ระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ดวงใหม่ในระบบสุริยะจะมีหน้าตาเป็นอย่างไร และจะถูกค้นพบเมื่อใด การค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ในระบบสุริยะ

โครงสร้างของระบบสุริยะค่อนข้างเรียบง่าย ใจกลางของมันคือดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นดาวในอุดมคติสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิต ไม่ร้อนเกินไป แต่ไม่เย็นเกินไป ไม่สว่างเกินไป แต่ไม่สลัวเกินไป มีอายุยืนยาวและมีกิจกรรมปานกลางมาก ใกล้กับดวงอาทิตย์มากขึ้นคือดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน ซึ่งนอกเหนือจากโลกแล้ว ยังรวมถึงดาวพุธ ดาวศุกร์ และดาวอังคารด้วย ดาวเคราะห์เหล่านี้มีมวลค่อนข้างต่ำแต่ประกอบด้วยหิน จึงมีพื้นผิวแข็ง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวคิดเกี่ยวกับเขตเอื้ออาศัยได้ได้รับความนิยม นั่นคือชื่อที่ตั้งให้กับระยะห่างจากดาวฤกษ์ใจกลางซึ่งน้ำของเหลวสามารถดำรงอยู่บนพื้นผิวของดาวเคราะห์คล้ายโลกได้ ในระบบสุริยะ เขตเอื้ออาศัยได้ขยายจากวงโคจรของดาวศุกร์โดยประมาณไปจนถึงวงโคจรของดาวอังคาร แต่มีเพียงโลกเท่านั้นที่มีน้ำของเหลว (อย่างน้อยก็ในปริมาณที่มีนัยสำคัญ)

ไกลออกไปจากดวงอาทิตย์คือดาวเคราะห์ยักษ์ (ดาวพฤหัสและดาวเสาร์) และยักษ์น้ำแข็ง (ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน) ยักษ์เหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์บนพื้นโลกอย่างเห็นได้ชัด แต่พวกมันได้รับมวลนี้เนื่องจากสารประกอบระเหย ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ยักษ์มีความหนาแน่นน้อยลงอย่างมากและไม่มีพื้นผิวแข็ง ระหว่างดาวเคราะห์ดวงสุดท้ายของกลุ่มภาคพื้นดิน - ดาวอังคาร - และดาวเคราะห์ยักษ์ดวงแรก - ดาวพฤหัสบดี - คือแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก เกินกว่ายักษ์น้ำแข็งตัวสุดท้าย - ดาวเนปจูน - เริ่มรอบนอกของระบบสุริยะ ก่อนหน้านี้มีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งอยู่ที่นั่นคือดาวพลูโต แต่ในปี 2549 ชุมชนดาราศาสตร์โลกตัดสินใจว่าพารามิเตอร์ของดาวพลูโตไม่ตรงกับดาวเคราะห์จริง และตอนนี้ดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะ (ของที่รู้จัก!) คือดาวเนปจูนซึ่งโคจรรอบอยู่ที่ 30 ออสเตรเลีย จากดวงอาทิตย์ (แม่นยำยิ่งขึ้นจาก 29.8 AU ที่จุดใกล้ดวงอาทิตย์ถึง 30.4 ที่จุดไกลดวงอาทิตย์)

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์หลายคนถูกครอบงำโดยความคิดที่ว่าจำนวนดาวเคราะห์ในระบบสุริยะไม่ได้หยุดอยู่ที่ดาวเนปจูนมาระยะหนึ่งแล้ว จริงอยู่ ยิ่งดาวเคราะห์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากเท่าไร การตรวจจับโดยตรงก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น แต่ก็มีวิธีการทางอ้อมเช่นกัน ประการหนึ่งคือการค้นหาอิทธิพลโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็นบนวัตถุที่รู้จักในภูมิภาคทรานส์เนปจูน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการพยายามหลายครั้งหลายครั้ง ประการแรก เพื่อค้นหารูปแบบในวงโคจรของดาวหางคาบยาว และประการที่สอง อธิบายรูปแบบเหล่านี้โดยการดึงดูดของดาวเคราะห์ยักษ์ที่อยู่ห่างไกล ในเวอร์ชันที่รุนแรงกว่านี้ สัญญาณของการมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลถือเป็นช่วงเวลาที่ชัดเจนในการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตบนโลก หรือตามความถี่ของการทิ้งระเบิดอุกกาบาตบนโลกของเรา อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ ข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จัก (เนเมซิส ทิวเช ฯลฯ) ซึ่งอิงตามรูปแบบและช่วงเวลาเหล่านี้ ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในหมู่ชุมชนดาราศาสตร์ ไม่เพียงแต่คำอธิบายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการมีอยู่ของรูปแบบและช่วงเวลาที่อธิบายด้วย ดูเหมือนจะค่อนข้างไม่น่าเชื่อถือ นอกจากนี้ ตามกฎแล้วเรากำลังพูดถึงวัตถุที่ค่อนข้างใหญ่ อาจมีมวลมากกว่าดาวพฤหัสหลายเท่า ซึ่งเทคโนโลยีสังเกตการณ์สมัยใหม่น่าจะสามารถเข้าถึงได้

ความพยายามครั้งใหม่ในการพิสูจน์การมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงที่ 9 นั้นมีพื้นฐานมาจากการค้นหาสัญญาณอิทธิพลโน้มถ่วงของมัน แต่ไม่ใช่บนดาวหางคาบยาว แต่บนวัตถุในแถบไคเปอร์

แถบไคเปอร์

แถบไคเปอร์บางครั้งเรียกรวมกันว่าวัตถุทั้งหมดที่อาศัยอยู่รอบนอกของระบบสุริยะ แต่ในความเป็นจริงแล้ว พวกมันเป็นตัวแทนของกลุ่มที่แตกต่างกันแบบไดนามิกหลายกลุ่ม ได้แก่ แถบไคเปอร์แบบคลาสสิก จานกระจาย และวัตถุสะท้อน วัตถุในแถบไคเปอร์แบบคลาสสิกหมุนรอบดวงอาทิตย์ในวงโคจรโดยมีความโน้มเอียงและความเยื้องศูนย์เล็กน้อย กล่าวคือ อยู่ในวงโคจรประเภท "ดาวเคราะห์" วัตถุในดิสก์ที่กระจัดกระจายเคลื่อนที่ในวงโคจรยาวโดยมีเพอริฮีเลียในบริเวณวงโคจรของดาวเนปจูน วงโคจรของวัตถุเรโซแนนซ์ (รวมถึงดาวพลูโตด้วย) อยู่ในวงโคจรสั่นพ้องกับดาวเนปจูน
แถบไคเปอร์แบบคลาสสิกสิ้นสุดลงอย่างกะทันหันที่ประมาณ 50 AU อาจมีขอบเขตหลักของการกระจายตัวของสสารในระบบสุริยะอยู่ที่นั่น แม้ว่าวัตถุในดิสก์ที่กระจัดกระจายและวัตถุสะท้อนที่จุดไกลดวงอาทิตย์ (จุดที่วงโคจรของเทห์ฟากฟ้าไกลจากดวงอาทิตย์ที่สุด) จะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์หลายร้อยหน่วย แต่ที่จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด (จุดที่วงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด) วัตถุเหล่านั้นก็จะอยู่ใกล้ ดาวเนปจูน ซึ่งบ่งชี้ว่าทั้งสองมีต้นกำเนิดร่วมกันกับแถบไคเปอร์แบบดั้งเดิม และ "ผูกพัน" กับวงโคจรสมัยใหม่โดยอิทธิพลแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูน

