Ni wangapi kati yao. Wanasayansi wanatangaza ugunduzi wa sayari ya tisa Mwili mpya wa anga katika mfumo wa jua

Takriban vyombo 30 vya anga za juu vilivyoundwa na binadamu katika mfumo wetu wa jua kwa sasa vinakusanya taarifa kuhusu sayari yetu na viunga vyake. Kila mwaka ushahidi unakusanywa ambao unaunga mkono baadhi ya nadharia huku ukizisukuma zingine pembeni. Hapa kuna baadhi ya mambo ya kuvutia zaidi ambayo tuliweza kujifunza kuhusu mfumo wetu wa jua mwaka wa 2016.

Jupita na Zohali huturushia comets

Mnamo 1994, dunia nzima ilitazama jinsi comet Shoemaker-Levy 9 ilipogonga Jupiter na "kuacha njia ya ukubwa wa Dunia iliyodumu kwa mwaka mmoja." Kisha wanaastronomia walizungumza kwa furaha kwamba Jupita hutulinda kutokana na nyota za nyota na asteroidi.

Shukrani kwa uwanja wake mkubwa wa uvutano, Jupita ilifikiriwa kuvuta vitisho vingi hivi kabla ya kufika Duniani. Lakini uchunguzi wa hivi karibuni ulionyesha kuwa kinyume kabisa kinaweza kuwa kweli, na wazo hili lote la "ngao ya Jupiter" sio kweli.

Uigaji katika Maabara ya Uendeshaji wa Ndege ya NASA huko Pasadena umeonyesha kuwa Jupiter na Zohali zina uwezekano mkubwa wa kutupa uchafu wa anga kwenye mfumo wa jua wa ndani na kwenye njia zinazoziweka kwenye njia ya Dunia. Inabadilika kuwa sayari kubwa zinatupiga na comets na asteroids.

Habari njema ni kwamba nyota za nyota zilizoishambulia Dunia wakati wa hatua zake za ukuaji zinaweza "kubeba katika tetemeko kutoka kwa mfumo wa jua wa nje muhimu kwa malezi ya maisha."

Pluto ina maji ya kioevu

Kwenye viunga vya mfumo wa jua unaojulikana, chombo cha NASA cha New Horizons kinafichua mambo ya ajabu kuhusu sayari kibete ya mbali ya Pluto. Kwanza kabisa, inafurahisha kwamba Pluto ina bahari ya kioevu.

Uwepo wa mistari iliyovunjika na uchanganuzi wa kreta kubwa iitwayo Sputnik Planum uliwaongoza watafiti kwenye modeli inayoonyesha kuwa Pluto ina bahari ya kioevu yenye unene wa kilomita 100 na chumvi 30% chini ya ganda la barafu lenye unene wa kilomita 300. Ina chumvi nyingi kama Bahari ya Chumvi.

Ikiwa bahari ya Pluto ingekuwa katika mchakato wa kuganda, basi sayari ingelazimika kupunguzwa. Lakini inaonekana kama inapanuka. Wanasayansi wanashuku kuwa kuna mionzi ya kutosha iliyobaki katika msingi kutoa angalau joto fulani. Tabaka nene za barafu ya kigeni hufanya kazi kama kizio, na pengine amonia hutumika kama kizuia kuganda.

Mishipa ya Neptune na Uranus imefungwa kwa plastiki

Unajuaje kilicho chini ya mawingu ya majitu makubwa ya gesi, ambapo shinikizo la anga ni mara milioni tisa zaidi kuliko Duniani? Hisabati! Wanasayansi walitumia algoriti ya USPEX kutoa picha inayowezekana ya kile kinachotokea chini ya mawingu ya sayari hizi ambazo hazieleweki vizuri.

Wakijua kwamba Neptune na Uranus hufanyizwa zaidi na oksijeni, kaboni na hidrojeni, wanasayansi wamechomeka kwenye hesabu ili kubaini michakato ya ajabu ya kemikali inayoweza kuwa inafanyika huko. Matokeo yake ni polima za kigeni, plastiki za kikaboni, asidi ya kaboni ya fuwele na asidi ya orthocarbonic (aka "asidi ya Hitler" kwa sababu muundo wake wa atomiki unafanana na swastika) iliyofunikwa kwenye msingi thabiti wa ndani.

Wanapotafuta viumbe vya nje ya nchi kwenye Titan na Europa, wanasayansi wanatumaini kwamba huenda maji yaliguswa na miamba katika michakato ya kikaboni. Lakini ikiwa msingi wa ndani umefungwa katika fuwele za kigeni na plastiki, baadhi ya mambo yatatakiwa kuzingatiwa tena.

Mercury ina Grand Canyon kubwa

Ikiwa kulikuwa na shughuli za volkeno kwenye Venus na Mars hata miaka milioni chache iliyopita, inaonekana kama mtoto wa Mercury alitulia miaka bilioni 3-4 iliyopita. Sayari ilipoa, ikaanza kupungua na kupasuka.

Katika mchakato huo, ufa mkubwa ulionekana, ambao wanasayansi huita "bonde kubwa." Kulingana na wanasayansi wa Chuo Kikuu cha Maryland:

“Bonde hilo lina upana wa kilomita 400 na urefu wa kilomita 965, na miteremko mikali inayopenya kilomita 3 chini ya ardhi inayozunguka. Kwa kulinganisha, kama "bonde kubwa" la Mercury lingekuwepo duniani, lingekuwa na kina mara mbili ya Grand Canyon na kunyoosha kutoka Washington DC hadi New York na Detroit mbali magharibi."

Kwenye sayari ndogo yenye mzingo wa kilomita 4,800 tu, bonde kubwa kama hilo linaonekana zaidi kama kovu mbaya usoni.

Venus hapo zamani ilikuwa ya kukaa

Zuhura ndio sayari pekee inayozunguka nyuma. Katika nyuzi joto 460, uso wake una joto la kutosha kuyeyusha risasi, na sayari yenyewe imefunikwa na mawingu ya asidi ya sulfuriki. Lakini siku moja, Zuhura anaweza kuwa na uwezo wa kutegemeza maisha.

