Hoeveel van hen. Wetenschappers kondigen de ontdekking van de negende planeet aan Een nieuw hemellichaam in het zonnestelsel

Ongeveer 30 door mensen gemaakte ruimtevaartuigen in ons zonnestelsel verzamelen momenteel informatie over onze planeet en haar omgeving. Elk jaar wordt er bewijs verzameld dat sommige theorieën ondersteunt, terwijl andere naar de zijlijn worden geduwd. Hier zijn enkele van de meest interessante feiten die we in 2016 over ons zonnestelsel hebben geleerd.

Jupiter en Saturnus werpen kometen naar ons

In 1994 keek de hele wereld toe hoe komeet Shoemaker-Levy 9 neerstortte op Jupiter en "een spoor ter grootte van de aarde achterliet dat een jaar duurde". Toen spraken de astronomen blij dat Jupiter ons beschermt tegen kometen en asteroïden.

Dankzij zijn enorme zwaartekrachtsveld zou Jupiter de meeste van deze bedreigingen binnenhalen voordat ze de aarde bereiken. Maar een recente studie toonde aan dat precies het tegenovergestelde waar kan zijn, en dit hele "Jupiter-schild"-idee is niet waar.

Simulaties in het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Pasadena hebben aangetoond dat Jupiter en Saturnus hoogstwaarschijnlijk ruimtepuin in het binnenste zonnestelsel gooien en in banen die ze op het pad van de aarde brengen. Het blijkt dat de reuzenplaneten ons bombarderen met kometen en asteroïden.

Het goede nieuws is dat de kometen die de aarde hebben gebombardeerd tijdens haar ontwikkelingsstadia "vluchtige stoffen uit het buitenste zonnestelsel hebben meegevoerd die nodig zijn voor de vorming van leven".

Pluto heeft vloeibaar water

Aan de rand van het bekende zonnestelsel onthult NASA's New Horizons-ruimtevaartuig vreemde dingen over de verre dwergplaneet Pluto. Allereerst is het interessant dat Pluto een vloeibare oceaan heeft.

De aanwezigheid van breuklijnen en analyse van een grote krater genaamd Sputnik Planum leidde de onderzoekers naar een model dat aantoont dat Pluto een 100 kilometer dikke vloeibare oceaan heeft met een zoutgehalte van 30% onder een 300 kilometer dikke ijsschil. Het is ongeveer net zo zout als de Dode Zee.

Als de oceaan van Pluto aan het bevriezen was, zou de planeet moeten samentrekken. Maar het lijkt erop dat het zich uitbreidt. Wetenschappers vermoeden dat er nog genoeg radioactiviteit in de kern is om in ieder geval wat warmte te leveren. De dikke lagen exotisch oppervlakte-ijs werken als een isolator, en waarschijnlijk werkt de aanwezigheid van ammoniak als een antivries.

De kernen van Neptunus en Uranus zijn verpakt in plastic

Hoe weet je wat er onder de wolken van verre gasreuzen ligt, waar de atmosferische druk negen miljoen keer hoger is dan op aarde? Wiskunde! Wetenschappers gebruikten het USPEX-algoritme om een ​​mogelijk beeld te geven van wat er gebeurt onder de wolken van deze slecht begrepen planeten.

Wetende dat Neptunus en Uranus voornamelijk uit zuurstof, koolstof en waterstof bestaan, hebben wetenschappers berekeningen ingeplugd om de vreemde chemische processen te bepalen die daar kunnen plaatsvinden. Het resultaat is exotische polymeren, organische kunststoffen, kristallijn koolstofdioxide en orthokoolstofzuur (ook bekend als "Hitler's zuur" omdat de atomaire structuur lijkt op een swastika) gewikkeld rond een stevige binnenkern.

Terwijl ze op zoek zijn naar buitenaards leven op Titan en Europa, hopen wetenschappers dat water mogelijk heeft gereageerd met stenen in organische processen. Maar als de binnenkern is gewikkeld in exotische kristallen en kunststoffen, zullen sommige dingen moeten worden heroverwogen.

Mercurius heeft een enorme Grand Canyon

Als er zelfs een paar miljoen jaar geleden vulkanische activiteit was op Venus en Mars, lijkt het alsof baby Mercurius 3-4 miljard jaar geleden gekalmeerd is. De planeet koelde af, begon te krimpen en te barsten.

Tijdens het proces verscheen er een enorme scheur, die wetenschappers de 'grote vallei' noemen. Volgens wetenschappers van de Universiteit van Maryland:

“De vallei is 400 kilometer breed en 965 kilometer lang, met steile hellingen die 3 kilometer onder het omringende terrein doordringen. Ter vergelijking: als de "grote vallei" van Mercurius op aarde zou bestaan, zou deze twee keer zo diep zijn als de Grand Canyon en zich uitstrekken van Washington DC tot New York en Detroit ver naar het westen."

Op een piepkleine planeet met een omtrek van slechts 4.800 kilometer lijkt zo'n grote vallei meer op een verschrikkelijk litteken op het gezicht.

Venus was ooit bewoonbaar

Venus is de enige planeet die achteruit draait. Bij 460 graden Celsius is het oppervlak heet genoeg om lood te smelten, en de planeet zelf is gehuld in wolken van zwavelzuur. Maar op een dag was Venus misschien in staat om het leven te ondersteunen.

Meer dan vier miljard jaar geleden had Venus oceanen. Er wordt zelfs aangenomen dat er al meer dan twee miljard jaar water op de planeet is. Tegenwoordig is Venus erg droog en heeft ze helemaal geen waterdamp. De zonnewind van de zon blies alles weg.