การค้นพบเซดนา

ภาพเริ่มซับซ้อนมากขึ้นในปี พ.ศ. 2546 ด้วยการค้นพบวัตถุทรานส์เนปจูน (TNO) เซดนา โดยมีระยะห่างใกล้ดวงอาทิตย์ 76 AU ระยะทางที่สำคัญจากดวงอาทิตย์หมายความว่าเซดนาไม่สามารถถูกนำเข้าสู่วงโคจรของมันได้โดยการปฏิสัมพันธ์กับดาวเนปจูน ดังนั้นจึงมีคนแนะนำว่าเซดนาเป็นตัวแทนของประชากรระบบสุริยะที่อยู่ห่างไกลกว่า นั่นคือเมฆออร์ตสมมุติ

เซดนายังคงเป็นวัตถุเดียวที่รู้จักในวงโคจรดังกล่าวมาระยะหนึ่งแล้ว รายงานการค้นพบ "เซดนอยด์" ตัวที่สองในปี 2014 โดย Chadwick Trujillo และ Scott Sheppard วัตถุ 2012 VP113 โคจรรอบดวงอาทิตย์ในวงโคจรด้วยระยะห่างใกล้ดวงอาทิตย์ 80.5 AU ซึ่งมากกว่าระยะทางเซดนาเสียอีก Trujillo และ Sheppard สังเกตว่าทั้ง Sedna และ 2012 VP113 มีค่าใกล้เคียงกันของอาร์กิวเมนต์ perihelion - มุมระหว่างทิศทางไปยัง perihelion และไปยังโหนดจากน้อยไปมากของวงโคจร (จุดตัดกับสุริยุปราคา) เป็นที่น่าสนใจว่าค่าที่คล้ายกันของอาร์กิวเมนต์ใกล้ดวงอาทิตย์ (340° ± 55°) นั้นเป็นเรื่องปกติสำหรับวัตถุทั้งหมดที่มีแกนกึ่งเอกมากกว่า 150 AU และมีระยะทางใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าระยะทางใกล้ดวงอาทิตย์ของดาวเนปจูน ทรูจิลโลและเชปปาร์ดแนะนำว่าการจัดกลุ่มวัตถุดังกล่าวใกล้กับค่าเฉพาะของข้อโต้แย้งใกล้ดวงอาทิตย์อาจเกิดจากการรบกวนของดาวเคราะห์มวลมาก (มวลโลกหลายดวง) ที่อยู่ห่างไกล

หลักฐานของดาวเคราะห์ X

บทความที่ตีพิมพ์ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2559 โดย Konstantin Batygin และ Michael Brown ซึ่งเป็นนักวิจัยของ Caltech ทั้งสองคน สำรวจความเป็นไปได้ที่การมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้สามารถอธิบายพารามิเตอร์ที่สังเกตได้ของดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ห่างไกลด้วยค่าใกล้ดวงอาทิตย์ที่ใกล้เคียงกัน ผู้เขียนได้ศึกษาการเคลื่อนที่ของอนุภาคทดสอบในเชิงวิเคราะห์และเชิงตัวเลขบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะในช่วง 4 พันล้านปีภายใต้อิทธิพลของวัตถุรบกวนซึ่งมีมวล 10 มวลโลกในวงโคจรที่ยาวออกไปและแสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของวัตถุดังกล่าวจริง ๆ นำไปสู่การกำหนดค่าที่สังเกตได้ของวงโคจร TNO ด้วยระยะกึ่งแกนหลักและระยะเพริฮีเลียนที่สำคัญที่มีนัยสำคัญ ยิ่งกว่านั้นการปรากฏตัวของดาวเคราะห์ชั้นนอกทำให้สามารถอธิบายได้ไม่เพียง แต่การมีอยู่ของ Sedna และ TNO อื่น ๆ ที่มีค่าใกล้เคียงกันของข้อโต้แย้งที่ใกล้ดวงอาทิตย์เท่านั้น
โดยไม่คาดคิดสำหรับผู้เขียน ในการสร้างแบบจำลองการกระทำของวัตถุรบกวนได้อธิบายการมีอยู่ของประชากร TNO อื่น ซึ่งต้นกำเนิดของมันยังคงไม่ชัดเจน กล่าวคือ ประชากรของวัตถุในแถบไคเปอร์ในวงโคจรที่มีความโน้มเอียงสูง ในที่สุดงานของ Batygin และ Brown ทำนายการมีอยู่ของวัตถุที่มีระยะทางใกล้ดวงอาทิตย์มากและค่าอื่น ๆ ของอาร์กิวเมนต์ใกล้ดวงอาทิตย์ซึ่งให้ความเป็นไปได้ในการตรวจสอบเชิงสังเกตการณ์เพิ่มเติมของการทำนาย

อนาคตสำหรับการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่

แน่นอนว่าการทดสอบหลักของการวิจัยล่าสุดควรเป็นการค้นพบ "ตัวสร้างปัญหา" ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวกันที่แรงโน้มถ่วงตามที่ผู้เขียนระบุนั้นกำหนดการกระจายตัวของวัตถุที่มีจุดใกล้ดวงอาทิตย์นอกแถบไคเปอร์แบบคลาสสิก ภารกิจการค้นหามันยากมาก Planet X ควรใช้เวลาส่วนใหญ่ใกล้กับจุดไกลดวงอาทิตย์ ซึ่งสามารถอยู่ในระยะห่างมากกว่า 1,000 AU จากดวงอาทิตย์ การคำนวณระบุตำแหน่งที่เป็นไปได้ของดาวเคราะห์โดยประมาณ โดยระยะจุดไกลดวงอาทิตย์ของมันอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางจุดสิ้นสุดของ TNO ที่ศึกษา แต่ความโน้มเอียงของวงโคจรไม่สามารถระบุได้จากข้อมูลของ TNO ที่มีอยู่ซึ่งมีแกนกึ่งแกนหลักของ วงโคจร ดังนั้นการสำรวจพื้นที่ท้องฟ้าอันกว้างใหญ่ซึ่งอาจมีดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักอยู่นั้นจะใช้เวลาหลายปี การค้นหาอาจง่ายขึ้นหากค้นพบ TNO อื่นที่เคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของ Planet X ซึ่งจะจำกัดช่วงของค่าที่เป็นไปได้สำหรับพารามิเตอร์การโคจรของมันให้แคบลง

WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) กล้องโทรทรรศน์อวกาศของ NASA ที่เปิดตัวในปี 2009 เพื่อศึกษาท้องฟ้าในระบบอินฟราเรด อาจไม่เคยเห็นดาวเคราะห์สมมุติดังกล่าว WISE ซึ่งเป็นอะนาล็อกของดาวเสาร์หรือดาวพฤหัสจะตรวจจับได้ในระยะห่างถึง 30,000 AU ซึ่งถือว่ามากเกินความจำเป็น แต่การประเมินได้ดำเนินการโดยเฉพาะสำหรับดาวเคราะห์ยักษ์ที่มีรังสีอินฟราเรดที่สอดคล้องกัน เป็นไปได้ว่าผลลัพธ์เหล่านี้ไม่ได้ขยายขนาดเป็นยักษ์น้ำแข็งอย่างดาวเนปจูนหรือแม้แต่ดาวเคราะห์ที่มีมวลน้อยกว่าด้วยซ้ำ
ปัจจุบันมีกล้องโทรทรรศน์หนึ่งตัวที่เหมาะสำหรับการค้นหา Planet X และนั่นคือกล้องโทรทรรศน์ Subaru ของญี่ปุ่นที่ตั้งอยู่ในหมู่เกาะฮาวาย ด้วยกระจกขนาด 8.2 เมตร จึงสามารถรวบรวมแสงได้มากและมีความไวสูง ในขณะที่อุปกรณ์ช่วยให้สามารถถ่ายภาพพื้นที่บนท้องฟ้าได้ค่อนข้างใหญ่ (พื้นที่ขนาดประมาณพระจันทร์เต็มดวง) แต่แม้จะอยู่ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่บนท้องฟ้าที่ซึ่ง Planet X อาจตั้งอยู่ในขณะนี้ก็ยังต้องใช้เวลาหลายปี หากไม่ประสบผลสำเร็จ เราก็สามารถพึ่งพากล้องโทรทรรศน์สำรวจเฉพาะทาง LSST ซึ่งปัจจุบันอยู่ระหว่างการก่อสร้างในชิลี ด้วยกระจกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8.4 เมตร จะมีมุมมองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 ° (มากกว่าซูบารุถึงเจ็ดเท่า) ในเวลาเดียวกัน การสังเกตการณ์การสำรวจจะเป็นภารกิจหลัก ซึ่งแตกต่างจากซูบารุซึ่งดำเนินการในโครงการสังเกตการณ์มากมาย LSST คาดว่าจะเข้าประจำการได้ในต้นปี 2020

