Вообще я не хотел ничего писать по этой теме. Если внимательно следить за новостями астрономии, то девятые планеты "обнаруживают" почти каждый год. И всегда это начальные наблюдения, и косвенные признаки, которые не находят подтверждения. Но сегодняшняя новость расползлась по топу новостей и заголовки гремят безальтернативно "Обнаружена девятая планета". На самом деле нет. И сейчас попробуем разобраться, что там нашли.
Для начала краткий экскурс в прошлое.
Гипотезы, что где-то на задворках Солнечной системы летает крупная планета или коричневый карлик, существуют давно. Ее искали еще в начале ХХ века, когда нашли Плутон. Основываются предположения на том, что кто-то постоянно зашвырвает к Солнцу кометы из далекого Облака Оорта. Но кометы летят из всех точек небесной сферы, а не из какой-то одной плоскости, поэтому так планету подтвердить не получается. Хотя названий ей уже напридумывали: и Нибиру, и Тюхе и Планета Икс…
В 2003 году ученые обнаружили довольно крупный объект, который на сегодня считается одним из самых удаленных объектов Солнечной системы, если не считать долгопериодичных комет. Объект назвали Седна. Ее размер оценивается примерно в тысячу километров, т.е. где-то со спутник Плутона Харон.
Только краснее. Седна приближается к Солнцу не ближе чем 3 расстояния от Солнца до Нептуна и удаляется до 30 расстояний. На тот момент она обладала уникальной орбитой, не имеющей аналогов у известных тел.
В 2009 году NASA запустило космический телескоп WISE, которому была поставлена цель — найти-таки крупную планету если она вообще существует в Солнечной системе.
И они ничего не нашли. Т.е. расположение неизвестной планеты-гиганта типа Юпитера или Сатурна или что-то больше, у нашей звезды практически исключено. Что-то мельче Нептуна, возможно, могли упустить, но только если оно очень далеко. Очень!
В марте 2014 года нашли еще одного собрата Седны — планетоид 2012 VP113 мельче размером. И всего через несколько месяцев, ученые предположили, что особенность орбит Седны и VP113 определяются аж двумя крупными планетами, которые вращаются далеко за Нептуном.
Буквально полтора месяца назад, в декабре 2015, еще две группы ученых заявили, что обнаружили два объекта, наблюдая звезды в миллиметровом диапазоне при помощи телескопа ALMA. Пока сложно определить что они рассмотрели и даже нельзя посчитать расстояние до объектов. Они могут быть либо близкими астероидами, либо далекими планетами.
Эти объекты никак не связаны с Седной, просто это иллюстрация того, что астрономы постоянно что-то находят в дальних окрестностях Солнца, но пока не определено, что это, рано кричать о сенсационных открытиях.
Теперь о сегодняшней "сенсации". Что же там нашли?
Пара ученых: астроном и математик из Калифорнийского технологического института, решили построить математическую модель, которая бы объясняла особенности движения обнаруженных, на сегодняшний день, "седноидов". Их модель показала, что работает она лучше всего, если в уравнения внести фактор гравитационного взаимодействия этих объектов с неизвестной планетой массой около 10 масс Земли.
Более того, их вычисления указывали, что такая планета объясняет поведение другой группы занептуновых объектов, орбиты которых практически перпендикулярны орбитам тех объектов, которые рассматривались изначально.
Подробнее, суть сегодняшнего открытия расскажет Дмитрий Вибе, доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН:
Развернуть текст
Про Планету Х
Периферия Солнечной системы населена объектами, которые иногда коллективно называются поясом Койпера, но на самом деле представляют собой несколько динамически различных групп — классический пояс Койпера, рассеянный диск и резонансные объекты. Объекты классического пояса Койпера вращаются вокруг Солнца по орбитам с небольшими наклонениями и эксцентриситетами, то есть по орбитам «планетного» типа. Объекты рассеянного диска движутся по вытянутым орбитам с перигелиями в области орбиты Нептуна, орбиты резонансных объектов (к их числу относится Плутон) находятся в орбитальном резонансе с Нептуном.
