Как найти девятую планету солнечной системы

https://ria.ru/20210916/planeta-1750136476.html

“Уверен, что это так”. Ученые показали, где находится Девятая планета

“Уверен, что это так”. Ученые показали, где находится Девятая планета – РИА Новости, 16.09.2021

“Уверен, что это так”. Ученые показали, где находится Девятая планета

Пять лет назад ученые из США Майкл Браун и Константин Батыгин выдвинули гипотезу о том, что по очень далекой орбите, за Нептуном, вокруг нашего светила… РИА Новости, 16.09.2021

2021-09-16T08:00

2021-09-16T08:00

2021-09-16T14:49

наука

астрономия

вояджер

космос – риа наука

институт астрономии ран

физика

солнце

черная дыра

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/09/08/1749172991_0:58:3276:1901_1920x0_80_0_0_3fcbbe1802058480d8595d5f330a2957.jpg

МОСКВА, 16 сен — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Пять лет назад ученые из США Майкл Браун и Константин Батыгин выдвинули гипотезу о том, что по очень далекой орбите, за Нептуном, вокруг нашего светила вращается еще одна планета — девятая в Солнечной системе. В новой работе они уточнили область на небесной сфере, где ее вероятнее всего обнаружить. Если открытие действительно состоится, некоторые теории придется пересмотреть.Экзотические объекты за орбитой НептунаВ 2006 году Международный астрономический союз понизил статус Плутона до малой планеты. Не последнюю роль в этом сыграл астроном Майкл Браун из Калифорнийского технологического института. Он с коллегами из Центра малых планет специализируется на самых удаленных объектах Солнечной системы — за орбитой Нептуна в поясе Койпера. На их счету около трех десятков открытий, включая Эриду, которая массивнее Плутона. Это, кстати, стало одной из причин исключения его из списка планет. С тех пор в Солнечной системе их восемь.Но в 2016-м Браун, “человек, убивший Плутон”, вместе с молодым астрономом Константином Батыгиным сделали сенсационное заявление: девятая планете все же есть. Анализ орбит далеких транснептуновых объектов (ТНО, или KBO по-английски) показал, что некоторые очень сильно вытянуты, с полуосями более 250 астрономических единиц (одна астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца). А перигелии — ближайшие к звезде точки траектории — подозрительно концентрировались в одной области. Похоже, что-то очень массивное воздействует на эти небесные тела.Пока Девятую планету (P9) не обнаружили. Но расчеты убедительные, и научное сообщество с интересом восприняло гипотезу Брауна и Батыгина.”По этому поводу продолжаются дебаты, мнения разделились примерно поровну. Многие считают, что эта аномальная концентрация перигелиев — следствие наблюдательной селекции. Буквально три астрономические службы могут следить за очень далекими ТНО, причем только в определенных областях небесной сферы. Но я склонен верить Брауну и Батыгину, их аргументы довольно серьезные”, — комментирует профессор Вячеслав Емельяненко из отдела исследований Солнечной системы Института астрономии РАН.Других данных нет. Воздействие на Нептун и Уран слишком слабое, чтобы его заметить. Константин Батыгин сообщил РИА Новости: “Группы в Лаборатории реактивного движения и во Франции пытались вычислить местоположение Девятой планеты по существующим эфемеридам, но ее влияние настолько мало, что его можно использовать лишь для исключения определенных областей неба, а не для обнаружения”.Как выглядит Девятая планета и где онаНедавно Браун и Батыгин опубликовали препринт с уточнением параметров Девятой планеты. Для анализа они отобрали 11 далеких ТНО, отбросив объекты рассеянного диска — особой популяции тел, разбросанных Нептуном, когда он мигрировал из внутренних областей Солнечной системы.”Со временем мы поняли, что динамически стабильные объекты пояса Койпера (те, которые не подходят к Солнцу ближе чем на 42 астрономические единицы) убедительнее свидетельствуют о гравитации Девятой планеты. Орбиты объектов с меньшим перигелием загрязняются из-за хаотического взаимодействия с Нептуном”, — поясняет Константин Батыгин.Ученые провели множество численных симуляций и установили, что масса гипотетической планеты меньше, чем считали ранее: 6,2 земной, и она несколько ближе. Для уточнения элементов орбиты авторы использовали очень интересную идею.”Гравитация Девятой планеты не только ограничивает далекие KBO, но также переносит объекты из внутреннего облака Оорта в далекую Солнечную систему. Если P9 существует (почти уверен, что это так), далекий пояс Койпера представляет собой смесь выброшенных из него объектов и внедренных из облака Оорта. Это помогло уточнить орбиту P9. В частности, она должна быть более эксцентричной, чем мы думали ранее”, — продолжает ученый.Поскольку диаметр и альбедо — коэффициент отражения солнечного света от поверхности — планеты неизвестны, ее блеск оценили в очень широком диапазоне исходя из массы. Вероятно, она несколько ярче, чем получалось по предыдущим расчетам. При блеске 20-24 ее сможет увидеть восьмиметровый широкоугольный телескоп Обсерватории имени Веры Рубин — LSST, строящийся в горах Чили. Если планета меньше и темнее, потребуются более чувствительные инструменты.Будь такая крупная планета ближе к перигелию, мы давно бы ее обнаружили. Скорее всего, она в афелии — в самой удаленной части орбиты. Но где именно?”Положение Девятой планеты точно не рассчитать, но можно определить области ее наиболее вероятного местонахождения”, — говорит автор гипотезы.В статье есть такая карта. К сожалению, она накладывается на плоскость Млечного Пути, где очень высокая концентрация звезд. Учитывая громадную удаленность, слабую светимость объекта и отсутствие десятиметровых телескопов, совершить открытие будет очень непросто.Откуда в Солнечной системе еще одна планетаСудя по массе, Девятая планета может быть суперземлей либо мининептуном — реальный Нептун в 17,2 раза массивнее Земли. Оба класса экзопланет весьма распространены в других звездных системах. Но объяснить их происхождение в Солнечной системе проблематично.”Классические теории предполагают, что протопланетный диск заканчивается где-то на орбите Нептуна в 30 астрономических единиц. Дальше между 40 и 50 астрономическими единицами — пояс Койпера из малых тел. Самая популярная гипотеза — аккреционная — не допускает образование столь массивной планеты так далеко, на расстояниях 300 астрономических единиц и более. В то же время у других звезд протопланетные диски достигают тысячи астрономических единиц”, — говорит Вячеслав Емельяненко.Он с коллегами придерживается гипотезы гравитационной неустойчивости, которая предполагает существование либо Девятой планеты, либо пояса из мелких тел, планетезималей.Браун и Батыгин допускают, что планета типа суперземля могла быть захвачена из близко проходившей звездной системы. “Это маловероятно, — полагает профессор. — Хороших статей на эту тему нет. Тем более что в последней работе они предлагают орбиту с довольно маленьким эксцентриситетом — 0,2, почти круговую. А захватить на такую из другой системы крайне трудно”.Как увидеть такой далекий объектМы можем наблюдать и исследовать объекты в других звездных системах, галактиках и скоплениях галактик, включая те, что родились в ранней Вселенной. Мы доказали существование черных дыр, уловив гравитационные волны от их слияния на детекторе LIGO. Но Солнечную систему, где мы обитаем, не исследовали и наполовину. Самый удаленный от Земли космический зонд “Вояджер-2” за 44 года пролетел всего 154 астрономические единицы. Единственный аппарат, проследовавший мимо объектов пояса Койпера, — New Horizons.Не лучше дела и с наземными службами. Чтобы открыть Девятую планету и далекие ТНО, необходима программа длительных наблюдений на очень чувствительных инструментах. Удаленные тела движутся очень медленно, поэтому участок неба, где они предположительно могут быть, нужно снимать много недель и месяцев. Поиск же по архивным записям занимает до нескольких лет.В мире очень мало обзоров, способных открывать объекты пояса Койпера. Кстати, саму эту область обнаружили совсем недавно — в 1992 году. В России это мог бы делать шестиметровый телескоп БТА на Большом Кавказе, но он специализируется на спектрах очень далеких источников Вселенной. Сейчас все надежды на обсерваторию LSST, которая заработает в 2023-м. Там займутся в том числе поиском Девятой планеты.

https://ria.ru/20190524/1554809267.html

https://ria.ru/20201027/planeta-1581809538.html

2021

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/09/08/1749172991_258:0:2989:2048_1920x0_80_0_0_12afd5eca56519dea762736aab892450.jpg

астрономия, вояджер, космос – риа наука, институт астрономии ран, физика, солнце, черная дыра, гравитация, нептун, плутон

Всего десять лет назад миллиарды людей благодаря астрономам твердо верили в то, что Солнечная система состоит из восьми планет. И теперь, все те же самые ученые пытаются заставить нас поверить в то, что девятая планета все-таки существует. И речь идет совсем не о Плутоне, который этот статус утратил.