Zaidi ya miaka bilioni nne iliyopita, Venus ilikuwa na bahari. Kwa kweli, inaaminika kuwa kumekuwa na maji kwenye sayari kwa zaidi ya miaka bilioni mbili. Leo, Zuhura ni kavu sana na haina mvuke wa maji hata kidogo. Upepo wa jua wa Jua ulipeperusha yote.

Angahewa ya Zuhura hutoa uwanja mkubwa wa umeme wenye nguvu mara tano kuliko wa dunia. Sehemu hii pia ina nguvu ya kutosha kushinda mvuto wa Zuhura na kusukuma hidrojeni na oksijeni kwenye anga ya juu, ambapo pepo za jua huzipeperusha.

Wanasayansi hawajui kwa nini uwanja wa umeme wa Zuhura una nguvu sana, lakini inaweza kuwa ni kwa sababu Zuhura iko karibu na Jua.

Dunia inachochewa na mwezi

Dunia imezungukwa na uga wa sumaku unaotulinda dhidi ya chembe za chaji na mionzi hatari. Ikiwa sivyo, tungekuwa wazi kwa miale ya cosmic yenye nguvu mara 1000 kuliko ile iliyopo sasa. Kompyuta zetu na vifaa vya elektroniki vitakaanga mara moja. Kwa hivyo, ni nzuri kwamba mpira mkubwa wa chuma kilichoyeyuka unazunguka katikati ya sayari yetu. Hadi hivi majuzi, wanasayansi hawakuwa na uhakika kwa nini iliendelea kuzunguka. Hatimaye, inapaswa kupoa na kupunguza kasi.

Lakini katika kipindi cha miaka bilioni 4.3 iliyopita, imepoa kwa nyuzi joto 300 tu. Kwa hivyo, tulipoteza joto kidogo, ambalo halikuwa na jukumu maalum kwa uwanja wa sumaku. Wanasayansi sasa wanaamini kwamba obiti ya Mwezi huweka kiini chenye joto cha Dunia kinachozunguka, na kuingiza takriban wati bilioni 1,000 za nishati kwenye kiini. Mwezi unaweza kuwa muhimu zaidi kwetu kuliko tulivyofikiria.

Pete za Saturn ni mpya

Tangu miaka ya 1600, kumekuwa na mjadala kuhusu pete ngapi za Zohali zipo na zilikotoka. Kwa nadharia, Zohali wakati mmoja ilikuwa na miezi zaidi na baadhi yao iligongana. Kama matokeo, wingu la uchafu lilionekana, ambalo lilitengana na kuwa pete na satelaiti 62.

Kwa kutazama Zohali ikifinya gia kutoka Enceladus, wanasayansi waliweza kukadiria nguvu ya kiasi cha kuvuta gesi hiyo. Kwa kuwa satelaiti zote zilitupwa kwenye njia ndefu, hii iliruhusu wanasayansi kukadiria takriban wakati cabal kati ya miezi ilitokea.

Nambari zilionyesha kuwa pete za Zohali hazikuwa na uhusiano wowote na malezi ya sayari miaka bilioni nne iliyopita. Kwa kweli, isipokuwa miezi ya mbali zaidi ya Titan na Iapetus, miezi mikubwa ya Zohali inaonekana kuwa iliunda wakati wa Cretaceous, umri wa dinosaur.

Kuna asteroidi 15,000 kubwa sana katika eneo letu.

Mnamo 2005, NASA ilipewa jukumu la kupata 90% ya vitu vikubwa katika anga ya Dunia ifikapo 2020. Hadi sasa, shirika hilo limepata 90% ya vitu ambavyo ni mita 915 au zaidi, lakini ni 25% tu ni mita 140 au zaidi.

Mnamo 2016, na uvumbuzi mpya 30 kwa wiki, NASA iligundua vitu vyake 15,000. Kwa kumbukumbu: mwaka 1998, shirika hilo lilipata vitu vipya 30 tu kwa mwaka. NASA inaorodhesha nyota na nyota zote karibu ili kuhakikisha kuwa tunajua wakati kitu kinakaribia kutupata. Walakini, vimondo wakati mwingine hulipuka bila onyo, kama ile iliyolipuka juu ya Chelyabinsk mnamo 2013.

Tuligonga kifaa kwa makusudi kwenye comet

Chombo cha anga za juu cha Rosetta cha Shirika la Anga la Ulaya kilizunguka comet 67P/Churyumov-Gerasimenko kwa miaka miwili. Kifaa kilikusanya data na hata kuweka lander juu ya uso, ingawa haikufanikiwa kabisa.

Misheni hii ya miaka 12 imesababisha uvumbuzi kadhaa muhimu. Kwa mfano, Rosetta aligundua asidi ya amino glycine, msingi wa kujenga maisha. Ingawa kwa muda mrefu imekuwa ikifikiriwa kuwa asidi ya amino ingeweza kutokea angani mwanzoni mwa mfumo wa jua, iligunduliwa tu shukrani kwa Rosetta.

Rosetta alipata molekuli 60, 34 ambazo hazijawahi kupatikana kwenye comet hapo awali. Vyombo vya chombo hicho pia vilionyesha tofauti kubwa katika muundo wa maji ya comet na maji ya Dunia. Inabadilika kuwa hakuna uwezekano kwamba maji duniani yalionekana kwa sababu ya comets.

Baada ya misheni iliyofaulu, ESA iligonga ufundi kwenye comet.

Siri za Jua zilitatuliwa

Sayari na nyota zote zina sehemu za sumaku zinazobadilika kwa wakati. Duniani, nyanja hizi zinageuka kila baada ya miaka 200,000-300,000. Lakini sasa wamechelewa.

Kila kitu hutokea kwa kasi katika Jua. Kila baada ya miaka 11 au zaidi, polarity ya uwanja wa sumaku wa Jua hubadilika. Hii inaambatana na kipindi cha kuongezeka kwa shughuli za jua na jua.

Ajabu ya kutosha, Zuhura, Dunia na Jupita zinalingana kwa wakati huu. Wanasayansi wanaamini kwamba sayari hizi zinaweza kuathiri Jua. Sayari zinapojipanga, nguvu zake za uvutano huchanganyika na kusababisha athari ya mawimbi kwenye plazima ya jua, kuivuta ndani na kuvuruga uga wa sumaku wa jua, utafiti huo uligundua.

