланетарлық дискідегі қалдық газ планетаны алыс орбитаға қонып, күн жүйесінде қалуы үшін жеткілікті түрде баяулату үшін жеткілікті кедергі келтірген болуы мүмкін. Оның айтуынша, егер лақтыру Күн жүйесінің жасы 3 миллионнан 10 миллион жылға дейін болған кезде орын алса, дискідегі барлық газ ғарышта жоғалып кетпей тұрғанда болуы мүмкін еді.

Колорадо штатындағы Боулдер қаласындағы Оңтүстік-Батыс ғылыми-зерттеу институтының планетарлық динамигі Хал Левисон Батыгин мен Браун анықтаған орбиталық теңестіруді бір нәрсе жасау керек деген пікірмен келіседі. Бірақ оның айтуынша, олардың X планетасы үшін жасаған шығу тарихы мен газды баяулататын лақтыру туралы арнайы өтініштері «ықтималдығы төмен оқиғаға» қосылады. Басқа зерттеушілер оң пікірде. Ұсынылған сценарий ақылға қонымды, дейді Лафлин. «Әдетте мұндай нәрселер дұрыс емес, бірақ мен бұл туралы өте қуаныштымын», - дейді ол. «Бұл тиынды аударғаннан жақсы».

Мұның бәрі X планетасы іс жүзінде табылмайынша белгісіз күйде қалады дегенді білдіреді.

Астрономдардың қайда қарау керектігі туралы жақсы идеялары бар, бірақ жаңа планетаны анықтау оңай емес. Жоғары эллиптикалық орбиталардағы объектілер Күнге жақын болған кезде ең жылдам қозғалатындықтан, X планетасы 200 AU-да өте аз уақыт өткізеді. Браунның айтуынша, егер ол дәл қазір болса, астрономдар оны байқаған болар еді.

Оның орнына, X планетасы уақытының көп бөлігін афелийдің жанында өткізіп, 600 және 1200 AU арасындағы қашықтықта баяу жүгіреді. Хаббл ғарыштық телескопы немесе Гавайидегі 10 метрлік Keck телескоптары сияқты бұлыңғыр нысанды осындай қашықтықта көре алатын телескоптардың көпшілігінің көру өрістері өте кішкентай. Ішетін сабанның арасынан үңіліп, шөптен ине іздегенмен бірдей болар еді.

Бір телескоп көмектесе алады: Субару, Гавайидегі Жапонияға тиесілі 8 метрлік телескоп. Оның осындай әлсіз нысанды анықтау үшін жарық жинау аймағы жеткілікті, сонымен қатар Кек телескопынан 75 есе үлкен көру өрісі бар. Бұл астрономдарға әр түнде аспанның үлкен бөліктерін сканерлеуге мүмкіндік береді. Батыгин мен Браун Субару арқылы X планетасын іздеуде және олар өздерінің бұрынғы бәсекелестері Шеппард пен Трухильомен күш-жігерін үйлестіруде, олар да Субарумен аң аулауға қосылды. Браунның айтуынша, екі топқа X планетасы жасырынып қалуы мүмкін аумақты іздеуге шамамен 5 жыл қажет.

Субару телескопы, NAOJ

Іздеу нәтижелі болса, күннің отбасының жаңа мүшесін қалай атау керек? Браун бұл туралы алаңдауға әлі ерте екенін айтады және ұсыныстар беруден сақтықпен аулақ. Әзірге ол Батыгин екеуі оны Тоғызыншы ғаламшар деп атайды (және соңғы жылы бейресми түрде Planet Phattie-1990 сленгінде «салқын»). Браун Уран да, Нептун да – қазіргі заманда ашылған екі планета – олардың ашушылары аталмағанын және бұл жақсы нәрсе деп санайды. Ол кез келген адамнан үлкен, дейді ол: «Бұл Жерде жаңа континент табу сияқты».

Алайда ол Плутонға қарағанда X планетасы планета деп атауға лайық екеніне сенімді. Күн жүйесінде Нептун өлшеміне ұқсас нәрсе бар ма? Тіпті сұрамаңыз. «Бұл туралы ешкім дауламайды, тіпті мен де».