Существует ли девятая планета

В январе этого года астрономы, «убившие Плутон», Константин Батыгин и Майк Браун из Калифорнийского технологического института поделились с миром весьма уверенными доказательствами того, что внутри Солнечной системы имеется планета больше Земли и примерно в 500 раз дальше расположена от Солнца. Девятую планету воочию никто не видел, но тем не менее о ее существовании ясно указывает поведение других космических объектов, расположенных в этой области космоса. С этого момента астрономы по всему миру устроили негласную гонку, главным призом которого (помимо всеобщей любви и признания, разумеется) является эта самая пока неуловимая взору Девятая планета.

«Я никогда не видел ничего подобного раньше», — делится Браун.

«Люди смотрят на наши доказательства и очень твердо уверены в их достоверности. Я даже волнуюсь в некотором роде»

Следует отметить, что такой положительный настрой в отношении «открытия» планеты сейчас действительно выглядит несколько странно. Ведь это далеко не первый случай, когда астрономы объявляют о том, что на задворках нашей системы, там, за ледяным кольцом древних астероидов и метеоритов, называемым поясом Койпера, находится еще один, скрытый от нас мир. Такие заявления звучат не одно десятилетие. Как говорит Браун, «когда происходит что-то интересное во внешних границах Солнечной системы, обязательно появляется кто-то, кто уверенно заявляет о том, что речь идет о планете».

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Но, как правило, каждый раз, когда дело доходит до глубокого анализа данных, сами же астрономы и развенчивают все эти мифы о новых планетах. Однако в этот раз совсем наоборот. Чем больше анализа проводится, тем более уверенными становятся ученые в наличии где-то там еще одной планеты. Первое свидетельство относится еще к 2003 году, когда Браун определил наличие кружащего по эллиптической орбите вокруг Солнца объекта диаметром около 1000 километров, расположенного в весьма большой удаленности от внешней границы пояса Койпера.

Как называется девятая планета

Седна. Такое имя в честь эскимосской богини получил этот наиболее удаленный из известных космический объект, оборачивающийся вокруг Солнца. И что самое интересное, никто до сих пор не может объяснить, как он туда попал. В научной статье, опубликованной в следующем после открытия году, Браун и его коллеги предположили, что Седна была притянута на такую очень странную орбиту проходившей мимо блуждающей звездой или ранее невиданной планетой. И вот уже более десяти лет эта загадка до сих пор остается неразгаданной и лишь постоянно увеличивает интерес ученых.

В 2014 году астрономы Чад Трухильо и Скотт Шеппадр объявили об открытии еще одного очень удаленного космического объекта с орбитой, похожей на орбиту Седны, после чего рассказали о том, что обнаружено еще шесть объектов пояса Койпера, которые тоже обладают странными орбитальными характеристиками. Каждый из этих ледяных камней обладает эллиптической орбитой, которая завершается в одной и той же точке Солнечной системы. Более того, все орбиты этих объектов обладают одинаковым углом отклонения, составляющим около 30 градусов от плоскости орбиты других планет, обращающихся вокруг Солнца.

Если основываться на нашем понимании динамики объектов пояса Койпера, существование таких орбит кажется крайней неправдоподобным. Но это так! Какова вероятность того, что схожая орбита будет иметься у шести разных объектов? Примерно 1 к 14 000!

Именно тогда теоретик Батыгин и наблюдатель Браун решили объединить все свои знания и начать искать ответы.

«Нашей ключевой задачей являлся поиск доказательств того, что причиной всех этих событий является не планета, а скорее какой-то другой динамический эффект», — отмечает Батыгин.

Последняя планета Солнечной системы

И все же, спустя два года математических расчетов и бесчисленных компьютерных симуляций с использованием мощнейших суперкомпьютеров, все данные указывали на то, что там находится планета. Поведение Седны, шести объектов пояса Койпера и множества других, не менее странных космических тел, перпендикулярно расположенных по отношению к другим планетам системы, можно объяснить лишь наличием планеты, которая в 10 раз массивнее нашей Земли.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

«Наши предположения заключались не только в существовании там планеты, но и являлись попыткой объяснить все те физические процессы, которые определяют форму внешней Солнечной системы», — говорит Батыгин.

Согласно расчетам Батыгина и Брауна, Девятая планета имеет продолговатую асинхронную орбиту, при которой ближайшая точка ее сближения с Солнцем расположена в прямой противоположности с другими планетами Солнечной системы. У этого мира уходит от 10 до 20 тысяч лет лишь для того, чтобы совершить один полный оборот вокруг Солнца и дальнейшая точка его орбиты расположена в сотне миллиардах километров (или около 1200 дистанциях от Земли до Солнца).

В январе Батыгин и Браун опубликовали данные о своем открытии в журнале Astrophysical Journal. Объявление о том, что девятая планета может на самом деле существовать, вдохновила не только множество астрономов-любителей, которые до сих пор не могли смириться с «убийством» Плутона, но и все научное сообщество. Любители и эксперты разных мастей начали задаваться вопросом о том, не могла ли эта девятая планета ранее мелькать в их собственных научных наблюдениях.

Ведь если в конечном итоге астрономы, обнаружившие Девятую планету, действительно правы, то это только лишь вопрос времени, когда мы на самом деле сможем ее отыскать на небе.

Очевидным и самым твердым доказательством существования планеты является, конечно же, ее визуальное определение. В случае с Девятой планетой эта задача выглядит весьма трудной, потому что если она и есть, то находится в тридцать раз дальше от Солнца, чем тот же Нептун, и к тому же не отражает никакого света. Однако Браун, построивший свою карьеру вокруг обнаружения маленьких и труднозаметных космических объектов в поясе Койпера, оптимистично настроен и уверен, что Девятую планету можно обнаружить.

«В общем и целом методика поиска аналогична той, которую мы используем для обнаружения новых объектов в поясе Койпера», — говорит Браун.

«Вы делаете снимок, немного ждете, потом делаете другой снимок той же области и проверяете, не появилось ли чего нового. Если вы сможете сказать, где именно Девятая планета была в тот или иной промежуток времени, я смогу без всяких проблем ее найти».

Проблема же заключается в том, что мы не знаем, где была и есть Девятая планета. Ее орбита слишком гигантская, чтобы это можно было выяснить так просто. И пока астрономы продолжают следить за сотнями разных объектов пояса Койпера, просто наведя в ту или иную область неба свои телескопы, поиск определенного объекта в таких гигантских космических просторах является гораздо более сложной задачей.

«Если скажете, где уже была Девятая планета, я без проблем смогу ее найти»

«Что касается объектов пояса Койпера, то здесь мы можем использовать обычную статистическую выборку. Но если говорить о Девятой планете, то мы хотим на самом деле ее найти и увидеть. Поэтому нам необходимо очень систематически подходить к вопросу наблюдения за небом и стараться не пропустить ни одной его части», — объясняет Браун.

Лучшим инструментом для этой работы — как в плане мощности и чувствительности, так в плане широкого угла обзора, — является Субару, 8,2-метровый оптический и инфракрасный телескоп, расположенный на краю спящего вулкана Мауна Кеа на Гавайях. Батыгин и Браун уже подали запрос на использование данного телескопа осенью этого года. Телескоп очень популярен среди астрономов и поэтому ежегодно выстраивается целая очередь желающих его попробовать в том или ином научном проекте. Тем временем несколько коллег ученых решили использовать южное полушарие ночного неба в охоте за «невидимой» планетой, используя сверхчувствительную камеру темной энергии, расположенную в обсерватории в Чили.

Хотя, конечно же, необязательно обладать хорошим телескопом, чтобы имелась возможность помочь в поиске Девятой планеты. Агнес Фиенга, эксперт по планетарной динамике французской обсерватории в Ницце предлагает совершенно иной способ, который позволит найти нужную цель, — космический зонд NASA «Кассини».

Движение Сатурна

C 2003 года Фиенга и ее коллеги использовали различные радиоданные, собранные навигационной системой зонда «Кассини», чтобы точно определить движение Сатурна. Путем анализа данных, ученые создали детальные модели движения всех планет и астероидов внутри Солнечной системы. Когда Батыгин и Браун опубликовали данные орбитальной траектории девятой планеты, Фиенга поняла, что ее модели могли бы помочь сузить круг ее поиска.

Вам будет интересно: Ученые нашли доказательства, что девятая планета не существует

«Совсем несложно подставить данные о планете и просто проверить вероятность данной теории», — делится Фиенга.

Добавив Девятую планету в отлаженную благодаря собранной в течение 10 лет информации с «Кассини» модель Солнечной системы, Фиенга и ее коллеги смогли исключить уже половину вероятных расположений планеты на ночном небе.