Wanasayansi katika Taasisi ya Teknolojia ya California walitangaza ugunduzi huo. Kufikia sasa, hakuna mtu ambaye ameona kitu kipya kupitia darubini. Kulingana na Michael Brown na Konstantin Batygin, sayari hiyo iligunduliwa kwa kuchambua data juu ya msukosuko wa mvuto unaoufanya kwenye miili mingine ya anga. Jina bado halijapewa, lakini wanasayansi wameweza kuamua vigezo mbalimbali. Ina uzito mara 10 zaidi ya Dunia. Muundo wa kemikali wa sayari mpya unafanana na majitu mawili ya gesi - Uranus na Neptune. Kwa njia, ni sawa na Neptune kwa ukubwa wake, na ni mbali zaidi na jua kuliko Pluto, ambayo, kwa sababu ya ukubwa wake wa kawaida, imepoteza hadhi yake kama sayari. Uthibitisho wa kuwepo kwa mwili wa mbinguni utachukua miaka mitano. Wanasayansi wamehifadhi muda katika kituo cha uchunguzi cha Kijapani huko Hawaii. Uwezekano kwamba ugunduzi wao sio sahihi ni asilimia 0.007. Sayari hiyo mpya, ikiwa ugunduzi huo utatambuliwa, itakuwa ya tisa katika mfumo wa jua.

Mfumo wa jua unaonekana kuwa na sayari mpya ya tisa. Leo, wanasayansi wawili walitangaza uthibitisho kwamba mwili unaokaribia ukubwa wa Neptune-lakini ambao haujaonekana-unazunguka jua kila baada ya miaka 15,000. Wakati wa uchanga wa mfumo wa jua miaka bilioni 4.5 iliyopita, wanasema, sayari hiyo kubwa ilitolewa nje ya eneo linalounda sayari karibu na jua. Ikipunguzwa kasi na gesi, sayari hii ilikaa kwenye mzingo wa mbali wa duaradufu, ambako ingali iko leo.

Dai hilo ndilo lenye nguvu zaidi katika utafutaji wa karne nyingi wa "Sayari X" zaidi ya Neptune. Jitihada hii imekumbwa na madai ya mbali na hata udanganyifu wa moja kwa moja. Lakini ushahidi mpya unatoka kwa jozi ya wanasayansi wanaoheshimika wa sayari, Konstantin Batygin na Mike Brown wa Taasisi ya Teknolojia ya California (Caltech) huko Pasadena, ambao walijiandaa kwa mashaka yasiyoepukika na uchambuzi wa kina wa njia za vitu vingine vya mbali na miezi ya kompyuta. simulizi. "Ukisema, 'Tuna ushahidi wa Sayari X,' karibu mwanaastronomia yeyote atasema, 'Hii tena? Hawa jamaa ni waziwazi.’ Ningefanya hivyo pia,” Brown asema. Kwa nini hii ni tofauti? Hii ni tofauti kwa sababu wakati huu tuko sawa."

LANCE HAYASHIDA/CALTECH

Wanasayansi wa nje wanasema hesabu zao hujilimbikiza na kuelezea mchanganyiko wa tahadhari na msisimko kuhusu matokeo. "Singeweza kufikiria jambo kubwa ikiwa-na bila shaka hiyo ni sura ya ujasiri 'ikiwa'-ikiwa itakuwa sawa," anasema Gregory Laughlin, mwanasayansi wa sayari katika Chuo Kikuu cha California (UC), Santa Cruz. "Kinachofurahisha juu yake kinaweza kutambulika."

Batygin na Brown walikisia uwepo wake kutoka kwa mkusanyiko wa kipekee wa vitu sita vilivyojulikana hapo awali ambavyo vinazunguka zaidi ya Neptune. Wanasema kuna nafasi ya 0.007% tu, au karibu moja kati ya 15,000, kwamba nguzo inaweza kuwa bahati mbaya. Badala yake, wanasema, sayari yenye wingi wa Dunia 10 imevichunga vitu hivyo sita katika mizunguko yao ya ajabu ya duaradufu, iliyoinamishwa nje ya ndege ya mfumo wa jua.

Mzingo wa sayari iliyoelekezwa vile vile umeinamishwa, na pia kunyoshwa hadi umbali ambao utalipuka dhana za awali za mfumo wa jua. Ukaribiaji wake wa karibu wa jua ni mara saba zaidi ya Neptune, au vitengo 200 vya astronomia (AUs). (AU ni umbali kati ya Dunia na jua, karibu kilomita milioni 150.) Na Sayari X inaweza kuzurura hadi AU 600 hadi 1200, zaidi ya ukanda wa Kuiper, eneo la ulimwengu mdogo wa barafu ambao huanza kwenye ukingo wa Neptune karibu 30. AU.

Ikiwa Sayari X iko huko, Brown na Batygin wanasema, wanaastronomia wanapaswa kutafuta vitu zaidi katika mizunguko inayojulikana, inayoundwa na mvuto wa jitu hilo lililofichwa. Lakini Brown anajua kwamba hakuna mtu atakayeamini ugunduzi huo hadi Sayari X yenyewe ionekane ndani ya kitafutaji darubini. "Mpaka kuna ugunduzi wa moja kwa moja, ni dhana-hata dhana inayoweza kuwa nzuri sana," anasema. Timu ina muda kwenye darubini moja kubwa huko Hawaii ambayo inafaa kwa utafutaji, na wanatumai wanaastronomia wengine watajiunga na kuwinda.

Batygin na Brown walichapisha matokeo leo mnamo Jarida la Astronomia. Alessandro Morbidelli, mtaalamu wa sayari katika Kituo cha Nice Observatory nchini Ufaransa, alifanya uhakiki wa rika kwa karatasi. Katika taarifa yake, anasema Batygin na Brown walitoa "mabishano madhubuti" na kwamba "anashawishika kabisa na uwepo wa sayari ya mbali."

Kushinda sayari mpya ya tisa ni jukumu la kejeli kwa Brown; anajulikana zaidi kama muuaji wa sayari. Ugunduzi wake wa 2005 wa Eris, ulimwengu wa mbali wenye barafu karibu na ukubwa sawa na Pluto, ulifichua kwamba kile kilichoonekana kama sayari ya nje ilikuwa moja tu ya ulimwengu mwingi katika ukanda wa Kuiper. Wanaastronomia mara moja waliweka upya Pluto kama sayari mbichi-sakata ambayo Brown alisimulia katika kitabu chake. Jinsi nilivyomuua Pluto.