De atmosfeer van Venus geeft een groot elektrisch veld af dat vijf keer sterker is dan dat van de aarde. Dit veld is ook sterk genoeg om de zwaartekracht van Venus te overwinnen en waterstof en zuurstof naar de bovenste atmosfeer te duwen, waar de zonnewinden ze wegblazen.

Wetenschappers weten niet waarom het elektrische veld van Venus zo sterk is, maar het zou kunnen zijn omdat Venus dichter bij de zon staat.

De aarde wordt gevoed door de maan

De aarde is omgeven door een magnetisch veld dat ons beschermt tegen geladen deeltjes en schadelijke straling. Als we dat niet zouden doen, zouden we worden blootgesteld aan kosmische straling die 1000 keer sterker is dan die van nu. Onze computers en elektronica zouden onmiddellijk frituren. Daarom is het geweldig dat er in het centrum van onze planeet een gigantische bal van gesmolten ijzer draait. Tot voor kort wisten wetenschappers niet waarom het bleef draaien. Uiteindelijk moet het afkoelen en vertragen.

Maar in de afgelopen 4,3 miljard jaar is het slechts 300 graden Celsius afgekoeld. We verloren dus behoorlijk wat warmte, wat geen speciale rol speelde voor het magnetische veld. Wetenschappers geloven nu dat de baan van de maan de hete kern van de aarde aan het draaien houdt en ongeveer 1.000 miljard watt aan energie in de kern injecteert. De maan is misschien wel belangrijker voor ons dan we dachten.

De ringen van Saturnus zijn nieuw

Sinds de 17e eeuw is er discussie over hoeveel ringen van Saturnus er zijn en waar ze vandaan komen. In theorie had Saturnus ooit meer manen en sommige kwamen met elkaar in botsing. Als gevolg hiervan verscheen een wolk van puin, die uiteenviel in ringen en 62 satellieten.

Door te kijken hoe Saturnus geisers uit Enceladus perst, konden wetenschappers de relatieve sterkte van de sleepboot van de gasreus inschatten. Omdat alle satellieten in langere banen werden gegooid, konden wetenschappers ruwweg inschatten wanneer de kliek tussen de manen plaatsvond.

De cijfers toonden aan dat de ringen van Saturnus niets te maken hadden met de vorming van de planeet vier miljard jaar geleden. Met uitzondering van de verder weg gelegen manen van Titan en Iapetus, lijken de grote manen van Saturnus te zijn gevormd tijdens het Krijt, het tijdperk van de dinosauriërs.

Er zijn 15.000 zeer grote asteroïden in onze omgeving.

In 2005 kreeg NASA de opdracht om tegen 2020 90% van de grote objecten in de ruimte nabij de aarde te vinden. Tot nu toe heeft het bureau 90% van de objecten gevonden die 915 meter of groter zijn, maar slechts 25% is 140 meter of groter.

In 2016 ontdekte NASA met 30 nieuwe ontdekkingen per week zijn 15.000 objecten. Ter referentie: in 1998 vond het bureau slechts 30 nieuwe objecten per jaar. NASA catalogiseert alle kometen en asteroïden in de buurt om er zeker van te zijn dat we weten wanneer iets ons gaat raken. Maar meteoren barsten soms zonder waarschuwing uit, zoals degene die in 2013 boven Chelyabinsk explodeerde.

We hebben het apparaat opzettelijk op een komeet laten crashen

Het Rosetta-ruimtevaartuig van de European Space Agency heeft twee jaar in een baan rond komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko gecirkeld. Het apparaat verzamelde gegevens en plaatste zelfs de lander op het oppervlak, hoewel niet helemaal met succes.

Deze 12-jarige missie heeft geleid tot een aantal belangrijke ontdekkingen. Zo ontdekte Rosetta het aminozuur glycine, de basisbouwsteen van het leven. Hoewel lang werd aangenomen dat aminozuren zich bij het aanbreken van het zonnestelsel in de ruimte konden hebben gevormd, werden ze pas dankzij Rosetta ontdekt.

Rosetta vond 60 moleculen, waarvan er 34 nog nooit eerder op een komeet waren gevonden. De instrumenten van het ruimtevaartuig toonden ook een significant verschil in de samenstelling van het water van de komeet en het water van de aarde. Het blijkt dat het onwaarschijnlijk is dat er water op aarde is verschenen als gevolg van kometen.

Na een succesvolle missie stortte de ESA het ruimtevaartuig in een komeet.

Mysteries van de zon opgelost

Alle planeten en sterren hebben magnetische velden die in de loop van de tijd veranderen. Op aarde veranderen deze velden elke 200.000-300.000 jaar. Maar nu zijn ze te laat.

Alles gebeurt sneller in de zon. Elke 11 jaar of zo, keert de polariteit van het magnetische veld van de zon om. Dit gaat gepaard met een periode van verhoogde zonneactiviteit en zonnevlekken.

Vreemd genoeg staan ​​Venus, Aarde en Jupiter op dit moment op één lijn. Wetenschappers geloven dat deze planeten de zon kunnen beïnvloeden. Terwijl de planeten op één lijn liggen, combineert hun zwaartekracht een getijde-effect op het plasma van de zon, waardoor het naar binnen wordt getrokken en het magnetische veld van de zon wordt verstoord, ontdekte de studie.