«Это исследование просто потрясающее!», — говорит Батыгин и отмечает, что предполагаемые командой Фиенги позиции планеты включают и перелигий — ближайшую точку своей орбиты от Солнца. Это независимое исследование подтвердило точку зрения Батыгина на то, что в настоящий момент планета, скорее всего, находится на более удаленном от нас расстоянии.

В то же время Ник Кован из Университета Макгилла (Канада) предложил еще один способ, благодаря которому мы сможем найти Девятую планету. Этим способом является поиск ее тепловой сигнатуры. Ведь даже самая холодная из известных науке планет все равно выделяет небольшой объем энергии, который можно заметить в миллиметровом диапазоне радиотелескопа. Благодаря тому же типу энергии ученые, например, пытаются изучать историю рождения Вселенной.

«Природа удивительно поработала над созданием планет, наделив их самыми невообразимыми свойствами»

«Я совсем не эксперт по части вопросов о Девятой планете, и, кроме того, я не космолог», — объясняет Кован, занимающийся изучением состава атмосферы экзопланет.

Однако коллега Кована, Гил Холдер предполагает, что тепловая сигнатура Девятой планеты может быть обнаружена благодаря инструментам, которые обычно используются для изучения реликтового излучения — древнейшего радиоизлучения, оставленного после Большого взрыва и большого интереса Кована.

«Я провел некоторые расчеты и пришел к заключению, что температура поверхности планеты может составлять от 20 до 40 Кельвинов», — говорит Кован.

Следует отметить, что это должен быть чертовски холодный мир, если это так. И кроме того, это может означать, что излучение Девятой планеты примерно в 2000 раз менее интенсивное (холоднее) по сравнению с Ураном и Нептуном.

«Я тогда подумал, что это на самом деле бредовая идея», — говорит Кован.

Но когда Кован поделился своими выводами с Холдером, он осознал, что ошибался.

«Оказывается, мы используем Уран и Нептун для калибровки экспериментов по наблюдению за реликтовым излучением, потому что эти планеты действительно очень яркие», — делится ученый.

«Поэтому существование планеты в 2000 раз холоднее — вполне возможно!»

Кован, Холдер, а также Нэйтан Кайб из Университета Оклахомы написали на базе этой идеи статью, которая сейчас находится на рассмотрении журнала The Astrophysical Journal. Кован надеется, что будущие космологические эксперименты позволят найти Девятую планету, или по крайней мере серьезно сузить круг поиска. И если нам повезет, ее тепловая сигнатура уже может содержаться в чьих-то данных исследования реликтового излучения.

Батыгин, со своей стороны, продолжает в настоящий момент проводить компьютерные симуляции. Несколько недель назад эти модели добавили веса. Мишель Баннистер из Викторианского университета (Канада) объявила о существовании еще одного объекта пояса Койпера, который по иронии судьбы и согласно ее моделям находится на той же орбите, на которой находятся другие шесть объектов, о которых говорилось выше в этой статье.

«Наши самые большие опасения заключались в том, что следующий набор объектов, которые мы можем обнаружить, смогут в пух и прах разнести нашу теорию. Мы окажемся обведенными вокруг пальца своими же мозгами», — говорит Батыгин.

Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.

«Однако первый среди обнаруженных новых объектов оказался именно там, где мы и предсказывали. То есть это фактически подтверждает нашу теорию».

Тем не менее шампанское открывать пока рано. Необходимо найти больше убедительных доказательств, однако большинство астрономов сейчас соглашаются с тем, что возможность существования за поясом Койпера никогда ранее невиданной планеты сейчас как никогда высока.

«Я не могу сейчас быть на сто процентов уверен в том, что этот объект является или не является планетой. Однако я считаю, что за год мы почти наверняка должны найти нужный ответ», — говорит Фиенга.

Но если мы действительно найдем Девятую планету, что с этого? А это, в свою очередь, сможет изменить наше представление о Солнечной системе, так же как в свое время это сделало открытие объектов пояса Койпера в начале 2000-х. Это открытие поможет нам собрать воедино историю нашей системы: узнать о том, как сформировались планеты, почему они такие разные, а также выяснить, как они обрели свои текущие орбиты. Кроме того, это открытие позволит нам по-новому смотреть на открываемые нами миры вокруг других звезд.

«Самым удивительным для меня в Девятой планете является то, что это совершенно неисследованная для нас территория. Вы делаете расчеты и осознаете, что можно реально легко спрятать планету где-то там, и, возможно, даже не одну. Природа удивительно постаралась, создавая все эти миры и наделив их самыми невообразимыми свойствами», — делится Кован.

«Я думаю, определенно есть одна вещь, по поводу которой мы можем быть уверены. В Солнечной системе еще полно нераскрытых тайн», — соглашается Батыгин.

У астрономов есть причины предполагать, что на задворках Солнечной системы обитает огромная планета. Как же ее увидеть? Рассказываем о результатах брейншторма двух дюжин физиков в Калтехе.

Многие астрономы уверены, что мы стоим на пороге важного открытия, одного из тех, что происходят раз в поколение, из тех, ради которых переписывают все учебники вплоть до начальной школы. “Каждый раз, когда мы делаем снимок, — говорит Сурхуд Мор (Surhud More), астроном из Токийского университета, — есть вероятность, что на нем есть Девятая планета.”

Девятая планета — гипотетическое массивное космическое тело, которое прячется от нас на задворках Солнечной системы, где-то там, далеко за Нептуном. Уже который год копятся косвенные доказательства существования этой гипотетической транснептуновой планеты. Майкл Браун, главный защитник гипотезы планеты 9, астроном из Калифорнийского технологического института, “бесконечно уверен”, что вскоре кто-нибудь ее найдет. Но есть основания полагать, что если эта планета и существует, она может быть буквально невидимой для существующих обсерваторий.

В рамках недавней встречи в Калтехе, две дюжины физиков собрались, чтобы обменяться последними новостями по теме и обсудить новые возможные способы “поймать” неуловимую планету.

Первые доказательства существования Девятой планеты появились в 2014 году, когда открытие планетоида привело к обнаружению целой горсти маленьких ледяных миров, двигающихся по подозрительно похожим орбитам, далеко за пределами пояса Кеплера. “Если что-то летит по одной орбите, значит нечто другое их толкает,” — говорит Скотт Шеппард (Scott Sheppard), астроном из Института Карнеги, один из первооткрывателей планетоида в 2014 году. Два года спустя Браун со своим коллегой Константином Батыгиным сделали конкретное предсказание: вес “perturber”, как они его прозвали, должен лежать где-то между 5 и 20 массами Земли, а лететь он должен по элиптической орбите в сотни или даже тысячи раз дальше от Солнца, чем наша родная планета.

На таких расстояниях космос очень быстро становится непроглядным. Планеты становятся в 16 раз менее яркими уже при удвоении расстояния — интенсивность солнечного света ослабевает в четыре раза на пути туда и в 4 раза по пути обратно. Если орбита планеты 9 пролегает на расстоянии 600 астрономических единиц от Солнца (1 а.е. = расстояние от Солнца до Земли), то сама планета будет в 160,000 раз более блеклой, чем Нептун, который находится на расстоянии 30 а.е. от Солнца. На расстоянии 1,000 а.е. объект будет в 1 миллион раз менее ярким. “По сути на расстоянии 1000 а.е. стоит метафорическая кирпичная стена,” — говорит Кевин Лахман (Kevin Luhman), астроном из Университета штата Пенсильвания.

Отчасти именно поэтому разглядеть Девятую планету оказалось так сложно. Браун и Шеппард руководят независимыми друг от друга командами, которые ищут планету с помощью телескопа Субару на Гавайях. У Субару очень большой обзор, который играет на руку астрономам, ведь они прочесывают потенциальную зону поиска размером в 4000 полных лун. (Использование других телескопов было бы сравнимо со “взглядом через соломинку”, смеется Шеппард.) На протяжении последних двух лет каждая из команд в сумме занимала телескоп в течение 1 недели в году. Если бы погода была на стороне ученых, этого времени теоретически бы хватило, чтобы просмотреть большую часть интересуемой области. Но ветренные и облачные ночи не раз сбивали исследователей с намеченного графика.

И даже если им вскоре удастся просмотреть всю эту зону, космическая удача может им изменить. Планета может затеряться в световом загрязнении от Млечного пути или спрятаться в свечении яркой звезды. “Да я спать не могу по ночам, когда думаю о такой вероятности,” — комментирует Браун. Хуже того, планета 9 вполне может сейчас быть на той части своей орбиты, которая находится далеко за “кирпичными” 1000 а.е. И ожидание ее возвращения в обозреваемую зону может затянуться на тысячи лет.