ในวันที่ 29 กุมภาพันธ์ 2 และ 4 มีนาคม Academy of PostScience บน Arbat เก่าจะจัดหลักสูตรเร่งรัดของ Vladimir Surdin เรื่อง "The Solar System: In Search of a Spare Planet" - 9 ชั้นเรียนที่จะช่วยให้คุณเข้าใจความหลากหลายของดาวเคราะห์และค้นหา ไม่ว่าจะมีดาวเคราะห์ที่เหมาะกับสิ่งมีชีวิตนอกเหนือจากโลกหรือไม่

การค้นพบนี้ได้รับการประกาศโดยนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ยังไม่มีใครเห็นวัตถุใหม่ผ่านกล้องโทรทรรศน์ ดังที่ Michael Brown และ Konstantin Batygin รับรองว่าดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกค้นพบโดยการวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับการรบกวนจากแรงโน้มถ่วงที่มันกระทำกับเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ยังไม่มีการตั้งชื่อ แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุพารามิเตอร์ต่างๆ ได้ มันมีน้ำหนักมากกว่าโลกถึง 10 เท่า องค์ประกอบทางเคมีของดาวเคราะห์ดวงใหม่มีลักษณะคล้ายก๊าซยักษ์สองดวง ได้แก่ ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน อย่างไรก็ตาม มันมีขนาดใกล้เคียงกับดาวเนปจูนและอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวพลูโต ซึ่งเนื่องจากขนาดที่เล็ก ทำให้สูญเสียสถานะของดาวเคราะห์ไป การยืนยันการมีอยู่ของเทห์ฟากฟ้าจะใช้เวลาห้าปี นักวิทยาศาสตร์จองเวลาไว้ที่หอดูดาวญี่ปุ่นในฮาวาย ความน่าจะเป็นที่การค้นพบของพวกเขาผิดคือ 0.007 เปอร์เซ็นต์ หากการค้นพบนี้ได้รับการยอมรับ ดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้จะกลายเป็นดาวเคราะห์ดวงที่เก้าในระบบสุริยะ

ดูเหมือนว่าระบบสุริยะจะมีดาวเคราะห์ดวงที่เก้าดวงใหม่ วันนี้ นักวิทยาศาสตร์สองคนได้ประกาศหลักฐานว่าวัตถุมีขนาดเกือบเท่าดาวเนปจูนแต่ยังมองไม่เห็น โคจรรอบดวงอาทิตย์ทุกๆ 15,000 ปี พวกเขากล่าวว่าในช่วงเริ่มต้นของระบบสุริยะเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน ดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้ถูกผลักออกจากบริเวณที่ก่อตัวดาวเคราะห์ใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ถูกชะลอความเร็วลงโดยก๊าซ และตกลงสู่วงโคจรทรงรีอันห่างไกล ซึ่งยังคงแฝงตัวอยู่จนทุกวันนี้

คำกล่าวอ้างนี้แข็งแกร่งที่สุดในการค้นหา "ดาวเคราะห์ X" ที่อยู่นอกดาวเนปจูนมานานหลายศตวรรษ ภารกิจนี้เต็มไปด้วยคำกล่าวอ้างที่ลึกซึ้งและแม้กระทั่งการหลอกลวงโดยสิ้นเชิง แต่หลักฐานใหม่นี้มาจากนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่น่านับถือสองคน Konstantin Batygin และ Mike Brown จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ในพาซาดีนา ซึ่งเตรียมพร้อมรับมือกับความกังขาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ด้วยการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับวงโคจรของวัตถุที่อยู่ห่างไกลอื่นๆ และเดือนของคอมพิวเตอร์ การจำลอง “ถ้าคุณพูดว่า 'เรามีหลักฐานเกี่ยวกับดาวเคราะห์ X' นักดาราศาสตร์เกือบทุกคนจะพูดว่า 'นี่อีกแล้วเหรอ? คนพวกนี้มันบ้าชัดๆ' ฉันก็ทำเหมือนกัน” บราวน์กล่าว “เหตุใดจึงแตกต่างเช่นนี้? สิ่งนี้แตกต่างเพราะครั้งนี้เราพูดถูก”

แลนซ์ ฮายาชิดะ/คาลเทค

นักวิทยาศาสตร์ภายนอกกล่าวว่าการคำนวณของพวกเขาซ้อนกันและแสดงถึงความระมัดระวังและความตื่นเต้นเกี่ยวกับผลลัพธ์ Gregory Laughlin นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย (UC) ซานตาครูซ กล่าวว่า “ฉันไม่สามารถจินตนาการถึงเรื่องใหญ่กว่านี้ได้ ถ้า—และแน่นอนว่านั่นคือ 'ถ้า' ตัวหนา—ถ้ามันกลายเป็นสิ่งที่ถูกต้อง” "สิ่งที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับเรื่องนี้สามารถตรวจพบได้"

Batygin และ Brown สรุปการมีอยู่ของมันได้จากกระจุกแปลกประหลาดของวัตถุ 6 ชิ้นที่เคยรู้จักมาก่อนซึ่งโคจรรอบนอกดาวเนปจูน พวกเขาบอกว่ามีโอกาสเพียง 0.007% หรือประมาณ 1 ใน 15,000 ที่การรวมกลุ่มอาจเป็นเรื่องบังเอิญ พวกเขากล่าวว่าดาวเคราะห์ที่มีมวล 10 โลกได้นำวัตถุทั้ง 6 ดวงเข้าสู่วงโคจรรูปวงรีอันแปลกประหลาด ซึ่งเอียงออกจากระนาบของระบบสุริยะ

วงโคจรของดาวเคราะห์ที่อนุมานนั้นมีความเอียงเช่นเดียวกัน รวมถึงขยายออกไปเป็นระยะทางที่จะระเบิดแนวคิดของระบบสุริยะก่อนหน้านี้ การเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดคือไกลกว่าดาวเนปจูนถึง 7 เท่าหรือ 200 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) (AU คือระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร) และดาวเคราะห์ X สามารถเดินทางได้ไกลถึง 600 ถึง 1,200 AU ซึ่งอยู่เลยแถบไคเปอร์ ซึ่งเป็นบริเวณของโลกน้ำแข็งขนาดเล็กที่เริ่มต้นที่ขอบดาวเนปจูนประมาณ 30 ออสเตรเลีย

หากดาวเคราะห์ X อยู่ที่นั่น Brown และ Batygin กล่าวว่านักดาราศาสตร์ควรค้นหาวัตถุเพิ่มเติมในวงโคจรปากโป้งซึ่งมีรูปร่างตามแรงดึงดูดของยักษ์ที่ซ่อนอยู่ แต่บราวน์รู้ดีว่าไม่มีใครเชื่อในการค้นพบนี้จริงๆ จนกว่าดาวเคราะห์ X จะปรากฏในช่องมองภาพของกล้องโทรทรรศน์ “จนกว่าจะมีการตรวจจับโดยตรง มันก็ยังเป็นสมมติฐาน แม้กระทั่งสมมติฐานที่อาจดีมาก” เขากล่าว ทีมงานมีเวลาศึกษากล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตัวหนึ่งในฮาวายซึ่งเหมาะสำหรับการค้นหา และหวังว่านักดาราศาสตร์คนอื่นๆ จะเข้าร่วมในการล่าด้วย

