Berapa ramai daripada mereka. Para saintis mengumumkan penemuan planet kesembilan Sebuah badan angkasa baharu dalam sistem suria

Kira-kira 30 kapal angkasa buatan manusia dalam sistem suria kita sedang mengumpul maklumat tentang planet kita dan persekitarannya. Setiap tahun bukti dikumpulkan yang menyokong beberapa teori sambil menolak yang lain ke tepi. Berikut ialah beberapa fakta paling menarik yang kami berjaya pelajari tentang sistem suria kami pada tahun 2016.

Musytari dan Zuhal melontar komet ke arah kami

Pada tahun 1994, seluruh dunia menyaksikan komet Shoemaker-Levy 9 terhempas ke Musytari dan "meninggalkan jejak sebesar Bumi yang berlangsung selama setahun." Kemudian ahli astronomi dengan gembira bercakap bahawa Musytari melindungi kita daripada komet dan asteroid.

Terima kasih kepada medan gravitinya yang besar, Musytari dianggap menarik kebanyakan ancaman ini sebelum ia sampai ke Bumi. Tetapi kajian baru-baru ini menunjukkan bahawa sebaliknya mungkin benar, dan keseluruhan idea "perisai Jupiter" ini adalah tidak benar.

Simulasi di Makmal Penggerak Jet NASA di Pasadena telah menunjukkan bahawa Musytari dan Zuhal berkemungkinan besar melemparkan serpihan angkasa ke dalam sistem suria dalaman dan ke orbit yang meletakkannya di laluan Bumi. Ternyata planet-planet gergasi sedang membombardir kita dengan komet dan asteroid.

Berita baiknya ialah komet-komet yang membombardir Bumi semasa peringkat perkembangannya mungkin "dibawa dalam keadaan tidak menentu dari sistem suria luar yang diperlukan untuk pembentukan kehidupan."

Pluto mempunyai air cair

Di pinggir sistem suria yang diketahui, kapal angkasa New Horizons NASA mendedahkan perkara pelik tentang planet kerdil jauh Pluto. Pertama sekali, menarik bahawa Pluto mempunyai lautan cair.

Kehadiran garis patah dan analisis kawah besar yang dipanggil Sputnik Planum membawa penyelidik kepada model yang menunjukkan Pluto mempunyai lautan cecair setebal 100 kilometer dengan kandungan garam 30% di bawah cengkerang ais setebal 300 kilometer. Ia lebih masin seperti Laut Mati.

Sekiranya lautan Pluto berada dalam proses pembekuan, maka planet ini akan mengalami penguncupan. Tetapi nampaknya ia semakin berkembang. Para saintis mengesyaki bahawa terdapat cukup radioaktiviti yang tinggal dalam teras untuk menyediakan sekurang-kurangnya sedikit haba. Lapisan tebal ais permukaan eksotik bertindak sebagai penebat, dan mungkin ammonia hadir bertindak sebagai antibeku.

Teras Neptune dan Uranus dibalut dengan plastik

Bagaimanakah anda tahu apa yang terdapat di bawah awan gergasi gas jauh, di mana tekanan atmosfera adalah sembilan juta kali lebih tinggi daripada di Bumi? Matematik! Para saintis menggunakan algoritma USPEX untuk memberikan gambaran yang mungkin tentang apa yang berlaku di bawah awan planet-planet yang kurang difahami ini.

Mengetahui bahawa Neptunus dan Uranus kebanyakannya terdiri daripada oksigen, karbon dan hidrogen, saintis telah memasukkan pengiraan untuk menentukan proses kimia aneh yang mungkin berlaku di sana. Hasilnya ialah polimer eksotik, plastik organik, karbon dioksida hablur, dan asid ortokarbon (aka "asid Hitler" kerana struktur atomnya menyerupai swastika) yang dililitkan pada teras dalaman pepejal.

Semasa mencari hidupan luar angkasa di Titan dan Europa, saintis berharap air mungkin bertindak balas dengan batu dalam proses organik. Tetapi jika teras dalam dibalut dengan kristal dan plastik eksotik, beberapa perkara perlu dipertimbangkan semula.

Mercury mempunyai Grand Canyon yang besar

Jika terdapat aktiviti gunung berapi di Zuhrah dan Marikh walaupun beberapa juta tahun yang lalu, nampaknya bayi Mercury telah tenang 3-4 bilion tahun yang lalu. Planet itu menjadi sejuk, mula mengecut dan retak.

Dalam proses itu, retakan besar muncul, yang dipanggil saintis sebagai "lembah besar." Menurut saintis Universiti Maryland:

“Lembah itu selebar 400 kilometer dan panjang 965 kilometer, dengan cerun curam yang menembusi 3 kilometer di bawah rupa bumi sekitarnya. Sebagai perbandingan, jika "lembah besar" Mercury wujud di Bumi, ia akan menjadi dua kali lebih dalam daripada Grand Canyon dan terbentang dari Washington DC ke New York dan Detroit jauh ke barat."

Di planet kecil dengan lilitan hanya 4,800 kilometer, lembah yang begitu besar kelihatan lebih seperti parut yang mengerikan di muka.

Venus pernah didiami

Zuhrah adalah satu-satunya planet yang berputar ke belakang. Pada 460 darjah Celsius, permukaannya cukup panas untuk mencairkan plumbum, dan planet itu sendiri diselubungi awan asid sulfurik. Tetapi suatu hari nanti, Venus mungkin dapat menampung kehidupan.

Lebih daripada empat bilion tahun yang lalu, Venus mempunyai lautan. Malah, dipercayai bahawa terdapat air di planet ini selama lebih dua bilion tahun. Hari ini, Zuhrah sangat kering dan tidak mempunyai wap air sama sekali. Angin suria Matahari menerbangkan semuanya.