Поэтому и нужны запасные планы обнаружения таинственной планеты. Согласно одному из них, нам стоит искать прямое тепловое излучение тела. Лахман еще в 2014 году после анализа данных в ИК области спектра успешно исключил все объекты больше и горячее газового гиганта, но физики считают, что небольшая холодная планета 9 будет все же будет светиться, пусть и в самых малых, миллиметровых, значениях спектра. К тому же прямое излучение, в отличие от отраженного света, проделывает путь лишь в одном направлении.

По словам Гилберта Холдера, космолога из Университета штата Иллинойс, современные миллиметровые телескопы в Антактиде и Чили вполне могут засечь Девятую планету, если она пролетит в их поле зрения. Но эти инструменты сейчас заняты составлением карты космического микроволнового фонового излучения (CMB), так что маловероятно, что они направлены в правильном направлении в правильное время. Сейчас Холдер ждет CMB эксперимента нового поколения, который, по его предварительным расчетам, сможет уловить планету размером с Землю на расстоянии 1,000 а.е.: “Девятой планете просто будет негде прятаться, когда эту штуку запустят”.

Но до этого еще почти 10 лет. Менее терпеливые надеются найти признаки наличия Девятой планеты в современных наборах данных. Помимо предсказанного свечения в миллиметровой зоне спектра, это тело должно влиять на траектории движения известных планет. Оно должно гравитационно подталкивать газовых гигантов. Пусть даже на пару десятков метров с их орбиты в 5 миллиардов километров в длину.

После более чем десятилетия наблюдений за полетом зонда Кассини через систему Сатурна, некоторые исследователи пришли к мнению, что орбита окольцованной планеты чуть отличается от той, которая должна быть по расчетам. “Есть даже закономерность,” — говорит Мэтью Холман, астрофизик из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Он сравнил модель орбиты Сатурна с данными Кассини и обнаружил отклонение. “Если же добавить [еще одну] планету во внешнюю солнечную систему, — говорит он, — данные сойдутся.”

С ним не согласны ученые из Лаборатории реактивного движения НАСА (ЛРД), где поддерживается своя идеально настроенная модель солнечной системы. Каждый раз, когда Кассини запускала свои реактивные микродвигатели или пролетала близко над планетой, в результатах появлялась неоднозначность, касаемая скорости и местоположения зонда. В каждой модели по разному учитывается причина этой ошибки, и в Лаборатории считают, что в данных имеется достаточно шума, чтобы скрыть всё возможное воздействие сигнала планеты 9.

Теперь, когда миссия Кассини закончилась, конкретных ответов придется подождать до появления более точных датчиков. На собрании предложили и еще один возможный план — создать гравитационную карту всей Солнечной системы с помощью сети из усиленных акселерометров по типу тех, что есть сегодня в каждом смартфоне. Макан Мохагег (Makan Mohageg), физик из ЛРД, верит, что для выполнения задачи вполне подойдут группки атомов, охлажденных до того состояния, когда они начинают себя вести как волны. Интерференция между двумя такими волно-подобными кусочками материи очень чувствительна к движению. По словам Мохагега, достаточно поместить на орбиту три или четыре таких сенсора, и вы запросто определите положение неизвестных гравитационных возмущений. В мае его команда отправила тестовую версию такого устройства на МКС.

Даже если Девятой планеты там нет, ее поиски могут привести к другим неожиданным открытиям. Шеппард вскоре подтвердит открытие (а в некоторых случаях и повторное открытие) малых лун Юпитера. Мор, который работает с Брауном над поисками через телескоп Субару, изучает сейчас мерцающие звезды и по ним создает карту гало темной материи вокруг нашей галактики. “На самом деле мы пытаемся найти всё, что выбивается из привычного порядка вещей,” — говорит Шеппард.

 — 

Данная статья является переводом статьи Чарли Вуда — “Why Can’t We Find Planet Nine?”, опубликованной в интернет-журнале Quanta Magazine. Подготовлено специально для проекта Funscience.

Эта статья — о гипотетическом транснептуновом объекте. До 2006 года девятой планетой Солнечной системы считался Плутон.

Девятая планета
Девятая планета в представлении художника. Вблизи Солнца изображена орбита Нептуна
Другие названия	Планета 9
Открытие
Первооткрыватель	нет
Дата открытия	существование планеты является гипотезой
Орбитальные характеристики
Перигелий	340 а.е.
Большая полуось (a)	460,7+178,8 −103,3 а.е.[К 1]
Эксцентриситет орбиты (e)	0,3 ± 0,1[К 1]
Сидерический период обращения	≈ 9900 лет [К 1]
Наклонение (i)	15,6°+5,2° −5,4°[К 1]
Долгота восходящего узла (Ω)	96,9°+17,3° −15,5°[К 1]
Аргумент перицентра (ω)	≈ 149,8° [К 1]
Чей спутник	Солнце
Физические характеристики
Средний радиус	2,92 R⊕ при 5 M⊕ 3,66 R⊕ при 10 M⊕[1]
Масса (m)	6,2+2,2 −1,3 M⊕[К 1]
Альбедо	~ 0.2—0.75[2]
Видимая звёздная величина	~ 21[2]
Медиафайлы на Викискладе
Информация в Викиданных

Девятая планета — гипотетическая планета во внешней области Солнечной системы, гравитационное притяжение которой может объяснить среднюю аномалию в распределении орбит обособленных транснептуновых объектов (ТНО), обнаруженных в основном за пределами пояса Койпера в рассеянном диске^[3][4][5]. Неоткрытая планета размером с мининептун должна иметь массу 5-10M_⊕, диаметр в два—четыре раза больше земного и вытянутую орбиту с периодом обращения приблизительно 15 тысяч земных лет^[6][7]. На сегодняшний день поиски Девятой планеты не увенчались успехом^[8][9].

Предположение, что кластеризация орбит самых отдалённых объектов была обусловлена влиянием планеты за пределами орбиты Нептуна, возникло в 2014 году, когда астрономы Чедвик Трухильо и Скотт Шеппард отметили сходство в орбитах Седны, 2012 VP₁₁₃ и нескольких других объектов^[4].
В начале 2016 года Константин Батыгин и Майкл Браун описали, как похожие орбиты шести ТНО могут быть объяснены Девятой планетой, и предложили возможные параметры её орбиты; эта гипотеза также может объяснить существование ТНО с орбитами, перпендикулярными плоскости вращения внутренних планет и других с экстремальным наклоном и с наклоном^[10], а также наклон оси вращения Солнца.
Они предполагают, что Девятая планета является ядром зарождающегося газового гиганта, который был выброшен со своей первоначальной орбиты Юпитером во время формирования Солнечной системы^[11][12]. Также Константином Батыгиным и Майклом Брауном предполагается, что планета могла быть захвачена от другой звезды^[13], являться захваченной планетой-сиротой^[14] или что она сформировалась на отдалённой орбите, которую вытянула проходящая близко звезда^[3][15][16], хотя в дальнейшем внесолнечная гипотеза происхождения планеты была отвергнута.

История гипотезы[править | править код]

Ранние предположения (2014)[править | править код]

В 2014 году астрономы Чедвик Трухильо и Скотт Шеппард обнаружили^[17], что некоторые далёкие объекты пояса Койпера имеют аргумент перигелия, близкий к нулю. Это значит, что они пересекают плоскость эклиптики с юга на север примерно во время прохождения перигелия. Трухильо и Шеппард заметили, что такое совпадение может быть результатом одного из вариантов эффекта Лидова — Козаи, если предположить, что в облаке Оорта существует массивная планета. Однако резонанс Лидова — Козаи не объяснял, почему все объекты из рассмотренной группы пересекают плоскость эклиптики в перигелии в одном и том же направлении (с юга на север)^[3][4].

В том же году испанские астрономы из Мадридского университета подтвердили, что такое совпадение маловероятно и не может быть объяснено наблюдательной селекцией^[18]. Они предположили наличие суперземли массой 10 M_⊕ на расстоянии примерно 250 а.е. и более удалённой планеты с массой в диапазоне от массы Марса до массы Урана^[18]. Позже они предположили существование за пределами орбиты Плутона двух крупных суперземель, проведя компьютерное моделирование динамики 7 транснептуновых объектов ((90377) Седна, (148209) 2000 CR105, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113, 2013 RF98) с использованием метода Монте-Карло^[19].