Batygin และ Brown เผยแพร่ผลในวันนี้ที่ วารสารดาราศาสตร์- อเลสซานโดร มอร์บิเดลลี นักเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ที่หอดูดาวนีซในฝรั่งเศส ดำเนินการทบทวนบทความนี้โดยผู้ทรงคุณวุฒิ ในแถลงการณ์ เขากล่าวว่า Batygin และ Brown ทำ "ข้อโต้แย้งที่หนักแน่นมาก" และเขา "ค่อนข้างมั่นใจในการมีอยู่ของดาวเคราะห์อันห่างไกล"

การสนับสนุนดาวเคราะห์ดวงที่เก้าดวงใหม่ถือเป็นบทบาทที่น่าขันสำหรับบราวน์ เขาเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะนักฆ่าดาวเคราะห์ การค้นพบเอริสซึ่งเป็นโลกน้ำแข็งห่างไกลในปี พ.ศ. 2548 ของเขาซึ่งมีขนาดเกือบเท่ากับดาวพลูโต เผยให้เห็นว่าสิ่งที่ถูกมองว่าเป็นดาวเคราะห์ชั้นนอกสุดเป็นเพียงหนึ่งในหลาย ๆ โลกในแถบไคเปอร์ นักดาราศาสตร์จัดประเภทดาวพลูโตใหม่เป็นดาวเคราะห์แคระในทันที ซึ่งเป็นเรื่องราวในตำนานที่บราวน์เล่าไว้ในหนังสือของเขา ฉันฆ่าดาวพลูโตได้อย่างไร.

ตอนนี้เขาได้เข้าร่วมในการค้นหาดาวเคราะห์ดวงใหม่ที่มีมานานหลายศตวรรษแล้ว วิธีการของเขาที่อนุมานการมีอยู่ของ Planet X จากผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงอันน่ากลัวของมัน มีประวัติที่น่านับถือ ตัวอย่างเช่น ในปี 1846 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Urbain Le Verrier ทำนายการมีอยู่ของดาวเคราะห์ยักษ์จากความผิดปกติในวงโคจรของดาวยูเรนัส นักดาราศาสตร์ที่หอดูดาวเบอร์ลินค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ชื่อเนปจูน ซึ่งควรจะอยู่นั้น ทำให้เกิดกระแสความรู้สึกของสื่อ

อาการสะอึกที่เหลืออยู่ในวงโคจรของดาวยูเรนัสทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าอาจมีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่ง และในปี 1906 เพอร์ซิวาล โลเวลล์ มหาเศรษฐีผู้มั่งคั่ง ได้เริ่มค้นหาสิ่งที่เขาเรียกว่า "ดาวเคราะห์ X" ที่หอดูดาวแห่งใหม่ของเขาในแฟลกสตาฟ รัฐแอริโซนา ในปี 1930 ดาวพลูโตปรากฏตัวขึ้น แต่มันก็เล็กเกินกว่าจะลากจูงดาวยูเรนัสได้อย่างมีความหมาย กว่าครึ่งศตวรรษต่อมา การคำนวณใหม่โดยอิงจากการวัดโดยยานอวกาศโวเอเจอร์เผยให้เห็นว่าวงโคจรของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนนั้นค่อนข้างดีด้วยตัวมันเอง ไม่จำเป็นต้องมีดาวเคราะห์ X

แต่เสน่ห์ของ Planet X ยังคงมีอยู่ ตัวอย่างเช่น ในคริสต์ทศวรรษ 1980 นักวิจัยเสนอว่าดาวแคระน้ำตาลที่มองไม่เห็นอาจทำให้โลกสูญพันธุ์เป็นระยะๆ โดยการกระตุ้นให้ดาวหางลุกลาม ในช่วงทศวรรษ 1990 นักวิทยาศาสตร์ได้เรียกดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสที่ขอบระบบสุริยะเพื่ออธิบายที่มาของดาวหางลูกแปลกบางดวง เมื่อเดือนที่แล้ว นักวิจัยอ้างว่าได้ตรวจพบแสงไมโครเวฟจางๆ ของดาวเคราะห์หินขนาดใหญ่ที่อยู่ห่างออกไป 300 AU โดยใช้จานกล้องโทรทรรศน์ในชิลีที่เรียกว่า Atacama Large Millimeter Array (ALMA) (บราวน์เป็นหนึ่งในคนขี้ระแวง โดยสังเกตว่าขอบเขตการมองเห็นที่แคบของ ALMA ทำให้มีโอกาสค้นพบวัตถุดังกล่าวที่เพรียวบางจนแทบจะมองไม่เห็น)

บราวน์เริ่มเข้าใจเหมืองหินในปัจจุบันของเขาเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2546 เมื่อเขานำทีมที่พบเซดนา ซึ่งเป็นวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าทั้งเอริสและดาวพลูโตเล็กน้อย วงโคจรที่ห่างไกลและแปลกประหลาดของเซดนาทำให้เซดนาเป็นวัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะในขณะนั้น ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดหรือจุดที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด อยู่ที่ 76 AU เลยแถบไคเปอร์และอยู่นอกอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูน ความหมายนั้นชัดเจน: มีบางสิ่งขนาดใหญ่เกินกว่าดาวเนปจูนต้องดึงเซดนาเข้าสู่วงโคจรอันห่างไกลของมัน

(ข้อมูล) เจพีแอล; BATYGIN และ BROWN/CALTECH; (แผนภาพ) ก. CUADRA/ วิทยาศาสตร์

บางสิ่งบางอย่างนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นดาวเคราะห์ แรงดึงดูดโน้มถ่วงของเซดนาอาจมาจากดาวฤกษ์ที่เคลื่อนผ่าน หรือจากนางพยาบาลดวงดาวอื่นๆ จำนวนมากที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์ที่เพิ่งกำเนิดในขณะที่กำเนิดระบบสุริยะ

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ก็มีวัตถุน้ำแข็งจำนวนหนึ่งปรากฏขึ้นในวงโคจรที่คล้ายกัน บราวน์กล่าวว่าเขาได้แยกดาวฤกษ์ออกจากอิทธิพลที่มองไม่เห็น ด้วยการรวมเซดนาเข้ากับคนแปลกหน้าอีกห้าคน มีเพียงดาวเคราะห์ดวงเดียวเท่านั้นที่สามารถอธิบายวงโคจรที่แปลกประหลาดเช่นนี้ได้ จากการค้นพบครั้งสำคัญทั้งสามของเขา ได้แก่ เอริส เซดนา และตอนนี้ อาจเป็นไปได้ว่า Planet X-Brown กล่าวว่าสิ่งสุดท้ายน่าตื่นเต้นที่สุด “การฆ่าดาวพลูโตเป็นเรื่องสนุก การค้นพบเซดนาเป็นเรื่องที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์” เขากล่าว “แต่อันนี้ นี่คือหัวและไหล่เหนือสิ่งอื่นใด”

บราวน์และบาตีจินเกือบถูกต่อยจนตาย เป็นเวลาหลายปีมาแล้วที่ Sedna เป็นเพียงเบาะแสเดียวของการก่อกวนจากนอกดาวเนปจูน จากนั้นในปี 2014 Scott Sheppard และ Chad Trujillo (อดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Brown's) ได้ตีพิมพ์บทความที่อธิบายการค้นพบ VP113 ซึ่งเป็นวัตถุอีกชิ้นหนึ่งที่ไม่เคยเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ เชพพาร์ดจากสถาบันวิทยาศาสตร์คาร์เนกีในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. และทรูจิลโลจากหอดูดาวเจมินีในฮาวาย ตระหนักดีถึงผลกระทบที่เกิดขึ้น พวกเขาเริ่มตรวจสอบวงโคจรของวัตถุทั้งสองพร้อมกับลูกคี่อีก 10 ลูก พวกเขาสังเกตเห็นว่าเมื่อถึงจุดดวงอาทิตย์ที่สุด ทุกอย่างเข้ามาใกล้ระนาบของระบบสุริยะซึ่งโลกโคจรอยู่เรียกว่าสุริยุปราคา ในรายงานฉบับหนึ่ง เชปปาร์ดและทรูจิลโลชี้ให้เห็นการรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนแปลกๆ และเพิ่มความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อยู่ไกลออกไปจะต้อนวัตถุใกล้สุริยุปราคา แต่พวกเขาไม่ได้กดดันผลลัพธ์อีกต่อไป