Sasa, amejiunga na utafutaji wa karne nyingi wa sayari mpya. Njia yake ya kuashiria uwepo wa Sayari X kutoka kwa athari zake za uvutano za roho-ina rekodi ya kuheshimika. Mnamo 1846, kwa mfano, mwanahisabati wa Kifaransa Urbain Le Verrier alitabiri kuwepo kwa sayari kubwa kutokana na makosa katika obiti ya Uranus. Wanaastronomia katika Kituo cha Uangalizi cha Berlin waliipata sayari hiyo mpya, Neptune, mahali ilipopaswa kuwa, na hivyo kuzua hisia kwenye vyombo vya habari.

Hali ya wasiwasi iliyosalia katika mzunguko wa Uranus iliwafanya wanasayansi kufikiri kwamba huenda bado kuna sayari moja zaidi, na mwaka wa 1906 Percival Lowell, tajiri tajiri, alianza kutafuta kile alichokiita "Sayari X" kwenye kituo chake kipya cha uchunguzi huko Flagstaff, Arizona. Mnamo 1930, Pluto alijitokeza-lakini ilikuwa ndogo sana kuvuta Uranus kwa maana. Zaidi ya nusu karne baadaye, hesabu mpya kulingana na vipimo vya chombo cha anga za juu cha Voyager zilifichua kwamba mizunguko ya Uranus na Neptune ilikuwa nzuri peke yake: Hakuna Sayari X iliyohitajika.

Bado mvuto wa Sayari X uliendelea. Katika miaka ya 1980, kwa mfano, watafiti walipendekeza kuwa nyota kibete ya kahawia isiyoonekana inaweza kusababisha kutoweka mara kwa mara duniani kwa kusababisha fusiladi za kometi. Katika miaka ya 1990, wanasayansi walitumia sayari ya ukubwa wa Jupiter kwenye ukingo wa mfumo wa jua ili kuelezea asili ya comets fulani za oddball. Mwezi uliopita tu, watafiti walidai kuwa waligundua mwanga hafifu wa microwave wa sayari yenye miamba iliyozidi ukubwa wa umbali wa AU 300, kwa kutumia safu ya vyombo vya darubini nchini Chile iitwayo Atacama Large Milimeter Array (ALMA). (Brown alikuwa mmoja wa watu wengi wenye kutilia shaka, akibainisha kuwa mtazamo finyu wa ALMA ulifanya nafasi ya kupata kitu kama hicho kuwa ndogo sana.)

Brown alipata wino wake wa kwanza wa machimbo yake ya sasa mwaka wa 2003, alipoongoza timu iliyopata Sedna, kitu kidogo kuliko Eris na Pluto. Mzingo wa Sedna usio wa kawaida na wa mbali uliifanya kuwa kitu kilichokuwa mbali zaidi katika mfumo wa jua wakati huo. Perihelion yake, au sehemu ya karibu zaidi ya jua, iko katika 76 AU, zaidi ya ukanda wa Kuiper na nje ya ushawishi wa mvuto wa Neptune. Maana yake ilikuwa wazi: Kitu kikubwa, zaidi ya Neptune, lazima kiliivuta Sedna kwenye mzunguko wake wa mbali.

(DATA)JPL; BATYGIN NA BROWN/CALTECH; (MCHORO) A. CUADRA/ SAYANSI

Kwamba kitu haikuwa lazima kuwa sayari. Msukumo wa mvuto wa Sedna ungeweza kuja kutoka kwa nyota inayopita, au kutoka kwa moja ya vitalu vingine vingi vya nyota vilivyozunguka jua la jua wakati wa kuundwa kwa mfumo wa jua.

Tangu wakati huo, wachache wa vitu vingine vya barafu vimejitokeza katika njia sawa. Kwa kuchanganya Sedna na waajabu wengine watano, Brown anasema ameondoa nyota kama ushawishi usioonekana: Ni sayari pekee inayoweza kueleza mizunguko ya ajabu kama hii. Kati ya uvumbuzi wake kuu tatu-Eris, Sedna, na sasa, uwezekano, Sayari X-Brown inasema ya mwisho ndiyo ya kuvutia zaidi. Kumuua Pluto kulifurahisha. Kumpata Sedna kulivutia kisayansi,” anasema. "Lakini huyu, huyu ni kichwa na mabega juu ya kila kitu kingine."

Brown na Batygin walikaribia kupigwa. Kwa miaka mingi, Sedna alikuwa kidokezo pekee cha usumbufu kutoka zaidi ya Neptune. Kisha, katika 2014, Scott Sheppard na Chad Trujillo (mwanafunzi wa zamani aliyehitimu wa Brown) walichapisha karatasi inayoelezea ugunduzi wa VP113, kitu kingine ambacho hakija karibu na jua. Sheppard, wa Taasisi ya Carnegie ya Sayansi huko Washington, D.C., na Trujillo, wa Gemini Observatory katika Hawaii, walijua vyema matokeo hayo. Walianza kuchunguza obiti za vitu hivyo viwili pamoja na mipira mingine 10 isiyo ya kawaida. Waligundua kwamba, kwenye perihelion, wote walikaribia sana ndege ya mfumo wa jua ambayo Dunia inazunguka, inayoitwa ecliptic. Katika karatasi, Sheppard na Trujillo walionyesha mkanganyiko huo wa pekee na wakaongeza uwezekano kwamba sayari kubwa ya mbali ilikuwa imechunga vitu hivyo karibu na jua. Lakini hawakusisitiza matokeo zaidi.

Baadaye mwaka huo, huko Caltech, Batygin na Brown walianza kujadili matokeo. Wakipanga mizunguko ya vitu vya mbali, Batygin anasema, waligundua kwamba muundo ambao Sheppard na Trujillo walikuwa wameona "ilikuwa nusu tu ya hadithi." Sio tu kwamba vitu vilivyokuwa karibu na ecliptic kwenye perihelia, lakini perihelia zao ziliunganishwa kimwili katika nafasi (ona mchoro, hapo juu).