Atmosfera Zuhrah mengeluarkan medan elektrik yang besar lima kali lebih kuat daripada bumi. Medan ini juga cukup kuat untuk mengatasi graviti Zuhrah dan menolak hidrogen dan oksigen ke atmosfera atas, di mana angin suria menerbangkannya.

Para saintis tidak tahu mengapa medan elektrik Zuhrah begitu kuat, tetapi mungkin kerana Zuhrah lebih dekat dengan Matahari.

Bumi dijana oleh bulan

Bumi dikelilingi oleh medan magnet yang melindungi kita daripada zarah bercas dan sinaran berbahaya. Jika tidak, kita akan terdedah kepada sinar kosmik 1000 kali lebih kuat daripada yang ada sekarang. Komputer dan elektronik kita akan menggoreng serta-merta. Oleh itu, adalah hebat bahawa bola gergasi besi cair berputar di tengah-tengah planet kita. Sehingga baru-baru ini, saintis tidak pasti mengapa ia terus berputar. Akhirnya, ia akan menjadi sejuk dan perlahan.

Tetapi sejak 4.3 bilion tahun yang lalu, ia telah menyejukkan hanya 300 darjah Celsius. Oleh itu, kami kehilangan sedikit haba, yang tidak memainkan peranan khas untuk medan magnet. Para saintis kini percaya bahawa orbit bulan mengekalkan teras panas Bumi berputar, menyuntik kira-kira 1,000 bilion watt tenaga ke dalam teras. Bulan mungkin lebih penting bagi kita daripada yang kita sangka.

Cincin Zuhal adalah baru

Sejak tahun 1600-an, terdapat perdebatan tentang berapa banyak cincin Zuhal yang wujud dan dari mana asalnya. Secara teori, Zuhal pernah mempunyai lebih banyak bulan dan sebahagian daripadanya bertembung antara satu sama lain. Akibatnya, awan serpihan muncul, yang terurai menjadi cincin dan 62 satelit.

Dengan melihat Zuhal memerah geiser keluar dari Enceladus, saintis dapat menganggarkan kekuatan relatif tarik tali gergasi gas itu. Memandangkan semua satelit telah dilemparkan ke orbit yang lebih panjang, ini membolehkan saintis membuat anggaran secara kasar apabila komplot di antara bulan berlaku.

Nombor-nombor itu menunjukkan bahawa cincin Zuhal tiada kaitan dengan pembentukan planet empat bilion tahun yang lalu. Malah, dengan pengecualian bulan Titan dan Iapetus yang lebih jauh, bulan besar Zuhal nampaknya telah terbentuk semasa zaman Cretaceous, zaman dinosaur.

Terdapat 15,000 asteroid yang sangat besar di sekitar kita.

Pada tahun 2005, NASA telah ditugaskan untuk mencari 90% objek besar di angkasa dekat Bumi menjelang 2020. Setakat ini, agensi itu telah menemui 90% objek yang berukuran 915 meter atau lebih besar, tetapi hanya 25% adalah 140 meter atau lebih besar.

Pada 2016, dengan 30 penemuan baharu setiap minggu, NASA menemui 15,000 objeknya. Untuk rujukan: pada tahun 1998, agensi itu menemui hanya 30 objek baharu setiap tahun. NASA mengkatalogkan semua komet dan asteroid di sekeliling untuk memastikan kita tahu bila sesuatu akan menimpa kita. Walau bagaimanapun, meteor kadangkala meletus tanpa amaran, seperti yang meletup di Chelyabinsk pada tahun 2013.

Kami sengaja menghempaskan peranti pada komet

Kapal angkasa Rosetta Agensi Angkasa Eropah mengorbit komet 67P/Churyumov-Gerasimenko selama dua tahun. Peranti mengumpul data dan juga meletakkan pendarat di permukaan, walaupun tidak berjaya sepenuhnya.

Misi selama 12 tahun ini telah membawa kepada beberapa penemuan penting. Sebagai contoh, Rosetta menemui glisin asid amino, blok asas kehidupan. Walaupun telah lama diandaikan bahawa asid amino boleh terbentuk di angkasa lepas pada awal sistem suria, ia hanya ditemui terima kasih kepada Rosetta.

Rosetta menemui 60 molekul, 34 daripadanya tidak pernah ditemui pada komet sebelum ini. Instrumen kapal angkasa juga menunjukkan perbezaan yang ketara dalam komposisi air komet dan air Bumi. Ternyata tidak mungkin air di Bumi muncul kerana komet.

Selepas misi yang berjaya, ESA menghempas kapal itu ke dalam komet.

Misteri Matahari diselesaikan

Semua planet dan bintang mempunyai medan magnet yang berubah mengikut masa. Di Bumi, medan ini bertukar setiap 200,000-300,000 tahun. Tetapi sekarang mereka sudah lewat.

Segala-galanya berlaku lebih cepat di Matahari. Setiap 11 tahun atau lebih, kekutuban medan magnet Matahari terbalik. Ini disertai dengan tempoh peningkatan aktiviti suria dan tompok matahari.

Anehnya, Venus, Bumi dan Musytari sejajar pada masa ini. Para saintis percaya bahawa planet-planet ini boleh mempengaruhi Matahari. Apabila planet sejajar, graviti mereka bergabung untuk menyebabkan kesan pasang surut pada plasma matahari, menariknya masuk dan mengganggu medan magnet matahari, kajian itu mendapati.