ต่อมาในปีนั้น ที่ Caltech Batygin และ Brown เริ่มหารือเกี่ยวกับผลลัพธ์ดังกล่าว Batygin กล่าวว่าการวางแผนวงโคจรของวัตถุที่อยู่ห่างไกลทำให้พวกเขาตระหนักว่ารูปแบบที่ Sheppard และ Trujillo สังเกตเห็นนั้นเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของเรื่องราวเท่านั้น วัตถุไม่เพียงอยู่ใกล้สุริยุปราคาที่บริเวณใกล้ดวงอาทิตย์เท่านั้น แต่บริเวณใกล้ดวงอาทิตย์ของพวกมันยังกระจุกตัวกันทางกายภาพในอวกาศ (ดูแผนภาพด้านบน)

ปีหน้าทั้งคู่แอบคุยกันถึงรูปแบบและความหมาย มันเป็นความสัมพันธ์ที่เรียบง่าย และทักษะของทั้งคู่ก็เสริมซึ่งกันและกัน Batygin นักสร้างโมเดลคอมพิวเตอร์เด็กหวือวัย 29 ปี ไปเรียนที่วิทยาลัยที่ UC Santa Cruz เพื่อไปเที่ยวชายหาดและมีโอกาสได้เล่นในวงดนตรีร็อค แต่เขาทำเครื่องหมายที่นั่นโดยการสร้างแบบจำลองชะตากรรมของระบบสุริยะในช่วงหลายพันล้านปี แสดงให้เห็นว่า ในบางกรณีที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก มันไม่เสถียร: ดาวพุธอาจพุ่งเข้าสู่ดวงอาทิตย์หรือชนกับดาวศุกร์ “มันเป็นความสำเร็จที่น่าทึ่งสำหรับนักศึกษาระดับปริญญาตรี” ลาฟลิน ซึ่งทำงานร่วมกับเขาในขณะนั้นกล่าว

บราวน์ วัย 50 ปี เป็นนักดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ มีไหวพริบในการค้นพบอันน่าทึ่งและความมั่นใจที่จะเทียบเคียงได้ เขาสวมกางเกงขาสั้นและรองเท้าแตะไปทำงาน ยกเท้าขึ้นบนโต๊ะ และมีความสดชื่นที่ปกปิดความเข้มข้นและความทะเยอทะยาน เขามีโปรแกรมที่พร้อมจะกรองข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์หลักดวงหนึ่งเพื่อสำรวจ Planet X ทันทีที่ข้อมูลดังกล่าวจะเผยแพร่สู่สาธารณะในปลายปีนี้

ห้องทำงานของพวกเขาอยู่ห่างจากกันเพียงไม่กี่ประตู “โซฟาของฉันสวยกว่า ดังนั้นเราจึงมักจะคุยกันมากขึ้นในที่ทำงานของฉัน” Batygin กล่าว "เรามักจะดูข้อมูลใน Mike's มากกว่า" พวกเขายังเป็นเพื่อนกันในการออกกำลังกาย และพูดคุยถึงไอเดียของพวกเขาระหว่างรอลงน้ำที่งานไตรกีฬาที่ลอสแองเจลิส แคลิฟอร์เนียในฤดูใบไม้ผลิปี 2015

ประการแรก พวกเขาชนะวัตถุโหลที่ศึกษาโดยเชปพาร์ดและทรูจิลโล ไปจนถึงวัตถุหกชิ้นที่ค้นพบไกลที่สุดจากการสำรวจหกครั้งบนกล้องโทรทรรศน์หกตัว นั่นทำให้มีโอกาสน้อยที่การรวมตัวเป็นก้อนอาจมีสาเหตุมาจากความโน้มเอียงในการสังเกต เช่น การเล็งกล้องโทรทรรศน์ไปที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของท้องฟ้า

Batygin เริ่มเพาะแบบจำลองระบบสุริยะของเขาด้วยดาวเคราะห์ X ขนาดและวงโคจรต่างๆ เพื่อดูว่าเวอร์ชันใดอธิบายเส้นทางของวัตถุได้ดีที่สุด การทำงานของคอมพิวเตอร์บางส่วนใช้เวลาหลายเดือน ขนาดที่โปรดปรานของดาวเคราะห์ X เกิดขึ้นระหว่างมวลโลก 5 ถึง 15 เท่า เช่นเดียวกับวงโคจรที่ต้องการ: วางแนวต้านในอวกาศจากวัตถุขนาดเล็ก 6 วัตถุ เพื่อให้ดวงอาทิตย์ใกล้ดวงอาทิตย์อยู่ในทิศทางเดียวกับจุดไกลที่สุดหรือจุดไกลที่สุดของวัตถุทั้ง 6 ชิ้น จากดวงอาทิตย์ วงโคจรของไม้กางเขนทั้งหกของ Planet X แต่ไม่ใช่เมื่อผู้อันธพาลตัวใหญ่อยู่ใกล้ ๆ และอาจขัดขวางพวกมันได้ การศักดิ์สิทธิ์ครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อ 2 เดือนที่แล้ว เมื่อการจำลองของ Batygin แสดงให้เห็นว่า Planet X ควรแกะสลักวงโคจรของวัตถุที่โฉบเข้าสู่ระบบสุริยะจากด้านบนและด้านล่าง ซึ่งเกือบจะตั้งฉากกับสุริยุปราคา “มันจุดประกายความทรงจำนี้” บราวน์กล่าว “ฉันเคยเห็นวัตถุเหล่านี้มาก่อน” ปรากฎว่าตั้งแต่ปี พ.ศ. 2545 มีการค้นพบวัตถุในแถบไคเปอร์ที่มีความโน้มเอียงสูงจำนวน 5 ชิ้น และต้นกำเนิดของพวกมันส่วนใหญ่ไม่สามารถอธิบายได้ “พวกเขาไม่เพียงแต่อยู่ที่นั่นเท่านั้น แต่ยังอยู่ในสถานที่ที่เราคาดการณ์ไว้ด้วย” บราวน์กล่าว “นั่นคือตอนที่ฉันตระหนักว่านี่ไม่ใช่แค่ความคิดที่น่าสนใจและดีเท่านั้น แต่นี่เป็นเรื่องจริง”

เชพพาร์ดซึ่งร่วมกับทรูจิลโลเคยสงสัยว่ามีดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็น Batygin และ Brown กล่าวว่า "นำผลลัพธ์ของเราไปสู่อีกระดับหนึ่ง …พวกเขาเจาะลึกถึงไดนามิก ซึ่งเป็นสิ่งที่แชดกับฉันไม่เก่งด้วย นั่นเป็นเหตุผลที่ฉันคิดว่าสิ่งนี้น่าตื่นเต้น”