Kwa mwaka uliofuata, wawili hao walijadili kwa siri muundo huo na maana yake. Ulikuwa uhusiano rahisi, na ujuzi wao ulikamilishana. Batygin, mfanyabiashara wa kompyuta whiz kid mwenye umri wa miaka 29, alienda chuo kikuu katika UC Santa Cruz kwa ufuo na nafasi ya kucheza katika bendi ya rock. Lakini aliweka alama yake hapo kwa kutoa mfano wa hatima ya mfumo wa jua kwa mabilioni ya miaka, akionyesha kwamba, katika hali nadra, haikuwa thabiti: Mercury inaweza kutumbukia kwenye jua au kugongana na Zuhura. "Ilikuwa mafanikio ya kushangaza kwa mwanafunzi wa shahada ya kwanza," anasema Laughlin, ambaye alifanya kazi naye wakati huo.

Brown, mwenye umri wa miaka 50, ni mnajimu wa uchunguzi wa anga, mwenye ustadi wa uvumbuzi wa ajabu na ujasiri wa kuendana. Yeye huvaa kaptula na viatu kazini, anaweka miguu yake juu ya meza yake, na ana upepo unaoficha nguvu na tamaa. Ana programu ambayo tayari kupeperusha Sayari X katika data kutoka kwa darubini kuu mara zitakapopatikana hadharani baadaye mwaka huu.

Ofisi zao ni milango michache chini kutoka kwa kila mmoja. "Kochi langu ni zuri zaidi, kwa hivyo huwa tunazungumza zaidi ofisini kwangu," Batygin anasema. "Tunaelekea kuangalia zaidi data katika Mike's." Hata wakawa marafiki wa mazoezi, na walijadili mawazo yao walipokuwa wakisubiri kuingia majini katika Los Angeles, California, triathlon katika majira ya kuchipua kwa 2015.

Kwanza, walipepeta vitu kumi na viwili vilivyochunguzwa na Sheppard na Trujillo hadi kwenye uchunguzi sita wa mbali zaidi uliogunduliwa na tafiti sita tofauti kwenye darubini sita tofauti. Hiyo ilifanya iwezekane kuwa msongamano huo unaweza kuwa kwa sababu ya upendeleo wa uchunguzi kama vile kuelekeza darubini kwenye sehemu fulani ya anga.

Batygin alianza kuweka modeli zake za mfumo wa jua na Sayari X za ukubwa na obiti mbalimbali, ili kuona ni toleo gani lililofafanua vyema njia za vitu. Baadhi ya uendeshaji wa kompyuta ulichukua miezi. Ukubwa unaopendelewa wa Sayari X uliibuka-kati ya wingi wa dunia tano na 15-pamoja na obiti inayopendelewa: iliyopingana katika nafasi kutoka kwa vitu sita vidogo, ili perihelion yake iko katika mwelekeo sawa na aphelion ya vitu sita, au sehemu ya mbali zaidi. kutoka jua. Mizunguko ya sita inavuka ile ya Sayari X, lakini si wakati mnyanyasaji mkubwa yuko karibu na inaweza kuwavuruga. Epifania ya mwisho ilikuja miezi 2 iliyopita, wakati simulizi za Batygin zilionyesha kuwa Sayari X inapaswa pia kuchora mizunguko ya vitu ambavyo huingia kwenye mfumo wa jua kutoka juu na chini, karibu na othogonal hadi ecliptic. "Ilizua kumbukumbu hii," Brown anasema. "Nimeona vitu hivi hapo awali." Inabadilika kuwa, tangu 2002, vitu vitano vya ukanda wa Kuiper vilivyopendekezwa sana vimegunduliwa, na asili yao haijaelezewa kwa kiasi kikubwa. "Sio tu wapo, lakini wako katika maeneo tuliyotabiri," Brown anasema. "Hapo ndipo nilipogundua kuwa hili sio wazo la kufurahisha na zuri tu - hii ni kweli."

Sheppard, ambaye pamoja na Trujillo pia alishuku kuwa kuna sayari isiyoonekana, asema Batygin na Brown “walichukua matokeo yetu katika kiwango cha juu zaidi. …Waliingia ndani kabisa ya mienendo, kitu ambacho Chad na mimi hatuko vizuri nacho. Ndio maana nadhani hii inasisimua."

Wengine, kama mwanasayansi wa sayari Dave Jewitt, ambaye aligundua ukanda wa Kuiper, ni waangalifu zaidi. Uwezekano wa 0.007% kwamba msongamano wa vitu sita umetokea kwa bahati mbaya huipa sayari dai la umuhimu wa kitakwimu wa 3.8 sigma-zaidi ya kizingiti cha 3-sigma kinachohitajika kuchukuliwa kwa uzito, lakini fupi ya sigma 5 ambayo wakati mwingine hutumiwa katika nyanja kama vile. fizikia ya chembe. Hiyo inatia wasiwasi Jewitt, ambaye ameona matokeo mengi ya 3-sigma kutoweka hapo awali. Kwa kupunguza vitu kadhaa vilivyochunguzwa na Sheppard na Trujillo hadi sita kwa uchambuzi wao, Batygin na Brown walidhoofisha dai lao, anasema. "Nina wasiwasi kwamba kupatikana kwa kitu kimoja kipya ambacho hakiko kwenye kikundi kungeharibu jengo zima," anasema Jewitt, ambaye yuko UC Los Angeles. "Ni mchezo wa vijiti na vijiti sita tu."

(PICHA) WIKIMEDIA COMMONS; NASA/JPL-CALTECH; A. CUADRA/ SAYANSI; NASA/JHUAPL/SWRI; (MCHORO) A. CUADRA/ SAYANSI

Mara ya kwanza kuona haya usoni, tatizo lingine linaloweza kutokea linatoka kwa Widefield Infrared Survey Explorer (WISE) wa NASA, setilaiti iliyokamilisha uchunguzi wa anga zote kutafuta joto la vibete vya kahawia-au sayari kubwa. Iliondoa kuwepo kwa sayari ya Zohali-au-kubwa zaidi ya AU 10,000, kulingana na utafiti wa 2013 wa Kevin Luhman, mwanaastronomia katika Chuo Kikuu cha Pennsylvania State, University Park. Lakini Luhman anabainisha kuwa ikiwa Sayari X ni ya ukubwa wa Neptune au ndogo, kama Batygin na Brown wanasema, WISE angeikosa. Anasema kuna nafasi ndogo ya kugunduliwa katika data nyingine ya WISE iliyowekwa katika urefu wa mawimbi-nyeti kwa mionzi baridi-ambayo ilikusanywa kwa 20% ya anga. Luhman sasa anachambua data hizo.