Para saintis di Institut Teknologi California mengumumkan penemuan itu. Setakat ini, tiada siapa yang melihat objek baru melalui teleskop. Menurut Michael Brown dan Konstantin Batygin, planet itu ditemui dengan menganalisis data tentang gangguan graviti yang dikenakannya pada badan angkasa lain. Nama itu belum diberikan kepadanya, tetapi saintis telah dapat menentukan pelbagai parameter. Beratnya 10 kali ganda lebih berat daripada Bumi. Komposisi kimia planet baru menyerupai dua gergasi gas - Uranus dan Neptune. Ngomong-ngomong, ia sama dengan Neptun dalam saiznya, dan lebih jauh dari matahari daripada Pluto, yang, kerana saiznya yang sederhana, telah kehilangan statusnya sebagai planet. Pengesahan kewujudan badan angkasa akan mengambil masa lima tahun. Para saintis telah menempah masa di balai cerap Jepun di Hawaii. Kebarangkalian penemuan mereka salah ialah 0.007 peratus. Planet baharu itu, jika penemuan itu diiktiraf, akan menjadi yang kesembilan dalam sistem suria.

Sistem suria nampaknya mempunyai planet kesembilan baharu. Hari ini, dua saintis mengumumkan bukti bahawa sebuah badan hampir sebesar Neptunus-tetapi masih belum kelihatan-mengorbit matahari setiap 15,000 tahun. Semasa sistem suria awal 4.5 bilion tahun yang lalu, mereka berkata, planet gergasi itu telah tersingkir daripada kawasan pembentuk planet berhampiran matahari. Diperlahankan oleh gas, planet itu menetap di orbit elips yang jauh, di mana ia masih mengintai hari ini.

Tuntutan itu adalah yang paling kuat dalam pencarian selama berabad-abad untuk "Planet X" di luar Neptun. Pencarian itu telah dibelenggu oleh dakwaan yang dibuat-buat dan bahkan tipu daya secara terang-terangan. Tetapi bukti baru datang daripada sepasang saintis planet yang dihormati, Konstantin Batygin dan Mike Brown dari California Institute of Technology (Caltech) di Pasadena, yang bersedia menghadapi keraguan yang tidak dapat dielakkan dengan analisis terperinci tentang orbit objek jauh lain dan bulan komputer. simulasi. "Jika anda berkata, 'Kami mempunyai bukti untuk Planet X,' hampir mana-mana ahli astronomi akan berkata, 'Ini sekali lagi? Orang-orang ini jelas gila.’ Saya juga, "kata Brown. Mengapa ini berbeza? Ini berbeza kerana kali ini kami betul."

LANCE HAYASHIDA/CALTECH

Para saintis luar mengatakan pengiraan mereka bertindan dan menyatakan campuran berhati-hati dan teruja tentang hasilnya. "Saya tidak dapat membayangkan perkara yang lebih besar jika-dan sudah tentu itu adalah muka tebal 'jika'-jika ternyata betul," kata Gregory Laughlin, seorang saintis planet di University of California (UC), Santa Cruz. "Apa yang mendebarkan mengenainya dapat dikesan."

Batygin dan Brown menyimpulkan kehadirannya daripada kumpulan pelik enam objek yang diketahui sebelum ini yang mengorbit di luar Neptun. Mereka mengatakan hanya terdapat 0.007% peluang, atau kira-kira satu daripada 15,000, bahawa pengelompokan itu boleh menjadi satu kebetulan. Sebaliknya, mereka berkata, sebuah planet dengan jisim 10 Bumi telah mengembala enam objek ke dalam orbit elips pelik mereka, condong keluar dari satah sistem suria.

Orbit planet yang disimpulkan adalah sama condong, serta diregangkan ke jarak yang akan meletupkan konsep sebelumnya tentang sistem suria. Pendekatan terdekatnya dengan matahari adalah tujuh kali lebih jauh daripada Neptun, atau 200 unit astronomi (AU). (AU ialah jarak antara Bumi dan matahari, kira-kira 150 juta kilometer.) Dan Planet X boleh berkeliaran sejauh 600 hingga 1200 AU, jauh di luar tali pinggang Kuiper, kawasan dunia berais kecil yang bermula di pinggir Neptunus kira-kira 30 AU.

Jika Planet X ada di luar sana, Brown dan Batygin berkata, ahli astronomi harus mencari lebih banyak objek dalam orbit yang jelas, dibentuk oleh tarikan gergasi tersembunyi itu. Tetapi Brown tahu bahawa tiada siapa yang akan benar-benar percaya dengan penemuan itu sehingga Planet X sendiri muncul dalam pemidang tilik teleskop. "Sehingga terdapat pengesanan langsung, ia adalah hipotesis-walaupun hipotesis yang berpotensi sangat baik," katanya. Pasukan itu mempunyai masa pada satu teleskop besar di Hawaii yang sesuai untuk carian, dan mereka berharap ahli astronomi lain akan menyertai pemburuan itu.

Batygin dan Brown menerbitkan hasilnya hari ini dalam Jurnal Astronomi. Alessandro Morbidelli, seorang ahli dinamik planet di Balai Cerap Nice di Perancis, melakukan semakan rakan sebaya untuk kertas itu. Dalam satu kenyataan, dia berkata Batygin dan Brown membuat "hujah yang sangat kukuh" dan bahawa dia "agak yakin dengan kewujudan planet yang jauh."

Memenangi planet kesembilan baharu adalah peranan ironis untuk Brown; dia lebih dikenali sebagai pembunuh planet. Penemuan Eris pada tahun 2005, dunia berais terpencil yang hampir sama saiznya dengan Pluto, mendedahkan bahawa apa yang dilihat sebagai planet paling luar hanyalah satu daripada banyak dunia di tali pinggang Kuiper. Ahli astronomi segera mengklasifikasikan semula Pluto sebagai planet kerdil-saga yang diceritakan oleh Brown dalam bukunya Bagaimana Saya Membunuh Pluto.