คนอื่นๆ เช่น Dave Jewitt นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์ ผู้ค้นพบแถบไคเปอร์ ต่างก็ระมัดระวังมากกว่า โอกาส 0.007% ที่การรวมกลุ่มของวัตถุทั้ง 6 ชิ้นจะเกิดขึ้นโดยบังเอิญ ทำให้ดาวเคราะห์ดวงนี้อ้างว่ามีนัยสำคัญทางสถิติที่ 3.8 ซิกมา ซึ่งเกินกว่าเกณฑ์ 3 ซิกมา โดยทั่วไปแล้วจะต้องดำเนินการอย่างจริงจัง แต่ขาดจาก 5 ซิกมาที่บางครั้งใช้ในสาขาต่างๆ เช่น ฟิสิกส์ของอนุภาค นั่นทำให้จิวิตต์กังวลซึ่งเคยเห็นผลลัพธ์ 3 ซิกม่ามามากมายหายไปก่อนหน้านี้ ด้วยการลดวัตถุโหลที่ตรวจสอบโดย Sheppard และ Trujillo เหลือหกชิ้นสำหรับการวิเคราะห์ Batygin และ Brown ก็ทำให้คำกล่าวอ้างของพวกเขาอ่อนแอลง เขากล่าว “ฉันกังวลว่าการค้นพบวัตถุใหม่เพียงชิ้นเดียวที่ไม่อยู่ในกลุ่มจะทำลายสิ่งปลูกสร้างทั้งหมด” จิวิตต์ซึ่งอยู่ที่ UC ลอสแองเจลิสกล่าว “มันเป็นเกมที่ใช้ไม้เพียงหกไม้”

(ภาพ) วิกิมีเดียคอมมอนส์; นาซา/เจพีแอล-คาลเทค; ก. CUADRA/ วิทยาศาสตร์ ; NASA/JHUAPL/SWRI; (แผนภาพ) ก. CUADRA/ วิทยาศาสตร์

ในตอนแรก ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นอีกประการหนึ่งมาจาก Widefield Infrared Survey Explorer (WISE) ของ NASA ซึ่งเป็นดาวเทียมที่เสร็จสิ้นการสำรวจท้องฟ้าทั้งหมดเพื่อค้นหาความร้อนของดาวแคระน้ำตาลหรือดาวเคราะห์ยักษ์ มันตัดการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดาวเสาร์หรือใหญ่กว่านั้นออกไปไกลถึง 10,000 AU ตามการศึกษาของ Kevin Luhman ในปี 2013 นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย ยูนิเวอร์ซิตี้พาร์ก แต่ Luhman ตั้งข้อสังเกตว่าหากดาวเคราะห์ X มีขนาดเท่าดาวเนปจูนหรือเล็กกว่า ตามที่ Batygin และ Brown กล่าว WISE คงจะพลาดมันไป เขากล่าวว่ามีโอกาสน้อยมากที่จะตรวจพบในชุดข้อมูล WISE อื่นที่ความยาวคลื่นมากกว่าซึ่งไวต่อรังสีที่เย็นกว่า ซึ่งรวบรวมไว้ 20% ของท้องฟ้า ขณะนี้ Luhman กำลังวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านั้น

แม้ว่า Batygin และ Brown จะสามารถโน้มน้าวนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ ว่าดาวเคราะห์ X มีอยู่จริง แต่พวกเขาก็เผชิญกับความท้าทายอีกอย่างหนึ่ง นั่นคืออธิบายว่ามันมาอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ได้อย่างไร ในระยะทางดังกล่าว จานฝุ่นและก๊าซก่อกำเนิดดาวเคราะห์มีแนวโน้มที่จะบางเกินไปที่จะกระตุ้นการเติบโตของดาวเคราะห์ และแม้ว่าดาวเคราะห์ X จะตั้งหลักได้ว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง มันก็คงจะเคลื่อนที่ช้าเกินไปในวงโคจรที่กว้างใหญ่และขี้เกียจของมันที่จะดูดกลืนวัตถุมากพอที่จะกลายเป็นยักษ์

Batygin และ Brown เสนอว่าดาวเคราะห์ X ก่อตัวใกล้กับดวงอาทิตย์มากขึ้น ข้างดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน แบบจำลองคอมพิวเตอร์ได้แสดงให้เห็นว่าระบบสุริยะยุคแรกนั้นเป็นโต๊ะบิลเลียดที่สับสนอลหม่าน โดยมีบล็อกดาวเคราะห์หลายสิบหรือหลายร้อยก้อนที่มีขนาดเท่าโลกที่กระเด้งไปมา ดาวเคราะห์ยักษ์ที่เป็นเอ็มบริโออีกดวงหนึ่งสามารถก่อตัวขึ้นที่นั่นได้อย่างง่ายดาย เพียงแต่จะถูกผลักออกไปด้านนอกด้วยการเตะด้วยแรงโน้มถ่วงจากก๊าซยักษ์อีกดวงหนึ่ง

เป็นการยากที่จะอธิบายว่าทำไม Planet X จึงไม่วนกลับไปยังจุดเริ่มต้นหรือออกจากระบบสุริยะโดยสิ้นเชิง แต่บาตีกินกล่าวว่าก๊าซที่ตกค้างในจานดาวเคราะห์ก่อกำเนิดอาจมีแรงฉุดลากมากพอที่จะทำให้ดาวเคราะห์ช้าลง เพียงพอที่จะให้มันตกลงสู่วงโคจรระยะไกลและยังคงอยู่ในระบบสุริยะ นั่นอาจเกิดขึ้นได้หากการพุ่งออกมาเกิดขึ้นเมื่อระบบสุริยะมีอายุระหว่าง 3 ล้านถึง 10 ล้านปี เขากล่าว ก่อนที่ก๊าซทั้งหมดในจานจะสูญหายไปในอวกาศ

ฮัล เลวิสัน นักพลวัตของดาวเคราะห์ที่สถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด ตกลงว่ามีบางสิ่งที่ทำให้เกิดการจัดแนววงโคจรที่บาตีกินและบราวน์ตรวจพบ แต่เขากล่าวว่าเรื่องราวต้นกำเนิดที่พวกเขาได้พัฒนาขึ้นสำหรับ Planet X และคำร้องขอพิเศษของพวกเขาให้ปล่อยก๊าซออกอย่างช้าๆ รวมกันเป็น "เหตุการณ์ที่น่าจะเป็นไปได้ต่ำ" นักวิจัยคนอื่นๆ มีทัศนคติเชิงบวกมากกว่า สถานการณ์ที่เสนอนั้นเป็นไปได้ Laughlin กล่าว “ปกติแล้วเรื่องแบบนี้จะผิด แต่ผมรู้สึกตื่นเต้นกับเรื่องนี้มาก” เขากล่าว "ดีกว่าการโยนเหรียญ"

ทั้งหมดนี้หมายความว่า Planet X จะยังคงอยู่ในบริเวณขอบรกจนกว่าจะพบมันจริง

นักดาราศาสตร์มีความคิดดีๆ ว่าจะดูที่ไหน แต่การระบุดาวเคราะห์ดวงใหม่นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากวัตถุในวงโคจรรูปวงรีสูงเคลื่อนที่ได้เร็วที่สุดเมื่ออยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ X จึงใช้เวลาน้อยมากที่ 200 AU และถ้ามันอยู่ที่นั่นในตอนนี้ บราวน์กล่าวว่า มันคงจะสว่างมากจนนักดาราศาสตร์คงจะได้ค้นพบมันแล้ว

ในทางกลับกัน Planet X มีแนวโน้มว่าจะใช้เวลาส่วนใหญ่ใกล้กับจุดไกลดวงอาทิตย์ โดยค่อย ๆ วิ่งไปตามระยะทางระหว่าง 600 ถึง 1200 AU กล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่สามารถมองเห็นวัตถุสลัวในระยะไกล เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหรือกล้องโทรทรรศน์เคก 10 เมตรในฮาวาย ซึ่งมีขอบเขตการมองเห็นที่เล็กมาก เปรียบเสมือนการมองหาเข็มในกองหญ้าโดยมองผ่านหลอดดื่ม