Hata kama Batygin na Brown wanaweza kuwashawishi wanaastronomia wengine kwamba Sayari X ipo, wanakabiliwa na changamoto nyingine: kueleza jinsi ilivyokuwa mbali sana na jua. Katika umbali kama huo, diski ya protoplanetary ya vumbi na gesi ina uwezekano kuwa ilikuwa nyembamba sana kuongeza ukuaji wa sayari. Na hata kama Sayari X ingepata nafasi kama sayari ya sayari, ingesonga polepole sana katika obiti yake kubwa na ya uvivu ili kuinua nyenzo za kutosha kuwa jitu.

Badala yake, Batygin na Brown wanapendekeza kwamba Sayari X ifanyike karibu zaidi na jua, pamoja na Jupiter, Zohali, Uranus, na Neptune. Miundo ya kompyuta imeonyesha kuwa mfumo wa jua wa mapema ulikuwa meza ya mabilioni yenye msukosuko, na makumi au hata mamia ya vizuizi vya sayari vya ukubwa wa Dunia vikirukaruka. Sayari nyingine kubwa ya kiinitete ingeweza kutokea hapo kwa urahisi, lakini ikarushwa nje na teke la uvutano kutoka kwa jitu lingine la gesi.

Ni vigumu kueleza kwa nini Sayari X haikurudi nyuma mahali ilipoanzia au kuacha mfumo wa jua kabisa. Lakini Batygin anasema kuwa gesi iliyobaki kwenye diski ya protoplanetary inaweza kuwa ilivuta sayari ya kutosha kupunguza kasi ya sayari ya kutosha ili kutulia kwenye obiti ya mbali na kubaki katika mfumo wa jua. Hilo lingeweza kutokea ikiwa ejection ilifanyika wakati mfumo wa jua ulikuwa kati ya miaka milioni 3 na milioni 10, anasema, kabla ya gesi yote katika diski kupotea angani.

Hal Levison, mtaalamu wa mienendo ya sayari katika Taasisi ya Utafiti ya Kusini-magharibi huko Boulder, Colorado, anakubali kwamba kuna kitu lazima kiwe kinatengeneza mpangilio wa obiti ambao Batygin na Brown wamegundua. Lakini anasema hadithi ya asili ambayo wameunda kwa Sayari X na maombi yao maalum ya kutolewa kwa kasi ya gesi yanaongeza "tukio la uwezekano mdogo." Watafiti wengine ni chanya zaidi. Hali iliyopendekezwa inakubalika, Laughlin anasema. "Kwa kawaida mambo kama haya sio sawa, lakini nimefurahishwa sana na hii," anasema. "Ni bora kuliko flip ya sarafu."

Yote hii inamaanisha kuwa Sayari X itabaki kwenye utata hadi ipatikane.

Wanaastronomia wana mawazo mazuri kuhusu mahali pa kuangalia, lakini kuiona sayari mpya haitakuwa rahisi. Kwa sababu vitu vilivyo katika mizunguko ya duaradufu husogea haraka sana vikiwa karibu na jua, Sayari X hutumia muda mfupi sana katika 200 AU. Na kama ingekuwepo sasa hivi, Brown anasema, ingekuwa angavu sana hivi kwamba huenda wanaastronomia wangekuwa tayari wameiona.

Badala yake, Sayari X ina uwezekano wa kutumia muda wake mwingi karibu na aphelion, ikitembea polepole kwenye umbali kati ya 600 na 1200 AU. Darubini nyingi zinazoweza kuona kitu chenye giza kwenye umbali kama huo, kama vile Darubini ya Anga ya Hubble au darubini za Keck za mita 10 huko Hawaii, zina sehemu ndogo sana za kutazama. Itakuwa kama kutafuta sindano kwenye mhimili wa nyasi kwa kuchungulia kwenye majani ya kunywa.

Darubini moja inaweza kusaidia: Subaru, darubini ya mita 8 huko Hawaii ambayo inamilikiwa na Japan. Ina eneo la kutosha la kukusanya mwanga ili kugundua kitu hafifu kama hicho, pamoja na sehemu kubwa ya kutazama-mara 75 zaidi ya ile ya darubini ya Keck. Hiyo huruhusu wanaastronomia kuchunguza sehemu kubwa za anga kila usiku. Batygin na Brown wanatumia Subaru kutafuta Sayari X-na wanaratibu juhudi zao na washindani wao wa zamani, Sheppard na Trujillo, ambao pia wamejiunga na kuwinda na Subaru. Brown anasema itachukua takriban miaka 5 kwa timu hizo mbili kutafuta sehemu kubwa ya eneo ambalo Sayari X inaweza kuvizia.

Darubini ya Subaru, NAOJ

Utafutaji ukikamilika, mshiriki mpya wa familia ya jua anapaswa kuitwaje? Brown anasema ni mapema sana kuwa na wasiwasi kuhusu hilo na huepuka kwa uangalifu kutoa mapendekezo. Kwa sasa, yeye na Batygin wanaiita Sayari ya Tisa (na, kwa mwaka uliopita, kwa njia isiyo rasmi, misimu ya Sayari ya Phattie-1990 kwa "baridi"). Brown anabainisha kuwa si Uranus wala Neptune-sayari mbili zilizogunduliwa katika nyakati za kisasa-ziliishia kutajwa na wagunduzi wao, na anafikiri kwamba hilo labda ni jambo zuri. Ni kubwa kuliko mtu yeyote, anasema: "Ni kama kutafuta bara jipya duniani."

Ana hakika, hata hivyo, kwamba Sayari X-tofauti na Pluto-inastahili kuitwa sayari. Je! ni kitu cha ukubwa wa Neptune kwenye mfumo wa jua? Usiulize hata. "Hakuna mtu ambaye angebishana na huyu, hata mimi."