Күн жүйесінің құрылымы өте қарапайым. Оның ортасында Күн - тіршіліктің дамуы үшін тамаша жұлдыз: тым ыстық емес, бірақ тым суық емес, тым жарық емес, бірақ тым күңгірт емес, ұзақ өмір сүретін және өте қалыпты белсенділікпен. Күнге жақын жерде жер тобының планеталары орналасқан, оларға Жерден басқа Меркурий, Венера және Марс кіреді. Бұл планеталардың массасы салыстырмалы түрде аз, бірақ олар қатты бетке ие болуға мүмкіндік беретін тасты жыныстардан тұрады. Соңғы жылдары өмір сүруге жарамды аймақ тұжырымдамасы танымал болуда: бұл орталық жұлдызға дейінгі қашықтық аралығының атауы, оның ішінде жер планетасының бетінде сұйық су болуы мүмкін. Күн жүйесінде тіршілік ету аймағы шамамен Венера орбитасынан Марс орбитасына дейін созылады, бірақ тек Жер сұйық сумен мақтана алады (кем дегенде айтарлықтай мөлшерде).

Күннен әрі қарай алып планеталар (Юпитер мен Сатурн) және мұз алыптары (Уран және Нептун) орналасқан. Гиганттардың массасы жердегі планеталарға қарағанда айтарлықтай жоғары, бірақ бұл массаны олар ұшпа қосылыстар есебінен алады, сондықтан алыптардың тығыздығы айтарлықтай аз және қатты беті жоқ. Құрлық тобының соңғы планетасы - Марс пен бірінші алып планета - Юпитер арасында негізгі астероидтық белдеу орналасқан; соңғы мұз алыбының артында - Нептун - Күн жүйесінің шеткі бөлігі басталады. Бұрын басқа планета Плутон болған, бірақ 2006 жылы дүниежүзілік астрономиялық қауымдастық Плутон өзінің параметрлері бойынша нақты планетаға сәйкес келмейді деп шешті, ал қазір Күн жүйесіндегі ең алыс планета (белгілі!) Нептун, орбитада 30 AU. Күннен (дәлірек айтсақ, перигелийдегі 29,8 АБ-ден афелийдегі 30,4 А.Б. дейін).

Дегенмен, ұзақ уақыт бойы көптеген ғалымдар Күн жүйесіндегі планеталардың саны Нептунда тоқтамайды деген идеяны қалдырған жоқ. Рас, планета Күннен неғұрлым алыс болса, оны тікелей анықтау қиынырақ, бірақ жанама жолдар да бар. Олардың бірі - транснептундық аймақтың белгілі денелеріне көрінбейтін планетаның гравитациялық әсерін іздеу. Атап айтқанда, біріншіден, ұзақ периодты кометалардың орбиталарындағы заңдылықтарды табуға, екіншіден, бұл заңдылықтарды алыстағы алып планетаның тартылуымен түсіндіруге бірнеше рет әрекет жасалды. Неғұрлым экстремистік нұсқаларда Жердегі тірі ағзалардың жойылуының айқын кезеңділігі немесе біздің планетаның метеориттік бомбалау жиілігі алыстағы планетаның болуының белгісі болып саналады. Дегенмен, осы уақытқа дейін белгісіз планеталар (Немесис, Тюхе және т.б.) туралы осы заңдылықтар мен кезеңділіктерге негізделген болжамдар астрономиялық қауымдастық арасында кең мойындалған жоқ. Түсіндіру ғана емес, түсіндірілетін заңдылықтар мен кезеңдіктердің бар болуы да нанымды емес сияқты. Сонымен қатар, әдетте, біз қазіргі заманғы бақылау технологиясына қол жетімді болуы керек Юпитерге қарағанда әлдеқайда үлкен денелер туралы айтып отырмыз.

Тоғызыншы планетаның бар екендігін дәлелдеудің жаңа әрекеті де оның гравитациялық әсерінің белгілерін іздеуге негізделген, бірақ ұзақ мерзімді кометаларда емес, Койпер белдеуінің объектілерінде.