กล้องโทรทรรศน์ตัวหนึ่งสามารถช่วยได้: Subaru กล้องโทรทรรศน์ขนาด 8 เมตรในฮาวายที่ญี่ปุ่นเป็นเจ้าของ มีพื้นที่รวบรวมแสงเพียงพอที่จะตรวจจับวัตถุจางๆ ดังกล่าวได้ ประกอบกับขอบเขตการมองเห็นขนาดใหญ่ที่ใหญ่กว่ากล้องโทรทรรศน์เคกถึง 75 เท่า ซึ่งช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถสแกนท้องฟ้าเป็นวงกว้างได้ในแต่ละคืน Batygin และ Brown ใช้ Subaru เพื่อตามหา Planet X และพวกเขากำลังประสานงานกับคู่แข่งในช่วงแรกๆ อย่าง Sheppard และ Trujillo ที่ได้เข้าร่วมการตามล่ากับ Subaru ด้วย บราวน์กล่าวว่าทั้งสองทีมจะใช้เวลาประมาณ 5 ปีในการค้นหาพื้นที่ส่วนใหญ่ที่ Planet X อาจซุ่มซ่อนอยู่

กล้องโทรทรรศน์ซูบารุ NAOJ

หากการค้นหาสิ้นสุดลง สมาชิกใหม่ของครอบครัวซันควรจะเรียกว่าอะไร? Brown กล่าวว่ายังเร็วเกินไปที่จะกังวลเรื่องนั้นและหลีกเลี่ยงการเสนอคำแนะนำอย่างพิถีพิถัน สำหรับตอนนี้ เขาและ Batygin เรียกมันว่า Planet Nine (และสำหรับปีที่ผ่านมา อย่างไม่เป็นทางการคือคำสแลงของ Planet Phattie-1990 ที่แปลว่า "เจ๋ง") บราวน์ตั้งข้อสังเกตว่าทั้งดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนซึ่งเป็นดาวเคราะห์ทั้งสองดวงที่ถูกค้นพบในยุคปัจจุบัน กลับถูกผู้ค้นพบตั้งชื่อให้ และเขาคิดว่านั่นอาจเป็นสิ่งที่ดี มันใหญ่กว่าใครๆ เขาพูดว่า: "มันเหมือนกับการค้นพบทวีปใหม่บนโลก"

อย่างไรก็ตาม เขามั่นใจว่า Planet X ซึ่งต่างจากดาวพลูโตสมควรได้รับการขนานนามว่าเป็นดาวเคราะห์ มีขนาดเท่ากับดาวเนปจูนในระบบสุริยะหรือไม่? อย่าถามเลย “ไม่มีใครจะเถียงเรื่องนี้ แม้แต่ฉัน”

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2559 นักวิทยาศาสตร์ได้ประกาศว่าอาจมีดาวเคราะห์ดวงอื่นอยู่ในระบบสุริยะ นักดาราศาสตร์หลายคนกำลังมองหามัน แต่การวิจัยจนถึงขณะนี้ได้นำไปสู่ข้อสรุปที่ไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม ผู้ค้นพบ Planet X มั่นใจในการมีอยู่ของมัน พูดถึงผลงานล่าสุดในทิศทางนี้

เกี่ยวกับการตรวจจับที่เป็นไปได้ของดาวเคราะห์ X นอกวงโคจรของดาวพลูโต นักดาราศาสตร์และ Konstantin Batygin จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (สหรัฐอเมริกา) ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ในระบบสุริยะ (ถ้ามี) จะหนักกว่าโลกประมาณ 10 เท่า และคุณสมบัติของมันคล้ายกับดาวเนปจูน ซึ่งเป็นก๊าซยักษ์ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่สุดที่โคจรรอบดาวฤกษ์ของเรา

ตามการประมาณการของผู้เขียน ระยะเวลาของการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์ของ Planet X คือ 15,000 ปี วงโคจรของมันมีความยาวมากและมีความโน้มเอียงเมื่อเทียบกับระนาบของวงโคจรของโลก ระยะทางสูงสุดจากดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์ X อยู่ที่ประมาณ 600-1,200 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งใช้วงโคจรของมันเลยแถบไคเปอร์ซึ่งเป็นที่ตั้งของดาวพลูโต ไม่ทราบที่มาของดาวเคราะห์ X แต่บราวน์และบาตีกินเชื่อว่าวัตถุในจักรวาลนี้ถูกกระแทกออกจากดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ใกล้ดวงอาทิตย์เมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน

นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ดวงนี้ในทางทฤษฎีโดยการวิเคราะห์การรบกวนจากแรงโน้มถ่วงที่มันกระทำกับเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ในแถบไคเปอร์ - วิถีโคจรของวัตถุทรานส์เนปจูนขนาดใหญ่ 6 ดวง (ซึ่งอยู่เหนือวงโคจรของดาวเนปจูน) ถูกรวมเข้าเป็นกระจุกเดียวกัน (โดยมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ใกล้เคียงกัน อาร์กิวเมนต์ ลองจิจูดของโหนดจากน้อยไปมากและความเอียง) ในตอนแรก Brown และ Batygin ประเมินความน่าจะเป็นของข้อผิดพลาดในการคำนวณที่ 0.007 เปอร์เซ็นต์

ไม่ทราบแน่ชัดว่าดาวเคราะห์ X ตั้งอยู่ที่ไหน ส่วนใดของทรงกลมท้องฟ้าที่ควรติดตามด้วยกล้องโทรทรรศน์นั้นไม่ชัดเจน เทห์ฟากฟ้าตั้งอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากจนเป็นเรื่องยากมากที่จะสังเกตเห็นรังสีของมันด้วยวิธีสมัยใหม่ และหลักฐานของการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์ X ซึ่งอิงจากอิทธิพลแรงโน้มถ่วงที่มันกระทำต่อวัตถุท้องฟ้าในแถบไคเปอร์นั้นเป็นเพียงทางอ้อมเท่านั้น

วิดีโอ: คาลเทค / YouTube

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2560 นักดาราศาสตร์จากแคนาดา บริเตนใหญ่ ไต้หวัน สโลวาเกีย สหรัฐอเมริกา และฝรั่งเศสค้นหาดาวเคราะห์ X โดยใช้แค็ตตาล็อก OSSOS (การสำรวจต้นกำเนิดระบบสุริยะชั้นนอก) ของวัตถุทรานส์เนปจูน มีการศึกษาองค์ประกอบการโคจรของวัตถุทรานส์เนปจูนจำนวน 8 ชิ้น การเคลื่อนที่ของวัตถุดังกล่าวจะได้รับอิทธิพลจากดาวเคราะห์ X วัตถุดังกล่าวจะถูกจัดกลุ่มในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง (กระจุกกัน) ตามความโน้มเอียงของวัตถุเหล่านั้น ในบรรดาวัตถุทั้งแปดชิ้น มีการตรวจสอบสี่ชิ้นเป็นครั้งแรก โดยทั้งหมดอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า 250 หน่วย ปรากฎว่าพารามิเตอร์ของวัตถุหนึ่ง 2015 GT50 ไม่พอดีกับการจัดกลุ่ม ซึ่งทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับการมีอยู่ของ Planet X

อย่างไรก็ตาม ผู้ค้นพบ Planet X เชื่อว่า GT50 ปี 2015 ไม่ได้ขัดแย้งกับการคำนวณของพวกเขา ดังที่ Batygin กล่าวไว้ การจำลองเชิงตัวเลขของพลวัตของระบบสุริยะ รวมถึงดาวเคราะห์ X แสดงให้เห็นว่านอกเหนือจากกึ่งแกนเอกของ 250 หน่วยดาราศาสตร์ ควรมีกระจุกดาวสองกระจุกซึ่งมีวงโคจรอยู่ในแนวเดียวกับดาวเคราะห์ X โดยมีกลุ่มหนึ่งมั่นคง metastable อื่น ๆ แม้ว่า 2015 GT50 จะไม่รวมอยู่ในคลัสเตอร์ใดๆ เหล่านี้ แต่ยังคงสร้างซ้ำโดยการจำลอง