Muundo wa mfumo wa jua ni rahisi sana. Katikati yake ni Jua - nyota bora kwa maendeleo ya maisha: sio moto sana, lakini sio baridi sana, sio mkali sana, lakini sio mwanga sana, na maisha ya muda mrefu na shughuli za wastani sana. Karibu na Jua ni sayari za kundi la dunia, ambalo, pamoja na Dunia, linajumuisha Mercury, Venus na Mars. Sayari hizi ni za chini, lakini zinajumuisha miamba ya mawe, ambayo huwawezesha kuwa na uso imara. Katika miaka ya hivi karibuni, wazo la eneo linaloweza kuishi linapata umaarufu: hili ni jina la muda wa umbali kutoka kwa nyota ya kati, ambayo maji ya kioevu yanaweza kuwepo kwenye uso wa sayari ya dunia. Katika mfumo wa jua, eneo linaloweza kukaliwa linaenea takriban kutoka kwenye obiti ya Zuhura hadi kwenye obiti ya Mirihi, lakini ni Dunia pekee inayoweza kujivunia maji ya kioevu (angalau kwa idadi kubwa).

Zaidi kutoka kwa Jua kuna sayari kubwa (Jupiter na Zohali) na majitu ya barafu (Uranus na Neptune). Majitu ni makubwa zaidi kuliko sayari za dunia, lakini misa hii hupatikana nao kwa sababu ya misombo tete, ndiyo sababu majitu hayana mnene sana na hayana uso thabiti. Kati ya sayari ya mwisho ya kundi la dunia - Mars - na sayari kubwa ya kwanza - Jupiter - ni ukanda kuu wa asteroid; nyuma ya jitu la mwisho la barafu - Neptune - pembezoni mwa mfumo wa jua huanza. Hapo awali, kulikuwa na sayari nyingine huko, Pluto, lakini mwaka wa 2006 jumuiya ya ulimwengu ya unajimu iliamua kwamba Pluto haiishi sayari halisi katika vigezo vyake, na sasa sayari ya mbali zaidi katika mfumo wa jua (inayojulikana!) Je, Neptune, inayozunguka. 30 AU. kutoka Jua (kwa usahihi zaidi, kutoka 29.8 AU kwenye perihelion hadi 30.4 AU katika aphelion).

Walakini, kwa muda mrefu sana, wanasayansi wengi hawajaacha wazo kwamba idadi ya sayari kwenye mfumo wa jua haiachi kwenye Neptune. Kweli, sayari ya mbali zaidi kutoka kwa Jua, ni vigumu zaidi kuigundua moja kwa moja, lakini pia kuna njia zisizo za moja kwa moja. Moja ni kuangalia ushawishi wa mvuto wa sayari isiyoonekana kwenye miili inayojulikana ya eneo la trans-Neptunian. Hasa, majaribio yamefanywa mara kwa mara, kwanza, kupata mifumo katika obiti za comets za muda mrefu, na pili, kuelezea mifumo hii kwa mvuto wa sayari kubwa ya mbali. Katika matoleo zaidi ya watu wenye msimamo mkali, upimaji unaoonekana katika kutoweka kwa viumbe hai Duniani au katika mzunguko wa mabomu ya meteorite ya sayari yetu inachukuliwa kuwa ishara ya uwepo wa sayari ya mbali. Walakini, hadi sasa, mawazo juu ya sayari zisizojulikana (Nemesis, Tyukhe, nk), kulingana na utaratibu huu na vipindi, haijapata utambuzi mpana kati ya jamii ya wanajimu. Sio maelezo tu, lakini uwepo wa kawaida na vipindi vya kuelezewa huonekana kutoshawishi. Kwa kuongezea, kama sheria, tunazungumza juu ya miili mikubwa, labda mara nyingi zaidi kuliko Jupita, ambayo inapaswa kupatikana kwa teknolojia ya kisasa ya uchunguzi.

Jaribio jipya la kuthibitisha kuwepo kwa sayari ya tisa pia inategemea utafutaji wa ishara za ushawishi wake wa mvuto, lakini si kwa comets za muda mrefu, lakini kwa vitu vya ukanda wa Kuiper.

Ukanda wa Kuiper

Ukanda wa Kuiper wakati mwingine kwa pamoja hujulikana kama vitu vyote vinavyoishi pembezoni mwa mfumo wa jua. Lakini kwa kweli, ni vikundi kadhaa tofauti vya nguvu: ukanda wa Kuiper wa classical, diski iliyotawanyika, na vitu vya resonant. Vitu vya ukanda wa Kuiper wa classical huzunguka Jua katika obiti na mwelekeo mdogo na eccentricities, yaani, katika obits ya aina ya "sayari". Vipengee vya diski vilivyotawanyika husogea katika mizunguko mirefu yenye perihelia katika eneo la obiti ya Neptune, mizunguko ya vitu vya resonant (Pluto kati yao) iko katika mwangwi wa obiti na Neptune.
Ukanda wa kitamaduni wa Kuiper unaisha kwa ghafula karibu 50 AU. Pengine, ilikuwa pale ambapo mpaka kuu wa usambazaji wa suala katika mfumo wa jua ulipita. Na ingawa vitu vya diski iliyotawanyika na vitu vya resonant kwenye aphelion (hatua ya mzunguko wa mwili wa mbinguni ulio mbali zaidi na Jua) huondoka kutoka kwa Jua na mamia ya vitengo vya unajimu, kwenye perihelion (hatua ya obiti iliyo karibu zaidi na Jua). ) wako karibu na Neptune, ikionyesha kwamba wote wawili wameunganishwa asili ya kawaida na ukanda wa classical Kuiper, na "waliunganishwa" kwenye njia zao za kisasa na ushawishi wa mvuto wa Neptune.

Ugunduzi wa Sedna

Picha ilianza kuwa ngumu zaidi mnamo 2003, wakati kitu cha trans-Neptunian (TNO) Sedna kiligunduliwa na umbali wa perihelion wa 76 AU. Umbali mkubwa kama huo kutoka kwa Jua unamaanisha kuwa Sedna haikuweza kuingia kwenye mzunguko wake kwa sababu ya mwingiliano na Neptune, na kwa hivyo kulikuwa na dhana kwamba ni mwakilishi wa idadi ya mbali zaidi ya mfumo wa jua - wingu la Oort.