Wetenschappers van het California Institute of Technology maakten de ontdekking bekend. Tot nu toe heeft niemand een nieuw object door een telescoop gezien. Volgens Michael Brown en Konstantin Batygin werd de planeet ontdekt door gegevens te analyseren over de zwaartekrachtsverstoring die het uitoefent op andere hemellichamen. De naam is haar nog niet gegeven, maar wetenschappers hebben verschillende parameters kunnen bepalen. Het weegt 10 keer meer dan de aarde. De chemische samenstelling van de nieuwe planeet lijkt op twee gasreuzen - Uranus en Neptunus. Trouwens, het is qua grootte vergelijkbaar met Neptunus en staat zelfs verder van de zon dan Pluto, dat vanwege zijn bescheiden omvang zijn status als planeet heeft verloren. De bevestiging van het bestaan ​​van een hemellichaam duurt vijf jaar. Wetenschappers hebben tijd geboekt bij een Japans observatorium op Hawaï. De kans dat hun ontdekking fout is, is 0,007 procent. De nieuwe planeet, als de ontdekking wordt herkend, zal de negende in het zonnestelsel zijn.

Het zonnestelsel lijkt een nieuwe negende planeet te hebben. Vandaag hebben twee wetenschappers bewijs aangekondigd dat een lichaam bijna zo groot als Neptunus - maar tot nu toe ongezien - om de 15.000 jaar rond de zon draait. Tijdens de kinderschoenen van het zonnestelsel, 4,5 miljard jaar geleden, zeggen ze, werd de gigantische planeet uit het planeetvormende gebied nabij de zon geslagen. Vertraagd door gas, vestigde de planeet zich in een verre elliptische baan, waar hij vandaag nog steeds op de loer ligt.

De claim is de sterkste tot nu toe in de eeuwenlange zoektocht naar een "Planeet X" voorbij Neptunus. De zoektocht wordt geplaagd door vergezochte claims en zelfs regelrechte kwakzalverij. Maar het nieuwe bewijs is afkomstig van een paar gerespecteerde planetaire wetenschappers, Konstantin Batygin en Mike Brown van het California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena, die zich voorbereidden op de onvermijdelijke scepsis met gedetailleerde analyses van de banen van andere verre objecten en maandenlange computerstudies. simulaties. "Als je zegt: 'We hebben bewijs voor planeet X', zal bijna elke astronoom zeggen: 'Nog een keer? Deze jongens zijn duidelijk gek. 'Dat zou ik ook doen', zegt Brown. Waarom is dit anders? Dit is anders, want deze keer hebben we gelijk."

LANCE HAYASHIDA/CALTECH

Externe wetenschappers zeggen dat hun berekeningen opstapelen en een mengeling van voorzichtigheid en opwinding uitdrukken over het resultaat. "Ik zou me geen grotere deal kunnen voorstellen als - en dat is natuurlijk een vetgedrukte 'als' - als het waar blijkt te zijn", zegt Gregory Laughlin, een planetaire wetenschapper aan de Universiteit van Californië (UC), Santa Cruz. "Wat er opwindend aan is, is detecteerbaar."

Batygin en Brown leidden zijn aanwezigheid af uit de eigenaardige clustering van zes eerder bekende objecten die voorbij Neptunus draaien. Ze zeggen dat er slechts 0,007% kans is, of ongeveer één op 15.000, dat de clustering toeval zou kunnen zijn. In plaats daarvan zeggen ze dat een planeet met de massa van 10 aardes de zes objecten in hun vreemde elliptische banen heeft geleid, gekanteld uit het vlak van het zonnestelsel.

De baan van de afgeleide planeet is op dezelfde manier gekanteld, evenals uitgerekt tot afstanden die eerdere concepten van het zonnestelsel zullen exploderen. Zijn dichtste nadering tot de zon is zeven keer verder dan Neptunus, of 200 astronomische eenheden (AU's). (Een AU is de afstand tussen de aarde en de zon, ongeveer 150 miljoen kilometer.) En planeet X zou kunnen zwerven tot 600 tot 1200 AU, ver buiten de Kuipergordel, het gebied van kleine ijzige werelden dat begint aan de rand van Neptunus ongeveer 30 AU.

Als planeet X daarbuiten is, zeggen Brown en Batygin, zouden astronomen meer objecten moeten vinden in veelbetekenende banen, gevormd door de aantrekkingskracht van de verborgen reus. Maar Brown weet dat niemand echt in de ontdekking zal geloven totdat Planet X zelf in een telescoopzoeker verschijnt. "Totdat er een directe detectie is, is het een hypothese, zelfs een potentieel zeer goede hypothese", zegt hij. Het team heeft tijd op de ene grote telescoop op Hawaï die geschikt is voor de zoektocht, en ze hopen dat andere astronomen mee zullen doen aan de jacht.

Batygin en Brown publiceerden het resultaat vandaag in Het astronomische tijdschrift. Alessandro Morbidelli, een planetaire dynamica bij het observatorium van Nice in Frankrijk, voerde de peer review voor het artikel uit. In een verklaring zegt hij dat Batygin en Brown een "zeer solide argument" hebben gemaakt en dat hij "redelijk overtuigd is van het bestaan ​​van een verre planeet".

Het verdedigen van een nieuwe negende planeet is een ironische rol voor Brown; hij is beter bekend als een planetendoder. Zijn ontdekking in 2005 van Eris, een afgelegen ijzige wereld die bijna even groot is als Pluto, onthulde dat wat werd gezien als de buitenste planeet slechts een van de vele werelden in de Kuipergordel was. Astronomen herclassificeerden Pluto prompt als een dwergplaneet - een verhaal dat Brown in zijn boek vertelde Hoe ik Pluto doodde.