Kini, dia telah menyertai pencarian berabad-abad untuk planet baharu. Kaedahnya-menyimpulkan kewujudan Planet X daripada kesan graviti hantu-mempunyai rekod prestasi yang dihormati. Pada tahun 1846, sebagai contoh, ahli matematik Perancis Urbain Le Verrier meramalkan kewujudan planet gergasi daripada penyelewengan di orbit Uranus. Ahli astronomi di Balai Cerap Berlin menemui planet baharu, Neptune, di mana ia sepatutnya berada, mencetuskan sensasi media.

Cegukan yang tinggal di orbit Uranus menyebabkan saintis berfikir bahawa mungkin masih ada satu planet lagi, dan pada tahun 1906 Percival Lowell, seorang taikun kaya, memulakan pencarian untuk apa yang dipanggilnya "Planet X" di balai cerap baharunya di Flagstaff, Arizona. Pada tahun 1930, Pluto muncul-tetapi ia terlalu kecil untuk menarik Uranus secara bermakna. Lebih setengah abad kemudian, pengiraan baharu berdasarkan pengukuran oleh kapal angkasa Voyager mendedahkan bahawa orbit Uranus dan Neptun adalah baik sendiri: Tiada Planet X diperlukan.

Namun daya tarikan Planet X berterusan. Pada tahun 1980-an, sebagai contoh, para penyelidik mencadangkan bahawa bintang kerdil coklat yang tidak kelihatan boleh menyebabkan kepupusan berkala di Bumi dengan mencetuskan fusillades komet. Pada tahun 1990-an, saintis menggunakan planet bersaiz Musytari di pinggir sistem suria untuk menerangkan asal usul komet ganjil tertentu. Baru bulan lepas, penyelidik mendakwa telah mengesan cahaya gelombang mikro samar-samar planet berbatu berukuran besar kira-kira 300 AU jauhnya, menggunakan pelbagai hidangan teleskop di Chile yang dipanggil Atacama Large Millimeter Array (ALMA). (Brown adalah salah seorang daripada ramai yang ragu-ragu, dengan menyatakan bahawa bidang pandangan ALMA yang sempit menjadikan peluang untuk mencari objek seperti itu semakin tipis.)

Brown mendapat firasat pertamanya tentang kuari semasanya pada tahun 2003, apabila dia mengetuai pasukan yang menemui Sedna, objek yang sedikit lebih kecil daripada Eris dan Pluto. Orbit Sedna yang ganjil dan jauh menjadikannya objek paling jauh yang diketahui dalam sistem suria pada masa itu. Perihelionnya, atau titik terdekat dengan matahari, terletak pada 76 AU, di luar tali pinggang Kuiper dan jauh di luar pengaruh graviti Neptunus. Implikasinya jelas: Sesuatu yang besar, jauh di luar Neptun, pasti telah menarik Sedna ke orbitnya yang jauh.

(DATA)JPL; BATYGIN DAN COKLAT/CALTECH; (RAJAH) A. CUADRA/ SAINS

Sesuatu itu tidak semestinya planet. Dorongan graviti Sedna mungkin berasal dari bintang yang berlalu, atau dari salah satu daripada banyak tapak semaian bintang lain yang mengelilingi matahari terbit pada masa pembentukan sistem suria.

Sejak itu, segelintir objek berais lain telah muncul di orbit yang sama. Dengan menggabungkan Sedna dengan lima orang aneh yang lain, Brown berkata dia telah menolak bintang sebagai pengaruh ghaib: Hanya sebuah planet yang boleh menjelaskan orbit aneh itu. Daripada tiga penemuan utamanya-Eris, Sedna, dan kini, berpotensi, Planet X-Brown berkata yang terakhir adalah yang paling sensasi. Membunuh Pluto adalah menyeronokkan. Menemui Sedna secara saintifik menarik, "katanya. "Tetapi yang ini, ini adalah kepala dan bahu mengatasi segala-galanya."

Brown dan Batygin hampir dipukul. Selama bertahun-tahun, Sedna adalah satu-satunya petunjuk kepada gangguan dari luar Neptun. Kemudian, pada tahun 2014, Scott Sheppard dan Chad Trujillo (bekas pelajar siswazah Brown) menerbitkan kertas kerja yang menerangkan penemuan VP113, objek lain yang tidak pernah mendekati matahari. Sheppard, dari Institusi Sains Carnegie di Washington, D.C., dan Trujillo, dari Balai Cerap Gemini di Hawaii, sangat menyedari implikasinya. Mereka mula meneliti orbit kedua-dua objek bersama 10 bola ganjil yang lain. Mereka perasan bahawa, pada perihelion, semuanya sangat dekat dengan satah sistem suria di mana Bumi mengorbit, dipanggil ekliptik. Dalam sebuah kertas, Sheppard dan Trujillo menunjukkan gumpalan aneh itu dan menimbulkan kemungkinan bahawa sebuah planet besar yang jauh telah mengepung objek berhampiran ekliptik. Tetapi mereka tidak menekan keputusan itu lagi.

Kemudian pada tahun itu, di Caltech, Batygin dan Brown mula membincangkan hasilnya. Merancang orbit objek jauh, Batygin berkata, mereka menyedari bahawa corak yang Sheppard dan Trujillo perhatikan "hanya separuh daripada cerita." Bukan sahaja objek berhampiran ekliptik di perihelia, tetapi perihelia mereka secara fizikal berkumpul di angkasa (lihat rajah, di atas).

Untuk tahun berikutnya, kedua-duanya secara rahsia membincangkan corak dan maksudnya. Ia adalah hubungan yang mudah, dan kemahiran mereka saling melengkapi. Batygin, seorang pemodel komputer kanak-kanak pintar berusia 29 tahun, pergi ke kolej di UC Santa Cruz untuk pantai dan peluang untuk bermain dalam kumpulan rock. Tetapi dia membuat tandanya di sana dengan memodelkan nasib sistem suria selama berbilion tahun, menunjukkan bahawa, dalam kes yang jarang berlaku, ia tidak stabil: Utarid mungkin terjun ke matahari atau bertembung dengan Zuhrah. "Ia adalah satu pencapaian yang menakjubkan untuk seorang sarjana," kata Laughlin, yang bekerja dengannya pada masa itu.