Койпер белдеуі

Койпер белдеуін кейде күн жүйесінің шеткі бөлігін мекендейтін барлық объектілер деп атайды. Бірақ шын мәнінде олар бірнеше динамикалық түрде ерекшеленетін топтар: классикалық Койпер белдеуі, шашыраңқы диск және резонанстық объектілер. Классикалық Койпер белдеуінің объектілері Күнді шағын көлбеу және эксцентриситеттері бар орбиталарда, яғни «планетарлық» түрдегі орбиталарда айналады. Шашыраңқы дискілік объектілер Нептун орбитасының аймағында перигелиямен ұзартылған орбиталарда қозғалады, резонанстық объектілердің орбиталары (олардың ішінде Плутон) Нептунмен орбиталық резонансты.
Классикалық Койпер белдеуі шамамен 50 AU-да кенеттен аяқталады. Күн жүйесіндегі заттардың таралуының негізгі шекарасы дәл сол жерде өткен шығар. Ал шашыраңқы дискінің объектілері және резонанстық объектілер афелийде (Күннен ең алыс аспан денесінің орбитасының нүктесі) Күннен жүздеген астрономиялық бірлікке алыстағанымен, перигелийде (күнге ең жақын орбита нүктесі) ) олар Нептунға жақын, бұл екеуінің де классикалық Койпер белдеуімен ортақ шығу тегі байланысты екенін және олардың қазіргі орбиталарына Нептунның гравитациялық әсерінен «байланғанын» көрсетеді.

Седнаның ашылуы

Сурет 2003 жылы перигелий қашықтығы 76 AU болатын транснептундық объект (ТНО) Седна ашылған кезде күрделене бастады. Күннен мұндай айтарлықтай қашықтық Седна Нептунмен өзара әрекеттесу нәтижесінде өз орбитасына шыға алмады дегенді білдіреді, сондықтан ол күн жүйесінің әлдеқайда алыстағы популяциясының өкілі - гипотетикалық Оорт бұлты деген болжам болды.

Біраз уақыт бойы Седна мұндай орбитасы бар жалғыз белгілі объект болды. 2014 жылы екінші «седноидтың» ашылуы туралы Чадвик Трухильо мен Скотт Шеппард хабарлады. 2012 VP113 нысаны Күнді перигелийлік қашықтығы 80,5 AU орбитада айналады, яғни Седнадан да көп. Трухильо мен Шеппард Седна мен 2012 VP113 екеуінде де перигелий аргументінің ұқсас мәндері бар екенін байқады - перигелийге және орбитаның көтерілу түйініне (оның эклиптикамен қиылысу нүктесі) бағыттары арасындағы бұрыш. Бір қызығы, перигелий аргументінің ұқсас мәндері (340° ± 55°) жартылай негізгі осьтері 150 AU-ден асатын барлық нысандарға тән. және перигелий қашықтығы Нептунның перигелий қашықтығынан үлкен. Трухильо мен Шеппард перигелиондық аргументтің белгілі бір мәніне жақын объектілердің мұндай топтастырылуы алыстағы массивті (бірнеше Жер массасы) планетаның алаңдататын әрекетінен туындауы мүмкін деп болжады.

X планетасына қатысты дәлелдер

Калифорния технологиялық институтының қызметкері Константин Батыгин мен Майкл Браунның 2016 жылдың қаңтарында жарияланған мақаласы бұрын белгісіз планетаның болуы перигелион аргументінің ұқсас мәндері бар алыс астероидтардың байқалған параметрлерін шынымен түсіндіре алатын мүмкіндігін зерттейді. Авторлар ұзартылған орбитада массасы 10 Жер массасы бар қоздырғыш дененің әсерінен Күн жүйесінің шеткі бөлігіндегі сынақ бөлшектерінің қозғалысын 4 миллиард жыл бойы аналитикалық және сандық түрде зерттеп, мұндай заттардың болуын көрсетті. дене шын мәнінде маңызды жартылай негізгі осьтері мен перигелий қашықтығы бар TNO орбиталарының байқалатын конфигурациясына әкеледі. Сонымен қатар, сыртқы планетаның болуы тек перигелиондық аргументтің ұқсас мәндері бар Седнаның және басқа TNO-лардың болуын түсіндіруге мүмкіндік береді.
Авторлар үшін күтпеген жерден өздерінің модельдеуінде алаңдататын органның әрекеті басқа TNO популяциясының болуын түсіндірді, оның шығу тегі әлі белгісіз болып қалды, атап айтқанда, жоғары бейімділігі бар орбиталардағы Койпер белдеуі объектілерінің популяциясы. Соңында, Батыгин мен Браунның жұмысы үлкен перигелий қашықтығы бар объектілердің және перигелий аргументінің басқа мәндерінің болуын болжайды, бұл олардың болжамын қосымша бақылау арқылы тексеруді қамтамасыз етеді.