Nu heeft hij zich aangesloten bij de eeuwenoude zoektocht naar nieuwe planeten. Zijn methode - het bestaan ​​van planeet X afleiden uit zijn spookachtige zwaartekrachteffecten - heeft een respectabele staat van dienst. In 1846 voorspelde bijvoorbeeld de Franse wiskundige Urbain Le Verrier het bestaan ​​van een gigantische planeet op basis van onregelmatigheden in de baan van Uranus. Astronomen van het Observatorium van Berlijn vonden de nieuwe planeet, Neptunus, waar hij zou moeten zijn, wat een mediasensatie veroorzaakte.

De achterblijvende hikken in de baan van Uranus brachten wetenschappers ertoe te denken dat er nog een planeet zou kunnen zijn, en in 1906 begon Percival Lowell, een rijke magnaat, de zoektocht naar wat hij "Planet X" noemde in zijn nieuwe observatorium in Flagstaff, Arizona. In 1930 dook Pluto op - maar het was veel te klein om zinvol aan Uranus te trekken. Meer dan een halve eeuw later onthulden nieuwe berekeningen op basis van metingen van het Voyager-ruimtevaartuig dat de banen van Uranus en Neptunus op zichzelf prima waren: er was geen planeet X nodig.

Toch bleef de allure van Planet X bestaan. In de jaren tachtig stelden de onderzoekers bijvoorbeeld voor dat een onzichtbare bruine dwergster periodieke uitstervingen op aarde zou kunnen veroorzaken door fusillades van kometen op gang te brengen. In de jaren negentig riepen wetenschappers een planeet ter grootte van Jupiter aan de rand van het zonnestelsel op om de oorsprong van bepaalde vreemde kometen te verklaren. Vorige maand nog beweerden onderzoekers dat ze de zwakke microgolfgloed van een buitenmaatse rotsachtige planeet op zo'n 300 AU verwijderd hadden ontdekt, met behulp van een reeks telescoopschotels in Chili, de Atacama Large Millimeter Array (ALMA). (Brown was een van de vele sceptici, die opmerkte dat het beperkte gezichtsveld van ALMA de kans om zo'n object te vinden verwaarloosbaar klein maakte.)

Brown kreeg zijn eerste idee van zijn huidige steengroeve in 2003, toen hij een team leidde dat Sedna vond, een object dat iets kleiner is dan zowel Eris als Pluto. Sedna's vreemde, verre baan maakte het op dat moment het meest verre bekende object in het zonnestelsel. Het perihelium, of het dichtst bij de zon gelegen punt, lag op 76 AU, voorbij de Kuipergordel en ver buiten de invloed van de zwaartekracht van Neptunus. De implicatie was duidelijk: iets enorms, ver voorbij Neptunus, moet Sedna in zijn verre baan hebben getrokken.

(GEGEVENS)JPL; BATYGIN EN BRUIN/CALTECH; (SCHEMA) A. CUADRA/WETENSCHAP

Dat iets geen planeet hoeft te zijn. De zwaartekrachtstoot van Sedna kan afkomstig zijn van een passerende ster, of van een van de vele andere stellaire kraamkamers die de opkomende zon omringden ten tijde van de vorming van het zonnestelsel.

Sindsdien zijn een handvol andere ijzige objecten in vergelijkbare banen opgedoken. Door Sedna te combineren met vijf andere gekken, zegt Brown dat hij sterren heeft uitgesloten als de onzichtbare invloed: alleen een planeet kan zulke vreemde banen verklaren. Van zijn drie belangrijkste ontdekkingen - Eris, Sedna en nu, mogelijk, zegt Planet X-Brown dat de laatste de meest sensationele is. Pluto doden was leuk. Het vinden van Sedna was wetenschappelijk interessant', zegt hij. "Maar deze, dit steekt met kop en schouders boven al het andere uit."

Brown en Batygin werden bijna in elkaar geslagen. Jarenlang was Sedna een enige aanwijzing voor een verstoring van buiten Neptunus. Toen, in 2014, publiceerden Scott Sheppard en Chad Trujillo (een voormalig afgestudeerde student van Brown) een paper waarin ze de ontdekking van VP113 beschrijven, een ander object dat nooit in de buurt van de zon komt. Sheppard, van het Carnegie Institution for Science in Washington, D.C., en Trujillo, van het Gemini Observatorium in Hawaï, waren zich terdege bewust van de implicaties. Ze begonnen de banen van de twee objecten te onderzoeken, samen met 10 andere excentriekelingen. Ze merkten op dat ze in het perihelium allemaal heel dicht bij het vlak van het zonnestelsel kwamen waarin de aarde draait, de ecliptica genaamd. In een paper wezen Sheppard en Trujillo op de eigenaardige klontering en brachten ze de mogelijkheid naar voren dat een verre grote planeet de objecten in de buurt van de ecliptica had gedreven. Maar ze drukten niet verder op de uitslag.

Later dat jaar begonnen Batygin en Brown bij Caltech de resultaten te bespreken. Toen ze de banen van de verre objecten in kaart brachten, zei Batygin, realiseerden ze zich dat het patroon dat Sheppard en Trujillo hadden opgemerkt 'slechts de helft van het verhaal was'. Niet alleen bevonden de objecten zich in de buurt van de ecliptica op perihelia, maar hun perihelia was fysiek geclusterd in de ruimte (zie diagram hierboven).