Brown, 50, adalah ahli astronomi pemerhatian, dengan bakat untuk penemuan dramatik dan keyakinan untuk dipadankan. Dia memakai seluar pendek dan sandal untuk bekerja, meletakkan kakinya di atas mejanya, dan mempunyai keangkuhan yang menutupi keamatan dan cita-cita. Dia mempunyai program yang bersedia untuk menapis Planet X dalam data daripada teleskop utama apabila ia tersedia secara umum pada akhir tahun ini.

Pejabat mereka terletak beberapa pintu di bawah antara satu sama lain. "Sofa saya lebih elok, jadi kami cenderung bercakap lebih banyak di pejabat saya," kata Batygin. "Kami cenderung untuk melihat lebih banyak data dalam Mike." Mereka juga menjadi rakan senaman, dan membincangkan idea mereka sambil menunggu untuk masuk ke dalam air di triatlon Los Angeles, California, pada musim bunga 2015.

Pertama, mereka menapis sedozen objek yang dikaji oleh Sheppard dan Trujillo kepada enam yang paling jauh ditemui oleh enam tinjauan berbeza pada enam teleskop berbeza. Ini menjadikan ia kurang berkemungkinan bahawa gumpalan mungkin disebabkan oleh bias pemerhatian seperti mengacukan teleskop ke bahagian tertentu langit.

Batygin mula membenihkan model sistem surianya dengan Planet X pelbagai saiz dan orbit, untuk melihat versi mana yang terbaik menerangkan laluan objek itu. Beberapa komputer dijalankan mengambil masa berbulan-bulan. Saiz yang digemari untuk Planet X muncul-antara lima dan 15 jisim Bumi-serta orbit pilihan: antijalur dalam angkasa daripada enam objek kecil, supaya perihelionnya berada dalam arah yang sama dengan aphelion enam objek, atau titik terjauh dari matahari. Orbit enam melintasi Planet X, tetapi tidak apabila pembuli besar berada berdekatan dan boleh mengganggu mereka. Epiphany terakhir datang 2 bulan yang lalu, apabila simulasi Batygin menunjukkan bahawa Planet X juga harus mengukir orbit objek yang meluncur ke dalam sistem suria dari atas dan bawah, hampir ortogon dengan ekliptik. "Ia mencetuskan ingatan ini," kata Brown. "Saya pernah melihat objek ini sebelum ini." Ternyata, sejak 2002, lima daripada objek tali pinggang Kuiper yang cenderung tinggi ini telah ditemui, dan asal-usulnya sebahagian besarnya tidak dapat dijelaskan. "Bukan sahaja mereka berada di sana, tetapi mereka berada di tempat yang kami ramalkan, " kata Brown. "Ketika itulah saya menyedari bahawa ini bukan sahaja idea yang menarik dan bagus-ini sebenarnya benar."

Sheppard, yang bersama Trujillo juga mengesyaki planet ghaib, berkata Batygin dan Brown "mengambil keputusan kami ke peringkat seterusnya. …Mereka mendalami dinamik, sesuatu yang saya dan Chad tidak begitu mahir. Itulah sebabnya saya rasa ini menarik."

Yang lain, seperti saintis planet Dave Jewitt, yang menemui tali pinggang Kuiper, lebih berhati-hati. Peluang 0.007% bahawa pengelompokan enam objek itu secara kebetulan memberikan tuntutan planet itu kepentingan statistik 3.8 sigma-melebihi ambang 3-sigma yang biasanya perlu diambil serius, tetapi kurang daripada 5 sigma yang kadang-kadang digunakan dalam bidang seperti fizik zarah. Itu membimbangkan Jewitt, yang telah melihat banyak keputusan 3-sigma hilang sebelum ini. Dengan mengurangkan sedozen objek yang diperiksa oleh Sheppard dan Trujillo kepada enam untuk analisis mereka, Batygin dan Brown melemahkan tuntutan mereka, katanya. "Saya bimbang bahawa penemuan satu objek baharu yang tiada dalam kumpulan itu akan memusnahkan seluruh bangunan itu," kata Jewitt, yang berada di UC Los Angeles. "Ia adalah permainan kayu dengan hanya enam kayu."

(IMEJ) WIKIMEDIA COMMONS; NASA/JPL-CALTECH; A. CUADRA/ SAINS ; NASA/JHUAPL/SWRI; (RAJAH) A. CUADRA/ SAINS

Pada mulanya, satu lagi masalah berpotensi datang daripada Widefield Infrared Survey Explorer (WISE) NASA, sebuah satelit yang melengkapkan tinjauan di seluruh langit mencari haba kerdil perang atau planet gergasi. Ia menolak kewujudan planet Zuhal atau lebih besar sejauh 10,000 AU, menurut kajian 2013 oleh Kevin Luhman, seorang ahli astronomi di Pennsylvania State University, University Park. Tetapi Luhman menyatakan bahawa jika Planet X bersaiz Neptunus atau lebih kecil, seperti yang Batygin dan Brown katakan, WISE akan merinduinya. Beliau berkata terdapat peluang kecil untuk pengesanan dalam set data WISE lain pada panjang gelombang yang lebih panjang-sensitif kepada sinaran yang lebih sejuk-yang dikumpulkan untuk 20% daripada langit. Luhman kini sedang menganalisis data tersebut.