Классический пояс Койпера довольно резко обрывается примерно на пятидесяти а.е. Вероятно, именно там проходила основная граница распределения вещества Солнечной системы. И хотя объекты рассеянного диска и резонансные объекты в афелии уходят от Солнца на сотни астрономических единиц, в перигелии они близки к Нептуну, указывая, что и те, и другие связаны общим происхождением с классическим поясом Койпера, а на свои современные орбиты были «пристроены» гравитационным воздействием Нептуна.
Картина начала усложняться в 2003 году, когда был открыт транснептуновый объект (ТНО) Седна с перигелийным расстоянием в 76 а.е. Столь значительное удаление от Солнца означает, что Седна не могла попасть на свою орбиту в результате взаимодействия с Нептуном, и потому возникло предположение, что она является представителем более далёкого населения Солнечной системы — гипотетического облака Оорта.
Некоторое время Седна оставалась единственным известным объектом с подобной орбитой. Об открытии второго «седноида» в 2014 году сообщили Чедвик Трухильо и Скотт Шеппард. Объект 2012 VP113 обращается вокруг Солнца по орбите с перигелийным расстоянием 80.5 а.е., то есть даже больше, чем у Седны. Трухильо и Шеппард обратили внимание, что и Седна, и 2012 VP113 имеют близкие значения аргумента перигелия — угла между направлениями на перигелий и на восходящий узел орбиты (точку её пересечения с эклиптикой). Интересно, что подобные значения аргумента перигелия (340° ± 55°) характерны для всех объектов с большими полуосями больше 150 а.е. и с перигелийными расстояниями больше перигелийного расстояния Нептуна. Трухильо и Шеппард высказали предположение, что такое группирование объектов вблизи конкретного значения аргумента перигелия может быть вызвано возмущающим действием далёкой массивной (несколько масс Земли) планеты.
В новой статье Батыгина и Брауна исследуется возможность того, что существование такой планеты действительно может объяснить наблюдаемые параметры далёких астероидов со схожими значениями аргумента перигелия. Авторы аналитически и численно исследовали движение тестовых частиц на периферии Солнечной системы на протяжении 4 млрд. лет под воздействием возмущающего тела массой 10 масс Земли на вытянутой орбите и показали, что наличие такого тела действительно приводит к наблюдаемой конфигурации орбит ТНО со значительными большими полуосями и перигелийными расстояниями. Более того, наличие внешней планеты позволяет объяснить не только существование Седны и других ТНО с близкими значениями аргумента перигелия. Неожиданно для авторов в их моделировании действие возмущающего тела объяснило существование ещё одного населения ТНО, происхождение которого до сих пор оставалось непрояснённым, а именно населения объектов пояса Койпера на орбитах с большими наклонениями. Наконец, в работе Батыгина и Брауна предсказывается существование объектов с большими перигелийными расстояниями и другими значениями аргумента перигелия, что обеспечивает возможность дополнительной наблюдательной проверки их предсказания.
Но, конечно, главной проверкой должно стать обнаружение самого «возмутителя спокойствия» — той самой планеты, притяжение которой, по мнению авторов, определяет распределение тел с перигелиями вне классического пояса Койпера. Задача её поиска весьма сложна. Большую часть времени «Планета Х» должна проводить вблизи афелия, который может располагаться на расстоянии свыше 1000 а.е. от Солнца. Расчёты указывают на возможное расположение планеты очень приблизительно — её афелий расположен примерно в направлении, противоположном направлению на афелии исследованных ТНО, но наклонение орбиты по данным об имеющихся ТНО с большими большими полуосями орбит определить не удаётся. Так что обзор весьма обширного участка неба, где может находиться неизвестная планета, продлится много лет. Поиски могут стать легче, если будут обнаружены другие ТНО, движущиеся под воздействием «Планеты Х», что позволит сузить диапазон возможных значений параметров её орбиты.