Voor het volgende jaar besprak het duo in het geheim het patroon en wat het betekende. Het was een gemakkelijke relatie en hun vaardigheden vulden elkaar aan. Batygin, een 29-jarige whizzkid-computermodelleur, ging naar de universiteit van UC Santa Cruz voor het strand en de kans om in een rockband te spelen. Maar hij maakte daar zijn stempel door het lot van het zonnestelsel over miljarden jaren te modelleren, waaruit bleek dat het in zeldzame gevallen onstabiel was: Mercurius kan in de zon storten of in botsing komen met Venus. "Het was een geweldige prestatie voor een student", zegt Laughlin, die destijds met hem samenwerkte.

Brown, 50, is de observerende astronoom, met een flair voor dramatische ontdekkingen en het nodige zelfvertrouwen. Hij draagt ​​korte broeken en sandalen naar zijn werk, legt zijn voeten op zijn bureau en heeft een luchtig gevoel dat intensiteit en ambitie maskeert. Hij heeft een programma klaar om naar Planeet X te zoeken in gegevens van een grote telescoop op het moment dat ze later dit jaar voor het publiek beschikbaar komen.

Hun kantoren zijn een paar deuren verder van elkaar verwijderd. "Mijn bank is mooier, dus we hebben de neiging om meer te praten in mijn kantoor", zegt Batygin. "We hebben de neiging om meer naar gegevens in die van Mike te kijken." Ze werden zelfs sportmaatjes en bespraken hun ideeën terwijl ze wachtten om het water in te gaan bij een triatlon in Los Angeles, Californië in het voorjaar van 2015.

Eerst ziften ze de twaalf objecten die door Sheppard en Trujillo zijn bestudeerd tot de zes meest afgelegen die zijn ontdekt door zes verschillende onderzoeken op zes verschillende telescopen. Dat maakte het minder waarschijnlijk dat het klonteren te wijten zou kunnen zijn aan een waarnemingsbias, zoals het richten van een telescoop op een bepaald deel van de lucht.

Batygin begon zijn zonnestelselmodellen te zaaien met Planet X's van verschillende groottes en banen, om te zien welke versie het beste de paden van de objecten verklaarde. Sommige computerruns duurden maanden. Een voorkeursgrootte voor planeet X ontstond - tussen vijf en 15 aardmassa's - evenals een voorkeursbaan: in de ruimte tegengesteld aan de zes kleine objecten, zodat het perihelium in dezelfde richting is als het aphelium van de zes objecten, of het verste punt van de zon. De banen van de zes kruisen die van planeet X, maar niet wanneer de grote pestkop in de buurt is en ze zou kunnen verstoren. De laatste openbaring kwam twee maanden geleden, toen Batygins simulaties aantoonden dat planeet X ook de banen zou moeten vormen van objecten die van boven en onder in het zonnestelsel duiken, bijna loodrecht op de ecliptica. "Het leidde tot deze herinnering", zegt Brown. "Ik heb deze objecten eerder gezien." Het blijkt dat er sinds 2002 vijf van deze sterk hellende objecten in de Kuipergordel zijn ontdekt en waarvan de oorsprong grotendeels onverklaard is. "Ze zijn er niet alleen, maar ze bevinden zich ook op precies de plaatsen die we hadden voorspeld", zegt Brown. "Toen realiseerde ik me dat dit niet alleen een interessant en goed idee is, maar ook echt."

Sheppard, die met Trujillo ook een onzichtbare planeet vermoedde, zegt dat Batygin en Brown "ons resultaat naar een hoger niveau hebben getild. ...Ze zijn diep in de dynamiek terechtgekomen, iets waar Chad en ik niet echt goed in zijn. Daarom vind ik dit spannend."

Anderen, zoals planetaire wetenschapper Dave Jewitt, die de Kuipergordel ontdekte, zijn voorzichtiger. De kans van 0,007% dat de clustering van de zes objecten toeval is, geeft de planeetclaim een ​​statistische significantie van 3,8 sigma, meer dan de drempel van 3 sigma die normaal gesproken serieus moet worden genomen, maar minder dan de 5 sigma die soms wordt gebruikt in velden als deeltjesfysica. Dat baart Jewitt zorgen, die al eerder veel 3-sigma-resultaten heeft zien verdwijnen. Door het dozijn objecten die door Sheppard en Trujillo werden onderzocht tot zes voor hun analyse terug te brengen, verzwakten Batygin en Brown hun claim, zegt hij. "Ik ben bang dat de vondst van een enkel nieuw object dat niet in de groep is, het hele gebouw zou vernietigen", zegt Jewitt, die aan UC Los Angeles werkt. "Het is een spelletje sticks met maar zes sticks."

(BEELDEN) WIKIMEDIA COMMONS; NASA/JPL-CALTECH; A. CUADRA/WETENSCHAP; NASA/JHUAPL/SWRI; (SCHEMA) A. CUADRA/WETENSCHAP

Op het eerste gezicht komt een ander potentieel probleem van NASA's Widefield Infrared Survey Explorer (WISE), een satelliet die een hemelonderzoek voltooide op zoek naar de hitte van bruine dwergen of gigantische planeten. Volgens een onderzoek uit 2013 door Kevin Luhman, een astronoom aan de Pennsylvania State University, University Park, werd het bestaan ​​van een planeet van Saturnus of een grotere planeet uitgesloten tot wel 10.000 AU. Maar Luhman merkt op dat als Planeet X de grootte van Neptunus of kleiner zou hebben, zoals Batygin en Brown zeggen, WISE het zou hebben gemist. Hij zegt dat er een kleine kans op detectie is in een andere WISE-gegevensset op langere golflengten - gevoelig voor koelere straling - die werd verzameld voor 20% van de lucht. Luhman analyseert die gegevens nu.