Walaupun Batygin dan Brown boleh meyakinkan ahli astronomi lain bahawa Planet X wujud, mereka menghadapi cabaran lain: menerangkan bagaimana ia berakhir begitu jauh dari matahari. Pada jarak sedemikian, cakera protoplanet habuk dan gas berkemungkinan terlalu nipis untuk memacu pertumbuhan planet. Dan walaupun Planet X mendapat pijakan sebagai planetesimal, ia akan bergerak terlalu perlahan dalam orbitnya yang luas dan malas untuk mengangkut bahan yang cukup untuk menjadi gergasi.

Sebaliknya, Batygin dan Brown mencadangkan bahawa Planet X terbentuk lebih dekat dengan matahari, bersama Musytari, Zuhal, Uranus, dan Neptun. Model komputer telah menunjukkan bahawa sistem suria awal adalah meja biliard yang bergelora, dengan berpuluh-puluh atau bahkan ratusan blok bangunan planet sebesar Bumi melantun sekeliling. Satu lagi planet gergasi embrio dengan mudah boleh terbentuk di sana, hanya untuk dipacu keluar oleh tendangan graviti dari gergasi gas yang lain.

Adalah lebih sukar untuk menjelaskan mengapa Planet X tidak sama ada berputar kembali ke tempat ia bermula atau meninggalkan sistem suria sepenuhnya. Tetapi Batygin mengatakan bahawa sisa gas dalam cakera protoplanet mungkin telah melakukan seretan yang cukup untuk memperlahankan planet itu hanya cukup untuk ia mengendap di orbit yang jauh dan kekal dalam sistem suria. Itu boleh berlaku jika lemparan itu berlaku ketika sistem suria berusia antara 3 juta dan 10 juta tahun, katanya, sebelum semua gas dalam cakera hilang ke angkasa.

Hal Levison, seorang ahli dinamik planet di Institut Penyelidikan Southwest di Boulder, Colorado, bersetuju bahawa sesuatu mesti mencipta penjajaran orbit yang telah dikesan oleh Batygin dan Brown. Tetapi dia berkata cerita asal yang mereka telah bangunkan untuk Planet X dan rayuan khas mereka untuk pelepasan gas yang perlahan menambah kepada "peristiwa berkemungkinan rendah." Penyelidik lain lebih positif. Senario yang dicadangkan adalah munasabah, kata Laughlin. "Biasanya perkara seperti ini salah, tetapi saya sangat teruja dengan yang ini," katanya. "Ia lebih baik daripada flip syiling."

Semua ini bermakna Planet X akan kekal dalam limbo sehingga ia benar-benar ditemui.

Ahli astronomi mempunyai beberapa idea yang baik tentang tempat untuk melihat, tetapi mengesan planet baharu itu tidak mudah. Oleh kerana objek dalam orbit yang sangat elips bergerak paling pantas apabila ia dekat dengan matahari, Planet X menghabiskan masa yang sangat sedikit pada 200 AU. Dan jika ia berada di sana sekarang, kata Brown, ia akan menjadi sangat terang sehingga ahli astronomi mungkin telah melihatnya.

Sebaliknya, Planet X mungkin menghabiskan sebahagian besar masanya berhampiran aphelion, berjalan perlahan-lahan pada jarak antara 600 dan 1200 AU. Kebanyakan teleskop yang mampu melihat objek malap pada jarak sedemikian, seperti Teleskop Angkasa Hubble atau teleskop Keck 10 meter di Hawaii, mempunyai bidang pandangan yang sangat kecil. Ia seperti mencari jarum dalam timbunan jerami dengan mengintip melalui penyedut minuman.

Satu teleskop boleh membantu: Subaru, teleskop 8 meter di Hawaii yang dimiliki oleh Jepun. Ia mempunyai kawasan pengumpulan cahaya yang mencukupi untuk mengesan objek samar seperti itu, ditambah dengan medan pandangan yang besar-75 kali lebih besar daripada teleskop Keck. Itu membolehkan ahli astronomi mengimbas petak besar langit setiap malam. Batygin dan Brown menggunakan Subaru untuk mencari Planet X-dan mereka menyelaraskan usaha mereka dengan pesaing lama mereka, Sheppard dan Trujillo, yang juga telah menyertai pemburuan dengan Subaru. Brown berkata ia akan mengambil masa kira-kira 5 tahun untuk kedua-dua pasukan mencari sebahagian besar kawasan di mana Planet X mungkin mengintai.

Teleskop Subaru, NAOJ

Jika pencarian gagal, apakah nama ahli baru keluarga matahari? Brown mengatakan masih terlalu awal untuk bimbang tentang perkara itu dan dengan berhati-hati mengelak daripada menawarkan cadangan. Buat masa ini, dia dan Batygin memanggilnya Planet Sembilan (dan, untuk tahun lalu, secara tidak rasmi, slanga Planet Phattie-1990-an untuk "cool"). Brown menyatakan bahawa Uranus mahupun Neptune-dua planet yang ditemui pada zaman moden-akhirnya dinamakan oleh penemunya, dan dia berpendapat bahawa itu mungkin perkara yang baik. Ia lebih besar daripada mana-mana orang, dia berkata: "Ia seperti mencari benua baru di Bumi."

Dia pasti, bagaimanapun, bahawa Planet X-tidak seperti Pluto-layak dipanggil planet. Sesuatu saiz Neptun dalam sistem suria? Jangan tanya pun. "Tiada siapa yang akan membantah yang ini, walaupun saya."