Kwa muda, Sedna ndio kitu pekee kinachojulikana chenye obiti kama hiyo. Ugunduzi wa "sednoid" ya pili mnamo 2014 uliripotiwa na Chadwick Trujillo na Scott Sheppard. Kitu 2012 VP113 kinazunguka Jua katika obiti na umbali wa perihelion wa 80.5 AU, yaani, hata zaidi ya ile ya Sedna. Trujillo na Sheppard waligundua kuwa Sedna na 2012 VP113 zina maadili sawa ya hoja ya perihelion - pembe kati ya mwelekeo wa perihelion na nodi ya kupanda ya obiti (hatua ya makutano yake na ecliptic). Inafurahisha, maadili sawa ya hoja ya perihelion (340 ° ± 55 °) ni tabia ya vitu vyote vilivyo na shoka kubwa zaidi ya 150 AU. na kwa umbali wa perihelion mkubwa kuliko umbali wa perihelion wa Neptune. Trujillo na Sheppard walipendekeza kuwa mkusanyo kama huo wa vitu karibu na thamani fulani ya hoja ya pembeni unaweza kusababishwa na hatua ya kutatanisha ya sayari kubwa ya mbali (mazingira kadhaa ya Dunia).

Ushahidi wa Sayari X

Karatasi iliyochapishwa mnamo Januari 2016 na Konstantin Batygin na Michael Brown wa Taasisi ya Teknolojia ya California inachunguza uwezekano kwamba uwepo wa sayari isiyojulikana hapo awali inaweza kuelezea vigezo vilivyozingatiwa vya asteroids za mbali na maadili sawa ya hoja ya perihelion. Waandishi walisoma kwa uchanganuzi na kwa nambari mwendo wa chembe za majaribio kwenye pembezoni mwa Mfumo wa Jua kwa kipindi cha miaka bilioni 4 chini ya ushawishi wa mwili unaosumbua wenye umati wa misa 10 ya Dunia kwenye obiti iliyoinuliwa na walionyesha kuwa uwepo wa aina kama hizo. mwili kwa kweli husababisha usanidi unaozingatiwa wa mizunguko ya TNO yenye shoka kubwa nusu na umbali wa perihelion. Kwa kuongezea, uwepo wa sayari ya nje hufanya iwezekane kuelezea sio tu uwepo wa Sedna na TNO zingine zilizo na maadili sawa ya hoja ya perihelion.
Bila kutarajia kwa waandishi katika uigaji wao, hatua ya mwili wa kutatanisha ilielezea uwepo wa idadi nyingine ya TNO, asili ambayo hadi sasa haijafahamika, ambayo ni, idadi ya vitu vya ukanda wa Kuiper kwenye obiti zilizo na mwelekeo wa juu. Hatimaye, kazi ya Batygin na Brown inatabiri kuwepo kwa vitu vilivyo na umbali mkubwa wa perihelion na maadili mengine ya hoja ya perihelion, ambayo hutoa uhakikisho wa ziada wa uchunguzi wa utabiri wao.

Matarajio ya ugunduzi wa sayari mpya

Jaribio kuu la utafiti wa hivi karibuni, bila shaka, linapaswa kuwa ugunduzi wa "msumbufu" yenyewe - sayari ambayo kivutio chake, kulingana na waandishi, huamua usambazaji wa miili na perihelions nje ya ukanda wa classical Kuiper. Kazi ya kuipata ni ngumu sana. Sayari X inapaswa kutumia muda mwingi karibu na aphelion, ambayo inaweza kuwa zaidi ya 1000 AU mbali. kutoka jua. Mahesabu yanaonyesha eneo linalowezekana la sayari takriban sana - aphelion yake iko takriban katika mwelekeo tofauti na aphelion ya TNO zilizosomwa, lakini mwelekeo wa obiti hauwezi kuamuliwa kutoka kwa data kwenye TNO zinazopatikana na shoka kuu za obiti. . Kwa hivyo mapitio ya eneo kubwa sana la anga, ambapo sayari isiyojulikana inaweza kuwa iko, itadumu kwa miaka mingi. Utaftaji unaweza kuwa rahisi ikiwa TNO zingine zinazosonga chini ya ushawishi wa Sayari X zitagunduliwa, ambayo itapunguza anuwai ya maadili yanayowezekana kwa vigezo vyake vya obiti.

WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) - darubini ya anga ya NASA iliyozinduliwa mwaka wa 2009 kuchunguza anga kwenye infrared, haikuweza kuona sayari dhahania. Analogi ya Zohali au Jupita, WISE ingegundua kwa umbali wa hadi AU 30,000, ambayo ni, zaidi ya lazima. Lakini makadirio yalifanywa mahsusi kwa sayari kubwa na mionzi inayolingana ya IR. Inawezekana kwamba matokeo haya hayalingani na jitu kubwa la barafu kama Neptune au hata sayari kubwa kidogo.
Kwa sasa, kuna darubini moja inayofaa kutafuta Sayari X, nayo ni Darubini ya Subaru ya Kijapani katika Visiwa vya Hawaii. Shukrani kwa kioo cha mita 8.2, hukusanya mwanga mwingi na kwa hiyo ina unyeti mkubwa, wakati vifaa vyake hukuruhusu kuchukua picha za maeneo makubwa ya anga (takriban eneo la mwezi kamili). Lakini hata chini ya hali hizi, itachukua miaka kadhaa kuchunguza eneo kubwa la anga ambapo Sayari X inaweza kuwa sasa. Iwapo itashindikana, mtu anaweza tu kutumainia darubini maalumu ya uchunguzi ya LSST, ambayo kwa sasa inajengwa nchini Chile. Kwa kioo na kipenyo cha mita 8.4, itakuwa na uwanja wa mtazamo na kipenyo cha 3.5 ° (mara saba zaidi kuliko ile ya Subaru). Wakati huo huo, uchunguzi wa uchunguzi utakuwa kazi yake kuu, tofauti na Subaru, ambayo inafanya kazi kwenye programu nyingi za uchunguzi. Kuanzishwa kwa LSST kunatarajiwa mapema 2020s.

Mnamo Februari 29, Machi 2 na 4, Chuo cha PostNauka kwenye Arbat ya Kale kitakaribisha kozi ya kina ya Vladimir Surdin "Mfumo wa Jua: Katika Kutafuta Sayari ya Vipuri" - madarasa 9 ambayo yatakusaidia kuelewa utofauti wa sayari na kujua ikiwa , pamoja na Dunia, kuna sayari zinazofaa kwa maisha.