Батыгин и Браун (2016)[править | править код]

Константин Батыгин и Майкл Браун, пытаясь опровергнуть эти гипотезы, напротив, заметили, что у всех шести известных на 2015 год обособленных транснептуновых объектов (Седны, 2012 VP₁₁₃, 2007 TG₄₂₂, 2004 VN₁₁₂, 2013 RF₉₈ и 2010 GB₁₇₄), большая полуось которых больше 250 а. е., не только практически совпадает аргумент перигелия, но и их орбиты ориентированы в пространстве приблизительно одинаково. То есть у них маленький разброс в долготе восходящего узла и наклонении орбиты. Путём моделирования было показано, что вероятность такого совпадения равна 0,007 %, даже с учётом наблюдательной селекции. Такое совпадение особенно странно из-за того, что перигелии небесных тел смещаются со временем с разной скоростью. По выражению Майкла Брауна, это соответствует тому, что если бы вы взглянули в случайный момент на часы с шестью стрелками, движущимися с разными скоростями, и оказалось, что они совпали. Эти наблюдения позволили Майклу Брауну оценить вероятность реального существования планеты в 90 %.^{[20]
[3][3][10][21]}

Используя аналитическую теорию возмущений и компьютерное моделирование, Батыгин и Браун показали, что подобное выравнивание орбит может быть объяснено наличием одной массивной планеты массой порядка 10 M_⊕, с большой полуосью порядка 400—1500 а. е. и эксцентриситетом порядка 0,5—0,8. Кроме того, эта модель планеты-пастуха позволила объяснить другие особенности орбит объектов пояса Койпера. Например, почему Седна и 2012 VP₁₁₃, которые никогда не подходят близко к Нептуну, имеют такой большой эксцентриситет. Более того, эта модель предсказывает, что существуют объекты в поясе Койпера с орбитами, перпендикулярными плоскости эклиптики. За последние годы было найдено несколько таких объектов: 2013 BL₇₆, 2012 DR₃₀, 2010 BK₁₁₈, 2010 NV₁, 2009 MS₉, 2008 KV₄₂. Гипотеза о существовании Девятой планеты удовлетворяет критерию Поппера, то есть приводит к предсказаниям, которые могут быть проверены вне зависимости от непосредственного наблюдения данной планеты^[3][22][23].

Гипотезы об истории образования[править | править код]

В Солнечной системе[править | править код]

Формирование Девятой планеты зависело от её строения. Если она похожа на газовую планету, то, по самой реалистичной на данный момент теории^[24], это означает, что она наращивала газовую оболочку на твёрдом скалистом ядре. В другом случае, если эта планета — суперземля, то она, как и другие планеты земной группы, слипалась из мелких осколков, астероидов и планетезималей, постепенно обретая массу^{[25][неавторитетный источник]}.

Но есть одна проблема: по словам Брауна и Батыгина, Солнечная туманность должна быть «слишком исключительной, чтобы могла сформироваться планета на такой далёкой и эксцентричной орбите», и они полагают, что она сформировалась ближе к Солнцу, а затем была выкинута Юпитером или Сатурном во время небулярной эпохи^[3] во внешние края Солнечной системы, по механизму, напоминающему выталкивание пятой планеты-гиганта в последних вариантах модели Ниццы. По текущим оценкам Батыгина, это могло произойти в период между тремя и десятью миллионами лет после формирования Солнечной системы^[26] и не повлияло на позднюю тяжёлую бомбардировку, для которой, как считает Батыгин^[27], потребуется другое объяснение^[28].

Она может быть прямым подтверждением моделирования истории передвижения орбит планет в Солнечной системе^[29], в том числе нерешённой проблемы миграции Юпитера, который, согласно результатам моделирования, должен был выйти на устойчивую орбиту гораздо ближе к Солнцу^{[30][неавторитетный источник]}. Согласно компьютерному моделированию Дэвида Несворны из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере (США) и Алессандро Морбиделли из Обсерватории Лазурного берега (Франция), при добавлении пятого газового гиганта шанс образования сегодняшнего вида Солнечной системы увеличивается больше чем в 20 раз^{[31][неавторитетный источник]} по сравнению с ситуацией без него и с большим количеством планетезималей^[32].

Согласно этой теории, Юпитер должен был постепенно перемещаться вовнутрь Солнечной системы — вернуться на современную орбиту он мог только скачком, вытолкнув с орбиты у Солнца достаточно массивный объект. Но так как Уран и Нептун всё же находятся на круговых и устойчивых орбитах, они не могли послужить толчком для Юпитера. Следовательно, он должен был выбросить неизвестную ранее планету, которой, судя по вытянутости орбиты, может быть Девятая планета. Однако по модели Несворны пятая планета-гигант была выброшена из Солнечной системы навсегда^[33].

Если Юпитер выкинул Девятую планету на вытянутую орбиту на достаточно ранних стадиях миграции планет, можно узнать дополнительные факты об истории Солнечной системы. В частности, в начале марта 2016 года группа учёных из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и университета Мичигана на основе моделирования методом Монте-Карло предположила, что за 4,5 миллиарда лет существования и развития Солнечной системы была 10—15-процентная вероятность вылета Девятой планеты за пределы Солнечной системы при условии близкого прохождения другой звезды. Это значит, что за всю историю планетарной системы она сама не приближалась достаточно близко к массивным объектам^{[34][неавторитетный источник]}.

В качестве экзопланеты[править | править код]

Александр Мастилл вместе с астрономами из Лунда и Бордо компьютерным моделированием показали, что Девятая планета могла сформироваться в другой звёздной системе, а при её прохождении возле Солнечной поменять свою родительскую звезду на Солнце. Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.

Александр Мастилл, астроном из Университета Лунда:

Ирония в том, что астрономы обычно находят экзопланеты в сотнях световых годах от нас в других солнечных системах, и вот одна из них может прятаться у нас на заднем дворе.

Данное предположение может оказаться верным, если Девятая планета была захвачена Солнцем в ранние моменты формирования Солнечной системы, когда звёзды ещё не успели отдалиться друг от друга после своего образования в туманности. В то время у проходящей достаточно близко звезды могло не хватить гравитации для удержания планеты на своей орбите, и она перешла на более эксцентриситетичную орбиту молодому Солнцу^{[35][неавторитетный источник]}:

Девятую планету могли вытолкнуть другие планеты, и когда она оказалась на орбите, которая была слишком вытянутой по отношению к звезде, наше солнце воспользовалось возможностью украсть и захватить девятую планету у другой звезды. Когда позже Солнце вышло из звёздного скопления, в котором родилось, Девятая планета уже осталась на орбите нашей звезды.

Однако для такого сценария требуется выполнение нескольких условий, которые были использованы в компьютерном моделировании^{[36][неавторитетный источник]}:

• звёзды в кластере движутся с низкими скоростями (около 1 км/сек);
• Солнце должно проходить рядом с родительской звездой Девятой планеты около 150 а. е., чтобы избежать возмущений пояса Койпера;
• чтобы гравитация Солнца смогла преодолеть силу притяжения родительской звезды, Девятая планета должна находиться на орбите с радиусом примерно в 100 а. е.;
• после захвата Солнцем экзопланеты удаётся примерно воспроизвести текущую динамическую конфигурацию Солнечной системы.

В качестве первичной чёрной дыры[править | править код]

В 2019 году астрономы Якуб Шольц (англ. Jakub Scholtz) из Даремского университета и Джеймс Анвин (англ. James Unwin) из Иллинойсского университета в Чикаго выдвинули теорию, благодаря которой объясняются траектории небесных тел и явления микролинзирования в направлении балджа Млечного Пути. Согласно их выкладкам, оба эффекта могла бы оказывать небольшая чёрная дыра с массой в пять земных и радиусом 4,5 сантиметра, сформировавшаяся в ранней Вселенной и захваченная гравитацией Солнца^[37].

Параметры[править | править код]

Варианты характеристик Девятой планеты
	Работа Батыгина и Брауна[38]	Моделирование эволюции и атмосферы[39][40]	Первое исследование резонансов[41]	Второе исследование резонансов[42]
Публикация	20.01.2016	07.03.2016	02.06.2016	23.12.2016
Перигелий (в а. е.)	~ 280
Афелий (в а. е.)	~ 1120			~ 948
Большая полуось (в а. е.)	~ 700		~ 665	~ 654
Эксцентриситет (e)	~ 0,6			~ 0,45
Период обращения (в годах)	~ 15 000		~ 17 117	~ 16 725
Средняя аномалия (M)	~ 180°			~ 180°
Наклонение (i)	~ 30°		18° при Ω = 101° 48° при Ω = −5°	~ 30°
Долгота восходящего угла (Ω)	~ 102°		101° при i = 18° -5° при i = 48°	~ 50°
Аргумент перицентра (ω)	~ 150°			~ 150°
Средний радиус (в км)	13 000 — 26 000	18 600 при 5 M⊕ 23 300 при 10 M⊕ 29 400 при 20 M⊕ 40 300 при 50 M⊕
Средний радиус (в R⊕)	2,04 — 4,08	2,92 при 5 M⊕ 3,66 при 10 M⊕ 4,62 при 20 M⊕ 6,32 при 50 M⊕
Масса (в M⊕)	~ 10		~ 10	6 — 12
Альбедо	~ 0,4
Видимая звёздная величина	>22 — >25	>24,3 при 5 M⊕ >23,7 при 10 M⊕ >23,3 при 20 M⊕ >22,6 при 50 M⊕
Абсолютная звёздная величина		14,6 при 5 M⊕ 11,7 при 10 M⊕ 9,2 при 20 M⊕ 5,8 при 50 M⊕
Температура (в °C)		-226

Орбита[править | править код]

Расчёты Брауна и Батыгина[править | править код]

Предполагается, что планета удалена от Солнца примерно в 20 раз дальше, чем Нептун (30 а. е.), то есть в среднем на 600 а.е., и делает оборот вокруг Солнца за 10 000—20 000 лет. Однако из-за большого эксцентриситета эллиптической орбиты она может удаляться и подходить к Солнцу на расстояния от 1200 а. е. до 200 а. е.^[43][44] Её орбита предположительно наклонена к эклиптике на 30°^[22]. Впрочем, надо иметь в виду, что приведённые выше параметры — это те, которые использовались в ходе моделирования положения далёких объектов в поясе Койпера. Они показывают только примерный порядок возможных истинных параметров орбиты Девятой планеты^[3].