Struktur sistem suria agak mudah. Di tengahnya adalah Matahari - bintang yang sesuai untuk perkembangan kehidupan: tidak terlalu panas, tetapi tidak terlalu sejuk, tidak terlalu terang, tetapi tidak terlalu malap, dengan jangka hayat yang panjang dan aktiviti yang sangat sederhana. Lebih dekat dengan Matahari adalah planet-planet kumpulan daratan, yang, sebagai tambahan kepada Bumi, termasuk Mercury, Venus dan Marikh. Planet-planet ini berjisim agak rendah, tetapi terdiri daripada batu berbatu, yang membolehkan mereka mempunyai permukaan pepejal. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, konsep zon boleh didiami semakin popular: ini adalah nama untuk selang jarak dari bintang pusat, di mana air cecair boleh wujud di permukaan planet daratan. Dalam sistem suria, zon boleh didiami terbentang kira-kira dari orbit Zuhrah ke orbit Marikh, tetapi hanya Bumi boleh bermegah dengan air cecair (sekurang-kurangnya dalam kuantiti yang ketara).

Lebih jauh dari Matahari adalah planet gergasi (Musytari dan Zuhal) dan gergasi ais (Uranus dan Neptun). Gergasi adalah jauh lebih besar daripada planet terestrial, tetapi jisim ini diperolehi oleh mereka disebabkan oleh sebatian yang tidak menentu, itulah sebabnya gergasi kurang tumpat dan tidak mempunyai permukaan pepejal. Antara planet terakhir kumpulan terestrial - Marikh - dan planet gergasi pertama - Musytari - adalah tali pinggang asteroid utama; di belakang gergasi ais terakhir - Neptun - pinggiran sistem suria bermula. Sebelum ini, terdapat satu lagi planet, Pluto, tetapi pada tahun 2006 komuniti astronomi dunia memutuskan bahawa Pluto tidak hidup dengan planet sebenar dari segi parameternya, dan kini planet paling jauh dalam sistem suria (dikenali!) Adalah Neptun, mengorbit 30 AU . dari Matahari (lebih tepat, dari 29.8 AU pada perihelion kepada 30.4 AU pada aphelion).

Walau bagaimanapun, untuk masa yang agak lama, ramai saintis tidak meninggalkan idea bahawa bilangan planet dalam sistem suria tidak berhenti di Neptun. Benar, semakin jauh planet itu dari Matahari, semakin sukar untuk mengesannya secara langsung, tetapi terdapat juga cara tidak langsung. Salah satunya adalah untuk mencari pengaruh graviti planet yang tidak kelihatan pada badan yang diketahui di rantau trans-Neptunus. Khususnya, percubaan telah berulang kali dibuat, pertama, untuk mencari corak dalam orbit komet jangka panjang, dan kedua, untuk menerangkan corak ini dengan tarikan planet gergasi yang jauh. Dalam versi yang lebih ekstremis, periodicity yang jelas dalam kepupusan organisma hidup di Bumi atau dalam kekerapan pengeboman meteorit planet kita dianggap sebagai tanda kehadiran planet yang jauh. Walau bagaimanapun, sehingga kini, andaian tentang planet yang tidak diketahui (Nemesis, Tyukhe, dll.), berdasarkan ketetapan dan berkala ini, tidak mendapat pengiktirafan yang meluas di kalangan komuniti astronomi. Bukan sahaja penjelasannya, malah kewujudan ketetapan dan berkala yang akan dijelaskan nampaknya agak tidak meyakinkan. Di samping itu, sebagai peraturan, kita bercakap tentang badan yang agak besar, mungkin berkali-kali lebih besar daripada Musytari, yang sepatutnya boleh diakses oleh teknologi pemerhatian moden.

Percubaan baru untuk membuktikan kewujudan planet kesembilan juga berdasarkan pencarian tanda-tanda pengaruh gravitinya, tetapi bukan pada komet jangka panjang, tetapi pada objek tali pinggang Kuiper.

Tali Pinggang Kuiper

Tali pinggang Kuiper kadangkala secara kolektif dirujuk sebagai semua objek yang mendiami pinggiran sistem suria. Tetapi sebenarnya, mereka adalah beberapa kumpulan berbeza secara dinamik: tali pinggang Kuiper klasik, cakera bertaburan, dan objek resonan. Objek-objek tali pinggang Kuiper klasik berputar mengelilingi Matahari dalam orbit dengan kecenderungan dan kesipian yang kecil, iaitu, dalam orbit jenis "planet". Objek cakera bertaburan bergerak dalam orbit memanjang dengan perihelia di kawasan orbit Neptun, orbit objek resonan (Pluto antaranya) berada dalam resonans orbit dengan Neptun.
Tali pinggang Kuiper klasik berakhir dengan agak mendadak pada kira-kira 50 AU. Mungkin, di sanalah sempadan utama pengedaran jirim dalam sistem suria berlalu. Dan walaupun objek cakera bertaburan dan objek resonan di aphelion (titik orbit benda angkasa yang paling jauh dari Matahari) bergerak menjauhi Matahari dengan beratus-ratus unit astronomi, pada perihelion (titik orbit yang paling hampir dengan Matahari). ) mereka hampir dengan Neptun, menunjukkan bahawa kedua-duanya disambungkan asal biasa dengan tali pinggang Kuiper klasik, dan "disambungkan" pada orbit moden mereka oleh pengaruh graviti Neptun.

Penemuan Sedna

Gambar itu mula menjadi lebih rumit pada tahun 2003, apabila objek trans-Neptunian (TNO) Sedna ditemui dengan jarak perihelion 76 AU. Jarak yang begitu ketara dari Matahari bermakna Sedna tidak dapat masuk ke orbitnya akibat interaksi dengan Neptunus, dan oleh itu terdapat andaian bahawa ia adalah wakil populasi yang lebih jauh dalam sistem suria - awan Oort hipotesis.