Жаңа планетаның ашылуының перспективалары

Жақында жүргізілген зерттеулердің негізгі сынағы, әрине, «проблема жасаушының» өзін ашу болуы керек - авторлардың пікірінше, тартымдылығы классикалық Койпер белдеуінен тыс перигелиондары бар денелердің таралуын анықтайтын планетаның өзі. Оны табу міндеті өте қиын. X планетасы көп уақытын 1000 AU қашықтықта болуы мүмкін афелийдің жанында өткізуі керек. күннен. Есептеулер планетаның ықтимал орналасуын өте шамамен көрсетеді - оның афелионы зерттелетін ТНО афелиондарындағы бағытқа шамамен қарама-қарсы бағытта орналасқан, бірақ орбиталық бейімділік жартылай негізгі осьтері бар қолда бар TNO деректерінен анықталуы мүмкін емес. орбиталардың. Сонымен, белгісіз планета орналасқан аспанның өте үлкен аймағын шолу көптеген жылдарға созылады. X планетасының әсерінен қозғалатын басқа TNO табылса, іздеу оңай болуы мүмкін, бұл оның орбиталық параметрлері үшін ықтимал мәндер ауқымын тарылтады.

WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) - NASA ғарыштық телескопы 2009 жылы аспанды инфрақызыл сәуледе зерттеу үшін ұшырылды, гипотетикалық планетаны көре алмады. Сатурнның немесе Юпитердің аналогы WISE 30 000 AU дейінгі қашықтықта анықтайды, яғни қажет болғаннан көп. Бірақ есептеулер сәйкес ИК сәулеленуі бар алып планета үшін арнайы жүргізілді. Бұл нәтижелер Нептун сияқты мұз алыбына немесе тіпті массасы аз планетаға дейін ауқымды болмауы мүмкін.
Қазіргі уақытта, шын мәнінде, X планетасын іздеуге жарамды бір телескоп бар, ол Гавай аралдарында жапондық Субару телескопы. 8,2 метрлік айнаның арқасында ол көп жарық жинайды және сондықтан жоғары сезімталдыққа ие, ал оның жабдығы аспанның жеткілікті үлкен аумақтарын (шамамен толық айдың ауданы) суретке түсіруге мүмкіндік береді. Бірақ мұндай жағдайларда да, қазір X планетасы болуы мүмкін аспанның кең аумағын зерттеуге бірнеше жыл қажет болады. Егер ол сәтсіз болса, қазір Чилиде салынып жатқан мамандандырылған LSST барлау телескопына үміттенуге болады. Диаметрі 8,4 метрлік айнамен оның диаметрі 3,5 ° (Subaru-дан жеті есе үлкен) көру өрісі болады. Сонымен қатар, көптеген бақылау бағдарламаларында жұмыс істейтін Subaru-дан айырмашылығы, сауалнамалық бақылаулар оның негізгі міндеті болады. LSST пайдалануға беру 2020 жылдардың басында күтілуде.

29 ақпанда, 2 және 4 наурызда Ескі Арбаттағы PostNauka академиясында Владимир Сурдиннің қарқынды «Күн жүйесі: қосалқы планетаны іздеуде» атты 9 сабағы өтеді, олар планеталардың алуан түрлілігін түсінуге және олардың қандай екенін анықтауға көмектеседі. Жерден басқа өмір сүруге қолайлы планеталар бар.