Уточнение резонансами[править | править код]

Первое исследование[править | править код]

Учёные Аризонского университета, включая профессора Рену Малхотра^[en], доктора Катрин Волк и Ван Сяньюй, в своей статье^[45] на arXiv.org предположили, что если Девятая планета действительно пересекалась с определёнными высокоэксцентричными объектами пояса Койпера, то высоки шансы на то, что она находится в орбитальном резонансе с этими объектами.

В электронном письме сайту Universe Today Рену Малхотра, Катрин Волк и Ван Сяньюй написали:

Объекты пояса Койпера, которые мы исследовали в нашей работе, отличаются от других, поскольку обладают очень далёкими и очень вытянутыми орбитами, но их ближайший подход к Солнцу недостаточно близок, чтобы на них ощутимо повлиял Нептун. Таким образом, у нас есть шесть этих объектов, орбиты которых незначительно подвержены влиянию известных планет нашей Солнечной системы. Но если бы в нескольких сотнях а.е. от Солнца была другая, пока не обнаруженная планета, она бы влияла на шесть этих объектов. <…> Необычные объекты пояса Койпера недостаточно массивны, чтобы быть в резонансе между собой, но тот факт, что их орбитальные периоды попадают в область простых соотношений, может означать, что они в резонансе с массивным невидимым объектом.

Проанализировав характеристики орбит обособленных транснептуновых объектов, чьи орбиты имели большую полуось более 150 а. е., учёные пришли к выводу, что эти объекты могут иметь резонанс с Девятой планетой.

Согласно данным, полученным при вычислениях, был уточнён период обращения Девятой планеты вокруг Солнца, который равен 17 117 земных лет, а также большая полуось орбиты, которая теперь равна 665 а.е. Эти данные согласуются с оценкой Брауна и Батыгина, то есть для периода вращения вокруг Солнца лежат в диапазоне от 10 000 до 20 000, а для большой полуоси примерно равняется 700 а.е. Также эти данные позволяют предположить, что Девятая планета имеет наклон орбиты относительно эклиптики либо 18° при долготе восходящего узла в 101° (как среднее наклонение исследуемых объектов), либо 48° при долготе восходящего узла в −5°^[46].

Однако, по словам учёных, нельзя с полной уверенностью сказать об обнаружении резонансов^[47][48]:

Неопределённостей довольно много. Орбиты этих крайних объектов пояса Койпера не очень хорошо известны, поскольку движутся в небе очень медленно, и мы наблюдаем лишь малую часть их орбитального движения. Так что их орбитальные периоды могут отличаться от текущих оценок, и некоторые из них могут выйти из резонанса с гипотетической планетой. Есть также вероятность, что орбитальные периоды этих объектов связаны; мы пока наблюдали не так много подобных объектов и располагаем ограниченными данными.

Второе исследование[править | править код]

23 декабря 2016 года астрономы из Йельского университета в США уточнили параметры Девятой планеты повторным исследованием резонансов обособленных ТНО на основе компьютерного моделирования методом Монте-Карло, позволившего отследить развитие Солнечной системы до её современного состояния. По полученным данным большую полуось орбиты составляют 654 астрономических единицы, эксцентриситет — 0,45, а наклонение орбиты — 30 градусов. Также из работы следует, что масса Девятой планеты оценивалась в 6—12 M_⊕^[49].

Результаты[править | править код]

Предполагаемые орбитальные резонансы^[45][50]

Объект	Орбитальный период (в годах)	Большая полуось (В а. е.)	Резонанс[К 2]	Резонанс[К 3]
2013 GP136	1899	153,3	9:1
2000 CR105	3401	226,1	5:1
2010 GB174	7109	369,7	5:2	9:4, 7:3, 5:2
2012 VP113	4111	256,6	4:1	4:1
(90377) Седна	11 161	499,4	3:2	3:2
(474640) 2004 VN112	5661	317,6	3:1	3:1
2014 SR349	4913	288,9		7:2
2007 TG422	10 630	483,5		8:5
Девятая планета	17 117 16 725[К 4]	665 а. е. 654 а. е.[К 4]	1:1	1:1

Физические характеристики[править | править код]

Сравнение размеров

Земля	Девятая планета

Расчёты Брауна и Батыгина[править | править код]

Планета предположительно имеет радиус в 2—4 R_⊕ и массу, составляющую порядка 10 M_⊕, что ставит её по этому показателю между планетами земной группы и планетами-гигантами.

Этой массы достаточно, чтобы планета смогла расчистить район своей орбиты от других объектов. Таким образом, это настоящая суперземля, в отличие от карликовых, после открытия которых Майклом Брауном Плутон был лишён статуса планеты. Более того, эта планета доминирует в регионе, который больше, чем у любой другой известной планеты Солнечной системы^[22].

Высказываются предположения, что эта планета является газовым (плотным газово-ледяным) гигантом, выглядит как Нептун и имеет похожее альбедо^[51].

Уточнение физиками из Бернского университета[править | править код]

Физики Кристоф Мордасини и его аспирант Эстер Линдер из Бернского университета в Швейцарии в журнале Astronomy & Astrophysics опубликовали статью, в которой предположили, как может выглядеть Девятая планета. Целью моделирования было выяснить приблизительную оценку радиуса, температуры, яркости и уровня термального излучения планеты. Последний параметр является наиважнейшим из перечисленных, так как Девятая планета может быть слишком тусклой для современных телескопов, но её тепловую сигнатуру можно вычислить другими средствами. Согласно моделированию, она составила всего 0,006 от собственной светимости Юпитера. Учёные смоделировали варианты охлаждения и сжатия планет с массами в 5, 10, 15 и 20 M_⊕ на расстоянии 280, 700 и 1120 а. е. соответственно.

В статье учёные отказались от версии, что планета ранее была экзопланетой, которую Солнце захватило у соседней звезды, и смоделировали её строение в рамках эволюции в пределах Солнечной системы. По мнению исследователей, планета является существенно уменьшенной копией ледяных гигантов Урана и Нептуна и окружена атмосферой из водорода и гелия. Радиус Девятой планеты при десяти земных массах всего в 3,66 раза больше земного и составляет примерно 23 000 км, а её температура составляет 47 Кельвин, что примерно равно −226 градусам Цельсия^[1].

Уточнение учёным из обсерватории Конкоя[править | править код]

Иштван Тот из Обсерватории Конкоя (Будапешт, Венгрия) в журнале Astronomy & Astrophysics опубликовал статью, в которой предположил свойства Девятой планеты. Согласно выводам статьи^[52]:

• Предполагая свойства Девятой планеты идентичные свойствам Нептуна, её радиус находится в пределах от 17866 до 26120 км, а видимая звёздная величина в противостоянии колеблется от ~17^m до 25,5^m.
• Был определён нижний предел периода вращения планеты при котором сохраняется её стабильность. Допустимый кратчайший период вращения составляет 6 ч, если предел прочности на растяжение составляет 100 ГПа, и ~13 ч для 1 ГПа (типичный предел прочности для планет, подобных Нептуну).
• Был определён радиус области стабильности для возможного спутника Девятой планеты и для конфигурации двойной планеты:
  ~1,7 а.е., максимально возможный период 396 лет для спутника,
  1,3 а.е., максимально возможный период 280 лет для двойной планеты.

Уточнение орбитальных и физических характеристик (2019)[править | править код]

Авторы научной работы, опубликованной в журнале «Physics Reports» в 2019 году, уточнили, что Девятая планета имеет массу равную пяти массам Земли, большая полуось её орбиты составляет 400—500 а. е. Она делает оборот вокруг Солнца примерно за 10 тыс. лет^[53].