Zelfs als Batygin en Brown andere astronomen kunnen overtuigen van het bestaan ​​van planeet X, staan ​​ze voor een andere uitdaging: uitleggen hoe het zo ver van de zon is beland. Op zulke afstanden was de protoplanetaire schijf van stof en gas waarschijnlijk te dun om de groei van de planeet te voeden. En zelfs als planeet X voet aan de grond zou krijgen als planetesimaal, zou het te langzaam zijn gegaan in zijn uitgestrekte, luie baan om genoeg materiaal op te zuigen om een ​​reus te worden.

In plaats daarvan stellen Batygin en Brown voor dat planeet X veel dichter bij de zon is gevormd, naast Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Computermodellen hebben aangetoond dat het vroege zonnestelsel een tumultueuze biljarttafel was, met tientallen of zelfs honderden planetaire bouwstenen ter grootte van de aarde die rondstuiterden. Een andere embryonale reuzenplaneet had zich daar gemakkelijk kunnen vormen, om vervolgens naar buiten te worden gelanceerd door een zwaartekrachtstoot van een andere gasreus.

Het is moeilijker uit te leggen waarom planeet X niet terugging naar waar het begon of het zonnestelsel niet volledig verliet. Maar Batygin zegt dat het resterende gas in de protoplanetaire schijf misschien genoeg weerstand heeft uitgeoefend om de planeet net genoeg te vertragen om zich in een verre baan te vestigen en in het zonnestelsel te blijven. Dat had kunnen gebeuren als de uitwerping had plaatsgevonden toen het zonnestelsel tussen de 3 miljoen en 10 miljoen jaar oud was, zegt hij, voordat al het gas in de schijf in de ruimte verloren was gegaan.

Hal Levison, een planetaire dynamica aan het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, is het ermee eens dat iets de orbitale uitlijning moet creëren die Batygin en Brown hebben gedetecteerd. Maar hij zegt dat het oorsprongsverhaal dat ze hebben ontwikkeld voor Planet X en hun speciale pleidooi voor een gasvertraagde uitstoot optellen tot 'een gebeurtenis met een lage waarschijnlijkheid'. Andere onderzoekers zijn positiever. Het voorgestelde scenario is aannemelijk, zegt Laughlin. "Normaal gesproken zijn dit soort dingen verkeerd, maar ik ben hier erg enthousiast over", zegt hij. "Het is beter dan een muntstuk opgooien."

Dit alles betekent dat Planet X in het ongewisse zal blijven totdat het daadwerkelijk wordt gevonden.

Astronomen hebben goede ideeën over waar ze moeten kijken, maar het spotten van de nieuwe planeet zal niet eenvoudig zijn. Omdat objecten in zeer elliptische banen het snelst bewegen als ze dicht bij de zon zijn, brengt planeet X heel weinig tijd door op 200 AU. En als het er nu was, zegt Brown, zou het zo helder zijn dat astronomen het waarschijnlijk al zouden hebben gezien.

In plaats daarvan zal planeet X waarschijnlijk het grootste deel van zijn tijd in de buurt van aphelium doorbrengen, langzaam dravend op afstanden tussen 600 en 1200 AU. De meeste telescopen die een zwak object op dergelijke afstanden kunnen zien, zoals de Hubble-ruimtetelescoop of de 10-meter Keck-telescopen op Hawaï, hebben extreem kleine gezichtsvelden. Het zou zijn als zoeken naar een speld in een hooiberg door door een rietje te turen.

Eén telescoop kan helpen: Subaru, een 8 meter lange telescoop op Hawaï die eigendom is van Japan. Het heeft voldoende lichtopvanggebied om zo'n zwak object te detecteren, in combinatie met een enorm gezichtsveld - 75 keer groter dan dat van een Keck-telescoop. Hierdoor kunnen astronomen elke nacht grote delen van de hemel scannen. Batygin en Brown gebruiken Subaru om naar Planet X te zoeken - en ze coördineren hun inspanningen met hun vroegere concurrenten, Sheppard en Trujillo, die zich ook bij de jacht met Subaru hebben aangesloten. Brown zegt dat het ongeveer 5 jaar zal duren voordat de twee teams het grootste deel van het gebied hebben doorzocht waar Planet X op de loer zou kunnen liggen.

Subaru-telescoop, NAOJ

Als de zoektocht uitpakt, hoe moet het nieuwe lid van de familie van de zon dan heten? Brown zegt dat het te vroeg is om zich daar zorgen over te maken en vermijdt nauwgezet suggesties te doen. Voorlopig noemen hij en Batygin het Planet Nine (en het afgelopen jaar informeel Planet Phattie-1990s-jargon voor 'cool'). Brown merkt op dat noch Uranus noch Neptunus - de twee planeten die in de moderne tijd zijn ontdekt - uiteindelijk door hun ontdekkers zijn genoemd, en hij denkt dat dat waarschijnlijk een goede zaak is. Het is groter dan wie dan ook, zegt hij: "Het is alsof je een nieuw continent op aarde vindt."

Hij is er echter zeker van dat Planeet X, in tegenstelling tot Pluto, het verdient om een ​​planeet genoemd te worden. Iets ter grootte van Neptunus in het zonnestelsel? Vraag het niet eens. "Niemand zou dit tegenspreken, zelfs ik niet."