Batygin เชื่อว่าอาจมีวัตถุดังกล่าวหลายอย่าง ตำแหน่งของกึ่งแกนรองของดาวเคราะห์ X อาจเชื่อมโยงกับพวกมัน นักดาราศาสตร์เน้นว่าเนื่องจากการตีพิมพ์ข้อมูลเกี่ยวกับดาวเคราะห์ X ไม่ใช่วัตถุหกชิ้น แต่มีวัตถุทรานส์เนปจูน 13 ชิ้นบ่งบอกถึงการดำรงอยู่ของมัน ซึ่งมีเทห์ฟากฟ้า 10 ดวงเป็นของ คลัสเตอร์ที่มั่นคง

ในขณะที่นักดาราศาสตร์บางคนสงสัยดาวเคราะห์ X แต่คนอื่นๆ ก็พบหลักฐานใหม่ที่เป็นประโยชน์ต่อดาวเคราะห์ X นักวิทยาศาสตร์ชาวสเปน คาร์ลอส และราอูล เด ลา ฟูเอนเต มาร์กอส ศึกษาพารามิเตอร์ของวงโคจรของดาวหางและดาวเคราะห์น้อยในแถบไคเปอร์ ผู้เขียนระบุถึงความผิดปกติที่ค้นพบในการเคลื่อนที่ของวัตถุ (ความสัมพันธ์ระหว่างลองจิจูดของจุดขึ้นและความเอียง) โดยการมีอยู่ในระบบสุริยะของวัตถุขนาดใหญ่ซึ่งมีแกนกึ่งเอกของการโคจรอยู่ที่ 300-400 หน่วยดาราศาสตร์

ยิ่งกว่านั้นในระบบสุริยะอาจไม่มีดาวเคราะห์เก้าดวง แต่มีดาวเคราะห์สิบดวง เมื่อเร็วๆ นี้ นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา (สหรัฐอเมริกา) ค้นพบการมีอยู่ของวัตถุท้องฟ้าอีกดวงหนึ่งในแถบไคเปอร์ ซึ่งมีขนาดและมวลใกล้เคียงกับดาวอังคาร การคำนวณแสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ดวงที่ 10 สมมุตินั้นอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ที่ระยะทาง 50 หน่วยทางดาราศาสตร์ และวงโคจรของมันถูกโน้มเอียงไปยังระนาบสุริยุปราคาประมาณ 8 องศา เทห์ฟากฟ้ารบกวนวัตถุที่รู้จักจากแถบไคเปอร์และน่าจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าในสมัยโบราณ ผู้เชี่ยวชาญสังเกตว่าผลกระทบที่สังเกตได้นั้นไม่ได้อธิบายโดยอิทธิพลของดาวเคราะห์ X ซึ่งอยู่ไกลกว่า “ดาวอังคารดวงที่สอง” มาก

ปัจจุบันมีการรู้จักวัตถุทรานส์-เนปจูนประมาณสองพันชิ้น ด้วยการแนะนำหอดูดาวใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง LSST (Large Synoptic Survey Telescope) และ JWST (James Webb Space Telescope) นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะเพิ่มจำนวนวัตถุที่รู้จักในแถบไคเปอร์และเกินกว่านั้นให้เป็น 40,000 ชิ้น สิ่งนี้จะทำให้เป็นไปได้ไม่เพียงแต่ในการกำหนดพารามิเตอร์ที่แน่นอนของวิถีโคจรของวัตถุทรานส์เนปจูนและผลที่ตามมาคือการพิสูจน์ทางอ้อม (หรือหักล้าง) การมีอยู่ของดาวเคราะห์ X และ "ดาวอังคารที่สอง" แต่ยังตรวจจับโดยตรงอีกด้วย พวกเขา.

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ไมเคิล บราวน์ และคอนสแตนติน บาตีกิน ได้ให้หลักฐานการมีอยู่ของดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะ ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวพลูโต

นักวิจัยรายงานว่ายังไม่สามารถเห็นมันผ่านกล้องโทรทรรศน์ได้ ตามที่พวกเขากล่าวไว้ ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกค้นพบขณะศึกษาการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้าขนาดเล็กในห้วงอวกาศ มวลของเทห์ฟากฟ้านั้นมีมวลประมาณ 10 เท่าของโลก แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ยืนยันการมีอยู่ของมัน

นักดาราศาสตร์ของสถาบันมีเพียงความคิดคร่าวๆ ว่าดาวเคราะห์ดวงนี้น่าจะอยู่ที่ใดในท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว และไม่ต้องสงสัยเลยว่าข้อสันนิษฐานของพวกเขาจะเปิดตัวการรณรงค์เพื่อค้นหามัน

“มีกล้องโทรทรรศน์มากมายบนโลกที่สามารถค้นพบมันได้ในทางทฤษฎี ผมหวังเป็นอย่างยิ่งว่าหลังจากการประกาศของเรา ผู้คนทั่วโลกจะเริ่มมองหาดาวเคราะห์ดวงที่ 9” ไมเคิล บราวน์ กล่าว

วงโคจรรูปไข่

ตามการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ วัตถุอวกาศนี้อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูนประมาณ 20 เท่า ซึ่งอยู่ห่างออกไป 4.5 พันล้านกิโลเมตร

แตกต่างจากวงโคจรเกือบเป็นวงกลมของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ วัตถุนี้น่าจะเคลื่อนที่ในวงโคจรรูปวงรี และการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์โดยสมบูรณ์จะใช้เวลาตั้งแต่ 10,000 ถึง 20,000 ปี

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีน้ำแข็งปกคลุมอยู่ในแถบไคเปอร์ ดาวพลูโตอยู่ในแถบนี้

นักวิจัยสังเกตเห็นการจัดเรียงที่ชัดเจนของวัตถุบางส่วนในแถบนี้ โดยเฉพาะวัตถุขนาดใหญ่ เช่น เซดนา และ 2012 VP113 ในความเห็นของพวกเขา สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ก็ต่อเมื่อมีวัตถุอวกาศขนาดใหญ่ที่ไม่รู้จักปรากฏอยู่เท่านั้น

วัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุดล้วนเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันในวิถีโคจรที่ไม่สามารถอธิบายได้ และเราตระหนักว่าคำอธิบายเดียวสำหรับสิ่งนี้คือการมีอยู่ของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อยู่ไกลออกไปที่ยึดพวกมันไว้ด้วยกันในขณะที่พวกมันโคจรรอบดวงอาทิตย์” บราวน์กล่าว

แพลนเน็ตเอ็กซ์

แนวคิดเรื่องการมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่า Planet X ซึ่งอยู่บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะได้รับการพูดคุยกันในแวดวงวิทยาศาสตร์มานานกว่า 100 ปี พวกเขาจำเธอได้แล้วก็ลืมเธอไป

ข้อเสนอแนะในปัจจุบันเป็นที่สนใจเป็นพิเศษเนื่องจากผู้เขียนหลักของการศึกษานี้

บราวน์เชี่ยวชาญในการค้นหาวัตถุที่อยู่ห่างไกล และการค้นพบดาวเคราะห์แคระเอริสในแถบไคเปอร์ในปี พ.ศ. 2548 ทำให้เขาสูญเสียสถานะดาวเคราะห์ในอีกหนึ่งปีต่อมา สันนิษฐานกันว่าเอริสมีขนาดใหญ่กว่าดาวพลูโตเล็กน้อย แต่ตอนนี้เห็นได้ชัดว่ามันเล็กกว่าเล็กน้อย

นักวิจัยที่ศึกษาวัตถุในระบบสุริยะที่อยู่ห่างไกลได้เสนอแนะความเป็นไปได้ของดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่าดาวอังคารหรือโลก เนื่องจากขนาดและรูปร่างของดาวเคราะห์ในแถบไคเปอร์ แต่จนกว่าดาวเคราะห์จะสามารถมองเห็นได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์ ความคิดเรื่องการมีอยู่ของมันจะถูกมองด้วยความกังขา

การศึกษาของ Michael Brown และ Konstantin Batygin ได้รับการตีพิมพ์ใน Astronomical Journal