Уточнение орбитальных и физических характеристик (2021)[править | править код]

В августе 2021 года Батыгин и Браун повторно проанализировали данные наблюдений экстремальных транснептуновых объектов с учётом систематической ошибки их неравномерного поиска по направлениям. Утверждается, что наблюдаемая орбитальная кластеризация «остается значимой на уровне достоверности 99,6 %»^[2], а для обнаружения планеты понадобится телескоп с диаметром зеркала 10 метров или больше.

Также было проведено численное моделирование, предоставившее обновлённое распределение характеристик планеты. Наиболее вероятными значениями были названы:

• масса в 6,2+2,2
  −1,3 земных;
• большая полуось в 380+140
  −80 а. е.;
• перигелий на расстоянии 300+85
  −60 а. е.;
• наклонение в 16 ± 5°.^[2]

Уточнение орбитальных и физических характеристик (2022)[править | править код]

В марте 2022 года Браун увеличил среднее значение перегелия с 300 до 340 а. е. так же был смоделирован, состав планеты и альбедо.^[54]

Уточнение орбитальных и физических характеристик (2023)[править | править код]

В январе 2023 астрофизик из Гонконга Мань Хо Чань (Man Ho Chan) предложил искать девятую планету через нагрев приливными силами ее возможных спутников. ^[55]

Поиск доказательств[править | править код]

Прямое наблюдение[править | править код]

В настоящее время существование планеты является лишь гипотезой. Подтвердить её может визуальное обнаружение.

В отличие от открытия Нептуна, которое сделали на основе отклонения Урана от движения по законам Кеплера, существование Девятой планеты проявляется в средних аномалиях орбит малых планет, сложившихся за миллиарды лет. Этот метод позволяет вычислить предположительные параметры орбиты планеты, но не позволяет определить даже приблизительно, в каком месте орбиты планета в данный момент находится. Наряду с тем фактом, что планета движется очень медленно (орбитальный период может быть от 10 до 20 тысяч лет) и находится далеко от Земли (видимая звёздная величина может быть больше 22), это приводит к тому, что её поиски могут быть сильно затруднены^[57].

Для поиска планеты Браун и Батыгин зарезервировали время на японском телескопе Субару в обсерватории на Гавайях. К поискам присоединились Шеппард и Трухильо. По оценке Брауна, обследование большей части области неба, где может находиться планета, займёт около пяти лет^[44][58].

Повторная проверка данных[править | править код]

Существует вероятность того, что Девятая планета уже была зафиксирована на снимках некоторых телескопов, и её фотографии лежат в архивах, но из-за своей тусклости и медленного передвижения на фоне удалённых неподвижных объектов не была замечена^[59].

По этой причине в феврале 2017 года НАСА запустила проект «Backyard Worlds: Planet 9», где участникам предлагается искать движущиеся объекты среди анимаций снимков, сделанных телескопом WISE в 2010—2011 годах. Среди них может быть замечена Девятая планета, однако попутно возможно и обнаружение новых коричневых карликов^[60][61].

Доказательства на основе орбит обособленных ТНО[править | править код]

Модель предсказывает, что кроме рассмотренных объектов с большим эксцентриситетом (которые привели к гипотезе о существовании Девятой планеты), должна существовать популяция связанных объектов с малым эксцентриситетом, у которых перигелий сгруппирован в точке, противоположной перигелию рассмотренной группы. Поиск таких объектов является одним из основных способов, который может подтвердить или опровергнуть эту гипотезу^[3]. Позже, 30 августа 2016 года, было объявлено об открытии одного такого объекта (2013 FT₂₈).

Так как теория Майкла Брауна и Константина Батыгина построена на обособленных ТНО, поиск таких объектов также увеличивает шансы на существование Девятой планеты. В исследовании, опубликованном в «The Astronomical Journal» Чедвик Трухильо и Скотт Шеппард говорят об открытии трёх новых экстремальных транснептуновых объектов в поясе Койпера (2013 FT₂₈, 2014 FE₇₂, 2014 SR₃₄₉) с помощью инструмента Dark Energy Camera на 4-метровом телескопе Виктора Бланко в Чили и японского инструмента Hyper Suprime-Camera на 8-метровом телескопе Subaru в Гавайях^[62]. У объекта 2013 FT₂₈ перигелий направлен в противоположную сторону от всех остальных экстремальных ТНО. 2014 FE₇₂ и 2014 SR₃₄₉ имеют схожую с другими обособленными транснептуновыми объектами ориентацию в перигелии.

Также в 2016 году стало известно о существовании обособленного транснептунового объекта uo3L91^[63]. Его долгота восходящего узла примерно соответствовала среднему значению всех остальных обособленных ТНО. Это транснептуновый объект с самым большим перигелием. Официально об открытии объявлено 6 апреля 2017 года, тогда же ему присвоили официальное название 2013 SY₉₉^[64]

В октябре 2016 года Батыгином и Брауном было сделано ещё одно предсказание, которое выявилось при более подробном моделировании. Все обособленные ТНО должны иметь систематическое распределение в наклоне орбитальных плоскостей. Данная модель строилась, исходя из шести оригинальных объектов, и если у каждого следующего перпендикуляр плоскости (северный полюс) орбиты будет расположен в соответствии с предсказанием, то это значительно укрепит достоверность теории. Как выяснилось, все новые обособленные ТНО идеально вписываются в модель^{[65][66][неавторитетный источник]}.

У объектов 2008 ST₂₉₁, 2015 RR₂₄₅, 2014 FE₇₂ и 2014 UZ₂₂₄ орбита пролегает полностью за орбитой Нептуна^{[67][неавторитетный источник]}. Объект 2016 NM₅₆ движется по ретроградной орбите, так как её наклон — 144,04789°^[68].

В октябре 2018 года было сообщено об открытии ещё одной малой планеты (541132) Лелеакухонуа (Гоблин), которая также подтверждает гипотезу о существовании Девятой планеты^[69].

В таблице ниже собраны характеристики всех известных обособленных транснептуновых объектов. В данном случае — только тех, которые подходят к Солнцу не ближе 30 а. е. и значение полуоси которых 250 а. е.. В 2015 году было известно о шести таких случаях, в 2016 году их было уже девять. В 2017 был открыт ещё один. Зелёным цветом отмечены обособленные ТНО, которые были известны на конец 2015 года и использовались в изначальной работе Майкла Брауна и Константина Батыгина^[3]. Синим цветом отмечены новые объекты, чьи открытия были опубликованы после написания этой работы.

Обособленные транснептуновые объекты^[70][45]

Объект	Орбита	Элементы орбиты	Параметры объекта
Орби- таль- ный период (год)	a (а. е.)	Пери- гелий (а. е.)	Афелий (а. е.)	Текущее рас- сто- яние до Солнца (а. е.)	e	ω°	Резо- нанс	i°	Ω°	ϖ°=ω+Ω	H	Видимая зв. вели- чина	Диа- метр (км)
Седна	11 161	499,43	76,04	922,82	85,5	0,85	311,5	3:2	11,9	144,5	96,0	1,5	20,9	1000
2012 VP113	4111	256,64	80,49	432,78	83,5	0,69	293,8	4:1	24,1	90,8	23,6	4,0	23,3	600
2010 GB174	7109	369,73	48,76	690,71	71,2	0,87	347,8	5:2	21,5	130,6	118,4	6,5	25,1	200
(474640) Аликанто	5661	317,65	47,32	587,98	47,7	0,85	327,1	3:1	25,6	66,0	33,1	6,5	23,3	200
2013 RF98	6509	348,62	36,09	661,15	36,8	0,90	311,8		29,6	67,6	19,4	8,7	24,4	70
2007 TG422	10 630	483,47	35,57	931,36	37,3	0,93	285,7		18,6	112,9	38,6	6,2	22,0	200
2013 FT28	5460	310,07	43,60	576,55	57,0	0,86	40,2		17,3	217,8	258,0	6,7	24,4	200
2014 FE72	100 051	2155,17	36,31	4274,03	61,5	0,98	134,4		20,6	336,8	111,2	6,1	24,0	200
2014 SR349	4913	289,00	47,57	530,42	56,3	0,84	341,4		18,0	34,8	16,2	6,6	24,2	200
2013 SY99	17 691	678,96	49,91	1308,01	50	0,93	32,4		4,2	29,5	61,7	6,7		250
2015 GT50	5510	310	38,45	580	41,7	0,89	129,2		8,8	46,1	175,3	8,5	24,9	80
2015 KG163	17 730	680	40,51	1,320	40,8	0,95	32,0		14,0	219,1	251,1	8,1	24,3	100
2015 RX245	8920	430	45,48	815	61,4	0,89	65,4		12,2	8,6	74,0	6,2	24,2	250
2015 BP519 «Кешью»[71][72]	9500	449	35,25	863	52,7	0,92	348,1		54,1	135,2	123,3	4,3	21,5	550[73]
pe82[71]	5600	314	>30	?	?	?	266		?	94	0	?	?	?
(541132) Лелеакухонуа «Гоблин»	40 000	1100	65	2100	80	0.94	118		11,7	301	59	5.3		110
Девятая планета[3]	15 000 ± 5000	~700	~200	~1200	~1000?	0,6 ± 0,1	~150	1:1	~30	91 ± 15	241 ± 15		>22	~40 000