De structuur van het zonnestelsel is vrij eenvoudig. Centraal staat de zon - een ster die ideaal is voor de ontwikkeling van leven: niet te warm, maar niet te koud, niet te fel, maar niet te zwak, met een lange levensduur en zeer matige activiteit. Dichter bij de zon bevinden zich de planeten van de aardse groep, die naast de aarde ook Mercurius, Venus en Mars omvat. Deze planeten hebben een relatief lage massa, maar zijn samengesteld uit steenachtige rotsen, waardoor ze een stevig oppervlak hebben. De laatste jaren wint het concept van de bewoonbare zone aan populariteit: dit is de naam voor het afstandsinterval vanaf de centrale ster, waarbinnen vloeibaar water kan bestaan ​​op het oppervlak van een terrestrische planeet. In het zonnestelsel strekt de bewoonbare zone zich ruwweg uit van de baan van Venus tot de baan van Mars, maar alleen de aarde kan bogen op vloeibaar water (althans in significante hoeveelheden).

Verder van de zon bevinden zich de reuzenplaneten (Jupiter en Saturnus) en de ijsreuzen (Uranus en Neptunus). De reuzen zijn aanzienlijk massiever dan de terrestrische planeten, maar deze massa wordt door hen gewonnen door vluchtige verbindingen, wat de reden is waarom de reuzen aanzienlijk minder dicht zijn en geen vast oppervlak hebben. Tussen de laatste planeet van de aardse groep - Mars - en de eerste reuzenplaneet - Jupiter - bevindt zich de belangrijkste asteroïdengordel; achter de laatste ijsreus - Neptunus - begint de periferie van het zonnestelsel. Eerder was er een andere planeet, Pluto, maar in 2006 besloot de astronomische wereldgemeenschap dat Pluto qua parameters niet voldeed aan een echte planeet, en nu is Neptunus de meest verre planeet in het zonnestelsel (bekend!) in een baan om 30 AU. van de zon (meer precies, van 29,8 AU in het perihelium tot 30,4 AU in het aphelium).

Al geruime tijd zijn veel wetenschappers echter niet los van het idee dat het aantal planeten in het zonnestelsel niet stopt op Neptunus. Het is waar dat hoe verder de planeet van de zon verwijderd is, hoe moeilijker het is om haar direct te detecteren, maar er zijn ook indirecte manieren. Een daarvan is om te zoeken naar de zwaartekrachtsinvloed van een onzichtbare planeet op de bekende lichamen van het trans-Neptuniaanse gebied. Er zijn in het bijzonder herhaaldelijk pogingen gedaan om patronen te vinden in de banen van langperiodieke kometen en ten tweede om deze patronen te verklaren door de aantrekking van een verre reuzenplaneet. In meer extremistische versies wordt de schijnbare periodiciteit in het uitsterven van levende organismen op aarde of in de frequentie van meteorietenbombardementen op onze planeet beschouwd als een teken van de aanwezigheid van een verre planeet. Tot nu toe hebben veronderstellingen over onbekende planeten (Nemesis, Tyukhe, enz.), Gebaseerd op deze regelmatigheden en periodiciteiten, echter geen brede erkenning gevonden bij de astronomische gemeenschap. Niet alleen de verklaring, maar het bestaan ​​zelf van de te verklaren regelmatigheden en periodiciteiten lijkt weinig overtuigend. Bovendien hebben we het in de regel over vrij grote lichamen, misschien vele malen massiever dan Jupiter, die toegankelijk zouden moeten zijn voor moderne observatietechnologie.

Een nieuwe poging om het bestaan ​​van de negende planeet te bewijzen is ook gebaseerd op het zoeken naar tekenen van zijn zwaartekracht, maar niet op langperiodieke kometen, maar op objecten in de Kuipergordel.

Kuipergordel

De Kuipergordel wordt soms gezamenlijk aangeduid als alle objecten die de periferie van het zonnestelsel bewonen. Maar in feite zijn het verschillende dynamisch verschillende groepen: de klassieke Kuipergordel, de verstrooide schijf en resonerende objecten. De objecten van de klassieke Kuipergordel draaien om de zon in banen met kleine hellingen en excentriciteiten, dat wil zeggen in banen van het "planetaire" type. Verspreide schijfobjecten bewegen in langwerpige banen met perihelia in het gebied van de baan van Neptunus, de banen van resonerende objecten (waaronder Pluto) zijn in baanresonantie met Neptunus.
De klassieke Kuipergordel eindigt nogal abrupt bij ongeveer 50 AU. Waarschijnlijk passeerde daar de hoofdgrens van de verdeling van materie in het zonnestelsel. En hoewel objecten van de verstrooide schijf en resonerende objecten in het aphelium (het punt van de baan van een hemellichaam dat het verst van de zon verwijderd is) honderden astronomische eenheden van de zon af bewegen, is het perihelium (het punt van de baan dat het dichtst bij de zon ligt) ) ze bevinden zich dicht bij Neptunus, wat aangeeft dat beide een gemeenschappelijke oorsprong hebben met de klassieke Kuipergordel en dat ze door de zwaartekracht van Neptunus aan hun moderne banen waren "verbonden".

Ontdekking van Sedna

Het beeld begon ingewikkelder te worden in 2003, toen het trans-Neptuniaanse object (TNO) Sedna werd ontdekt met een periheliumafstand van 76 AU. Zo'n aanzienlijke afstand tot de zon betekent dat Sedna niet in zijn baan kon komen als gevolg van interactie met Neptunus, en daarom was er een veronderstelling dat het een vertegenwoordiger is van een verder verwijderde populatie van het zonnestelsel - de hypothetische Oortwolk.