Untuk beberapa lama, Sedna adalah satu-satunya objek yang diketahui dengan orbit sedemikian. Penemuan "sednoid" kedua pada 2014 dilaporkan oleh Chadwick Trujillo dan Scott Sheppard. Objek 2012 VP113 beredar mengelilingi Matahari dalam orbit dengan jarak perihelion 80.5 AU, iaitu, lebih daripada Sedna. Trujillo dan Sheppard menyedari bahawa kedua-dua Sedna dan 2012 VP113 mempunyai nilai hujah perihelion yang sama - sudut antara arah ke perihelion dan ke nod menaik orbit (titik persilangannya dengan ekliptik). Menariknya, nilai yang sama bagi hujah perihelion (340° ± 55°) adalah tipikal untuk semua objek dengan paksi separuh utama lebih besar daripada 150 AU. dan dengan jarak perihelion lebih besar daripada jarak perihelion Neptunus. Trujillo dan Sheppard mencadangkan bahawa pengumpulan objek sedemikian berhampiran nilai tertentu hujah perihelion boleh disebabkan oleh tindakan mengganggu planet besar (beberapa jisim Bumi) yang jauh.

Bukti untuk Planet X

Satu kertas kerja yang diterbitkan pada Januari 2016 oleh Konstantin Batygin dan Michael Brown dari California Institute of Technology meneroka kemungkinan bahawa kewujudan planet yang tidak diketahui sebelum ini sememangnya boleh menjelaskan parameter yang diperhatikan asteroid jauh dengan nilai yang sama dari hujah perihelion. Penulis secara analitikal dan numerik mengkaji gerakan zarah ujian di pinggir Sistem Suria dalam tempoh 4 bilion tahun di bawah pengaruh badan yang mengganggu dengan jisim 10 jisim Bumi dalam orbit memanjang dan menunjukkan bahawa kehadiran jasad sebenarnya membawa kepada konfigurasi orbit TNO yang diperhatikan dengan paksi separa utama dan jarak perihelion yang ketara. Selain itu, kehadiran planet luar memungkinkan untuk menjelaskan bukan sahaja kewujudan Sedna dan TNO lain dengan nilai yang sama dari hujah perihelion.
Tanpa diduga bagi pengarang dalam simulasi mereka, tindakan badan yang mengganggu itu menjelaskan kewujudan satu lagi populasi TNO, yang asal usulnya setakat ini masih tidak jelas, iaitu, populasi objek tali pinggang Kuiper di orbit dengan kecenderungan yang tinggi. Akhirnya, karya Batygin dan Brown meramalkan kewujudan objek dengan jarak perihelion yang besar dan nilai lain dari hujah perihelion, yang memberikan pengesahan pemerhatian tambahan terhadap ramalan mereka.

Prospek untuk penemuan planet baru

Ujian utama penyelidikan baru-baru ini, sudah tentu, harus menjadi penemuan "pembuat masalah" itu sendiri - planet yang tarikannya, menurut pengarang, menentukan pengedaran badan dengan perihelion di luar tali pinggang Kuiper klasik. Tugas mencarinya sangat sukar. Planet X sepatutnya menghabiskan kebanyakan masa berhampiran aphelion, yang boleh berada lebih 1000 AU jauhnya. dari matahari. Pengiraan menunjukkan kemungkinan lokasi planet hampir - aphelionnya terletak kira-kira dalam arah yang bertentangan dengan arah pada aphelion TNO yang dikaji, tetapi kecenderungan orbit tidak dapat ditentukan daripada data pada TNO yang tersedia dengan paksi separa utama daripada orbit. Jadi kajian semula kawasan langit yang sangat besar, di mana planet yang tidak diketahui mungkin berada, akan berlangsung selama bertahun-tahun. Pencarian mungkin menjadi lebih mudah jika TNO lain yang bergerak di bawah pengaruh Planet X ditemui, yang akan menyempitkan julat nilai yang mungkin untuk parameter orbitnya.

WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer), teleskop angkasa NASA yang dilancarkan pada 2009 untuk mengkaji langit dalam inframerah, tidak dapat melihat planet hipotesis. Analog Zuhal atau Musytari, WISE akan mengesan pada jarak sehingga 30,000 AU, iaitu, lebih daripada yang diperlukan. Tetapi anggaran telah dijalankan khusus untuk planet gergasi dengan sinaran IR sendiri yang sepadan. Ada kemungkinan bahawa keputusan ini tidak berskala kepada gergasi ais seperti Neptun atau planet yang kurang besar.
Pada masa ini, sebenarnya, terdapat satu teleskop yang sesuai untuk mencari Planet X, dan itu ialah Teleskop Subaru Jepun di Kepulauan Hawaii. Terima kasih kepada cermin 8.2 meter, ia mengumpul banyak cahaya dan oleh itu mempunyai kepekaan yang tinggi, manakala peralatannya membolehkan anda mengambil gambar kawasan langit yang agak besar (kira-kira kawasan bulan purnama). Tetapi walaupun dalam keadaan ini, ia akan mengambil masa beberapa tahun untuk meninjau kawasan langit yang luas di mana Planet X mungkin berada sekarang. Jika gagal, seseorang hanya boleh berharap untuk teleskop tinjauan khusus LSST, yang sedang dalam pembinaan di Chile. Dengan cermin dengan diameter 8.4 meter, ia akan mempunyai bidang pandangan dengan diameter 3.5 ° (tujuh kali lebih besar daripada Subaru). Pada masa yang sama, pemerhatian tinjauan akan menjadi tugas utamanya, tidak seperti Subaru, yang beroperasi pada pelbagai program pemerhatian. Pentauliahan LSST dijangka pada awal 2020-an.

Pada 29 Februari, 2 dan 4 Mac, Akademi PostNauka di Old Arbat akan menganjurkan kursus intensif Vladimir Surdin "The Solar System: In Search of a Spare Planet" - 9 kelas yang akan membantu anda memahami kepelbagaian planet dan mengetahui sama ada , selain Bumi, terdapat planet yang sesuai untuk hidupan .