Критика[править | править код]

• Антраник Сефилян (Antranik Sefilian) из Кембриджского университета и Джихад Тоума (Jihad Touma) из Американского университета в Бейруте рассчитали, что необычные орбиты некоторых транснептуновых объектов объясняются влиянием гравитации не девятой планеты, а небольших объектов, составляющих диск за пределами орбиты Нептуна^[74][75].
• В 2017 году канадские учёные из Университета Виктории показали, что предположение о существовании гигантской планеты на окраинах Солнечной системы было преждевременным. Факты, доказывавшие её существование, были основаны исключительно на статистических перекосах в астрономической базе данных^[76].
• Исследование 2021 года, проведённое международной группой астрономов, используя данные трёх разных астрономических обзоров, в том числе Outer Solar System Origins Survey и Dark Energy Survey, показало, что статистически значимых аномалий в орбитальных параметрах транснептуновых объектов не обнаружено^[77][78]. Таким образом, согласно выводу авторов исследований, научных фактов, указывавших на необходимость существования гипотетической девятой планеты, в настоящий момент нет. В ответ на указанную критику Константин Батыгин заявил, что данных, указанных в исследовании, недостаточно, чтобы с точностью заявлять о распространённости аномалий орбит^[79]. Полностью исключать наличие планет среди транснептуновых объектов пока нельзя, окончательную точку в этом вопросе должны будут поставить более точные данные от обсерватории имени Веры Рубин, которая заработает в 2023 году. Позже, 16 марта 2022 года Браун выпустил исследование о лимитах обнаружения девятой планеты проектом Dark Energy Survey.^[54] В феврале 2022 появилось исследование испанских ученых, наоборот, доказывающее существование статистически значимых аномалий в орбитальных параметрах экстремальных транснептуновых объектов. ^[80]

Другие доказательства[править | править код]

По влиянию на Солнечную систему[править | править код]

В конце февраля 2016 года французские астрономы написали изданию The Guardian, что, проанализировав данные с космического аппарата «Кассини», они смогли исключить две крупные зоны, уменьшив область поиска Девятой планеты в общей сложности на 50 %. Используя компьютерное моделирование, группа учёных рассчитала, какое влияние должна оказывать на газовые гиганты Девятая планета, а затем изучили их траекторию в Солнечной системе. Согласно результатам исследования, исключена возможность нахождения Девятой планеты в перигелии (так как она повлияла бы на другие планеты) и примерно на полпути от него. Самой вероятной областью её нахождения оказалась область орбиты на полпути к афелию^[81].

По смещению оси вращения Солнца[править | править код]

Все планеты Солнечной системы имеют небольшой разброс (в несколько градусов) относительно эклиптики, однако ось вращения Солнца наклонена на 6°. Если учитывать общепринятую теорию формирования планет, то получается, что неправильно вращение звезды, а не остального диска.

Майкл Браун:

Это настолько глубоко укоренившаяся загадка, и её так трудно объяснить, что люди просто не говорят о ней.

В октябре 2016 года в одной из публикаций Astrophysical Journal Майкл Браун и Константин Батыгин предположили, что угловой момент Девятой планеты раскачивает Солнечную систему за счёт большого наклона относительно эклиптики. По их расчётам, шестиградусный наклон Солнца идеально согласуется с теорией существования Девятой планеты^{[82][неавторитетный источник]}.

По влиянию на циклы солнечной активности.[править | править код]

В 2022 году Ян Эдмондс (Ian R. Edmonds) провел исследование и пришел в выводу, что добавление девятой планеты в расчет циклов солнечной активности 2400 летнего «цикла Холлстатта» , 88-летнего цикла Гляйсберга, 60 летний и 30-летний циклы, дают большую согласованность в солнечной цикличности.^[83]

Принятие гипотезы[править | править код]

Название[править | править код]

У Девятой планеты нет официального названия, и его не будет до подтверждения её существования, крайне желательно — визуальным обнаружением. После подтверждения Международный астрономический союз должен будет присвоить Девятой планете официальное имя. Приоритет обычно отдаётся варианту, предложенному первооткрывателями^[84]. Вероятнее всего, название будет выбрано из имён римской или греческой мифологии^[85].

В своей первой работе Батыгин и Браун называли Девятую планету просто «нарушающий порядок» (фр. perturber)^[3], а название «Девятая планета» впервые появилось только в следующих статьях^[86]. Они отказались давать название предполагаемой планете, считая, что это лучше доверить «мировой общественности»^[87]. Несмотря на это, они между собой называют Девятую планету Толстушка (англ. Fatty), а также Иосафатом (англ. Jehoshaphat) или Джорджем (англ. George)^[5].

Комментирование[править | править код]

Батыгин проявляет определённую осторожность в интерпретации результатов моделирования, осуществлённого в их совместной с Майклом Брауном научной работе: «До тех пор пока Девятая планета не будет зафиксирована на камеру, она не считается реальной. Всё, что мы сейчас знаем, — это эхо»^[88]. Браун оценил шансы на существование Девятой планеты в 90 %^[6]. Грегори Лафлин, один из немногих исследователей, который заранее знал об этой статье, даёт оценку вероятности её существования 68,3 %^[5]. Другие скептически настроенные учёные требуют больше данных в значении обнаружения новых ТНО, подлежащих анализу, или окончательного фотографического подтверждения^[89][90][91]. Старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ Владимир Сурдин, ссылаясь на данные орбитального телескопа WISE, исследовавшего периферию Солнечной системы в инфракрасном диапазоне и потенциально способного обнаружить данную планету, но до сих пор не обнаружившего её, предполагает, что, скорее всего, этой планеты-гиганта не существует^[92]. Так же считает астроном Этан Зигель из колледжа Льюиса и Кларка в Портленде (США)^[93]. Сходного мнения придерживается Дэвид Джуитт, американский астроном, внёсший большой вклад в открытие пояса Койпера. Он утверждает, что величина статистической значимости 3,8 сигма, полученная в работе Батыгина и Брауна, заслуживает дальнейшего рассмотрения, но ему известно немало случаев, когда результаты с подобной значимостью не подтвердились. Также из дюжины объектов, открытых Трухильо и Шеппардом, было отобрано только шесть, что, по мнению Джуитта, указывает на некоторую предвзятость анализа^[44]. Браун, признавая обоснованность скептической точки зрения, считает, что имеющихся данных достаточно для поисков новой планеты^[89][90][91].

Джим Грин, директор Отдела планетарных наук НАСА, поддерживает Брауна, говоря, что «доказательства сейчас сильнее, чем когда-либо раньше»^[94]. Но Грин также предупредил о возможности других объяснений наблюдаемого движения отдалённых ТНО, и, цитируя Карла Сагана, он сказал, что «экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств»^[6].

После компьютерного моделирования Энн-Мари Мэдиган из Департамента астрофизических и планетарных наук пришла вместе с коллегами к выводу, что странные орбиты обособленных транснептуновых объектов могут объясняться не Девятой планетой, а коллективной гравитацией, так как более мелкие объекты, движущиеся со стороны Солнца, врезаются в более крупные объекты типа Седны, в результате чего более крупные объекты отталкиваются к окраинам Солнечной системы и изменяются параметры их орбит^[95][96].

См. также[править | править код]

• Планеты за пределами орбиты Нептуна
• Тюхе (гипотетическая планета)
• Гипотеза о пятом газовом гиганте

Примечания[править | править код]

Комментарии

Источники

Ссылки[править | править код]

• Учёные в США утверждают, что обнаружили девятую планету Солнечной системы // ТАСС, 20 января 2016
• На самом деле Девятую планету пока не обнаружили // Популярная механика, 21 января 2016
• Эйсмонт Н. Планета-гигант на окраине Солнечной системы: математическая модель или реальность? // Наука и жизнь. — М., 2016. — № 6. — С. 2—7.
• Девятую планету от Солнца обнаружат в ближайшее десятилетие, считают американские астрономы // РИА, 17 марта 2019
• Konstantin Batygin and Michael E. Brown. Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System // The Astronomical Journal, 151:22 (12pp), 2016 February (англ.)
• The Search for Planet Nine — блог авторов гипотезы (англ.)