Sedna was enige tijd het enige bekende object met een dergelijke baan. De ontdekking van de tweede "sednoid" in 2014 werd gemeld door Chadwick Trujillo en Scott Sheppard. Het object 2012 VP113 draait om de zon in een baan met een periheliumafstand van 80,5 AU, dat is zelfs meer dan die van Sedna. Trujillo en Sheppard merkten op dat zowel Sedna als 2012 VP113 vergelijkbare waarden hebben van het periheliumargument - de hoek tussen de richtingen naar het perihelium en naar het stijgende knooppunt van de baan (het snijpunt met de ecliptica). Interessant is dat vergelijkbare waarden van het periheliumargument (340° ± 55°) kenmerkend zijn voor alle objecten met semi-hoofdassen groter dan 150 AU. en met periheliumafstanden die groter zijn dan de periheliumafstand van Neptunus. Trujillo en Sheppard suggereerden dat een dergelijke groepering van objecten in de buurt van een bepaalde waarde van het perihelium-argument zou kunnen worden veroorzaakt door de verontrustende actie van een verre massieve (meerdere aardmassa's) planeet.

Bewijs voor planeet X

Een paper gepubliceerd in januari 2016 door Konstantin Batygin en Michael Brown van het California Institute of Technology onderzoekt de mogelijkheid dat het bestaan ​​van een voorheen onbekende planeet inderdaad de waargenomen parameters van verre asteroïden kan verklaren met vergelijkbare waarden van het periheliumargument. De auteurs bestudeerden analytisch en numeriek de beweging van testdeeltjes aan de periferie van het zonnestelsel over een periode van 4 miljard jaar onder invloed van een storend lichaam met een massa van 10 aardmassa's in een langwerpige baan en toonden aan dat de aanwezigheid van dergelijke een lichaam leidt in feite tot de waargenomen configuratie van TNO-banen met significante semi-hoofdassen en periheliumafstanden. Bovendien maakt de aanwezigheid van een buitenplaneet het mogelijk om niet alleen het bestaan ​​van Sedna en andere TNO's met vergelijkbare waarden van het periheliumargument te verklaren.
Onverwacht voor de auteurs in hun simulaties, verklaarde de actie van het storende lichaam het bestaan ​​​​van een andere TNO-populatie, waarvan de oorsprong tot nu toe onduidelijk is gebleven, namelijk de populatie Kuipergordel-objecten in banen met hoge hellingen. Ten slotte voorspelt het werk van Batygin en Brown het bestaan ​​van objecten met grote periheliumafstanden en andere waarden van het periheliumargument, wat een extra observationele verificatie van hun voorspelling oplevert.

Vooruitzichten voor de ontdekking van een nieuwe planeet

De belangrijkste test van recent onderzoek zou natuurlijk de ontdekking van de 'onruststoker' zelf moeten zijn - de planeet waarvan de aantrekkingskracht, volgens de auteurs, de verdeling van lichamen met periheliums buiten de klassieke Kuipergordel bepaalt. De taak om het te vinden is erg moeilijk. Planeet X zou het grootste deel van de tijd in de buurt van het aphelium moeten doorbrengen, dat meer dan 1000 AU verwijderd kan zijn. van de zon. Berekeningen geven de mogelijke locatie van de planeet zeer ongeveer aan - het aphelium bevindt zich ongeveer in de richting tegengesteld aan de richting op de apheliums van de bestudeerde TNO's, maar de orbitale helling kan niet worden bepaald uit de gegevens over de beschikbare TNO's met semi-hoofdassen van de banen. Dus de beoordeling van een zeer groot deel van de lucht, waar zich een onbekende planeet kan bevinden, zal vele jaren duren. Het zoeken kan gemakkelijker worden als er andere TNO's worden ontdekt die zich onder invloed van Planet X verplaatsen, waardoor het bereik van mogelijke waarden voor zijn orbitale parameters wordt verkleind.

WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer), een NASA-ruimtetelescoop die in 2009 werd gelanceerd om de lucht in het infrarood te bestuderen, kon geen hypothetische planeet zien. Een analoog van Saturnus of Jupiter, WISE zou detecteren op een afstand van maximaal 30.000 AU, dat wil zeggen meer dan nodig. Maar de schattingen zijn specifiek gemaakt voor de reuzenplaneet met de bijbehorende eigen IR-straling. Het is mogelijk dat deze resultaten niet schalen naar een ijsreus zoals Neptunus of zelfs een minder massieve planeet.
Op dit moment is er in feite één telescoop die geschikt is om naar planeet X te zoeken, namelijk de Japanse Subaru-telescoop op de Hawaiiaanse eilanden. Dankzij de 8,2-meter spiegel verzamelt hij veel licht en heeft daarom een ​​hoge gevoeligheid, terwijl je met zijn apparatuur foto's kunt maken van vrij grote delen van de lucht (ongeveer het gebied van de volle maan). Maar zelfs onder deze omstandigheden zal het nog enkele jaren duren om het uitgestrekte deel van de hemel waar Planeet X zich nu zou kunnen bevinden, te onderzoeken. Als het niet lukt, kan men alleen maar hopen op een gespecialiseerde survey-telescoop LSST, die momenteel in aanbouw is in Chili. Met een spiegel met een diameter van 8,4 meter zal hij een gezichtsveld hebben met een diameter van 3,5 ° (zeven keer groter dan die van de Subaru). Tegelijkertijd zullen survey-observaties zijn belangrijkste taak zijn, in tegenstelling tot Subaru, die op tal van observatieprogramma's werkt. De ingebruikname van de LSST wordt begin 2020 verwacht.

Op 29 februari, 2 en 4 maart organiseert de PostNauka Academie op Old Arbat een intensieve cursus door Vladimir Surdin "The Solar System: In Search of a Spare Planet" - 9 lessen die je zullen helpen de diversiteit van planeten te begrijpen en erachter te komen als er naast de aarde planeten zijn die geschikt zijn voor leven.