Периферия Солнечной системы населена объектами, которые иногда коллективно называются поясом Койпера, но на самом деле представляют собой несколько динамически различных групп — классический пояс Койпера, рассеянный диск и резонансные объекты. Объекты классического пояса Койпера вращаются вокруг Солнца по орбитам с небольшими наклонениями и эксцентриситетами, то есть по орбитам «планетного» типа. Объекты рассеянного диска движутся по вытянутым орбитам с перигелиями в области орбиты Нептуна, орбиты резонансных объектов (к их числу относится Плутон) находятся в орбитальном резонансе с Нептуном.
Классический пояс Койпера довольно резко обрывается примерно на пятидесяти а.е. Вероятно, именно там проходила основная граница распределения вещества Солнечной системы. И хотя объекты рассеянного диска и резонансные объекты в афелии уходят от Солнца на сотни астрономических единиц, в перигелии они близки к Нептуну, указывая, что и те, и другие связаны общим происхождением с классическим поясом Койпера, а на свои современные орбиты были «пристроены» гравитационным воздействием Нептуна.
Картина начала усложняться в 2003 году, когда был открыт транснептуновый объект (ТНО) Седна с перигелийным расстоянием в 76 а.е. Столь значительное удаление от Солнца означает, что Седна не могла попасть на свою орбиту в результате взаимодействия с Нептуном, и потому возникло предположение, что она является представителем более далёкого населения Солнечной системы — гипотетического облака Оорта.
Некоторое время Седна оставалась единственным известным объектом с подобной орбитой. Об открытии второго «седноида» в 2014 году сообщили Чедвик Трухильо и Скотт Шеппард. Объект 2012 VP113 обращается вокруг Солнца по орбите с перигелийным расстоянием 80.5 а.е., то есть даже больше, чем у Седны. Трухильо и Шеппард обратили внимание, что и Седна, и 2012 VP113 имеют близкие значения аргумента перигелия — угла между направлениями на перигелий и на восходящий узел орбиты (точку её пересечения с эклиптикой). Интересно, что подобные значения аргумента перигелия (340° ± 55°) характерны для всех объектов с большими полуосями больше 150 а.е. и с перигелийными расстояниями больше перигелийного расстояния Нептуна. Трухильо и Шеппард высказали предположение, что такое группирование объектов вблизи конкретного значения аргумента перигелия может быть вызвано возмущающим действием далёкой массивной (несколько масс Земли) планеты.
В новой статье Батыгина и Брауна исследуется возможность того, что существование такой планеты действительно может объяснить наблюдаемые параметры далёких астероидов со схожими значениями аргумента перигелия. Авторы аналитически и численно исследовали движение тестовых частиц на периферии Солнечной системы на протяжении 4 млрд. лет под воздействием возмущающего тела массой 10 масс Земли на вытянутой орбите и показали, что наличие такого тела действительно приводит к наблюдаемой конфигурации орбит ТНО со значительными большими полуосями и перигелийными расстояниями. Более того, наличие внешней планеты позволяет объяснить не только существование Седны и других ТНО с близкими значениями аргумента перигелия. Неожиданно для авторов в их моделировании действие возмущающего тела объяснило существование ещё одного населения ТНО, происхождение которого до сих пор оставалось непрояснённым, а именно населения объектов пояса Койпера на орбитах с большими наклонениями. Наконец, в работе Батыгина и Брауна предсказывается существование объектов с большими перигелийными расстояниями и другими значениями аргумента перигелия, что обеспечивает возможность дополнительной наблюдательной проверки их предсказания.
Но, конечно, главной проверкой должно стать обнаружение самого «возмутителя спокойствия» — той самой планеты, притяжение которой, по мнению авторов, определяет распределение тел с перигелиями вне классического пояса Койпера. Задача её поиска весьма сложна. Большую часть времени «Планета Х» должна проводить вблизи афелия, который может располагаться на расстоянии свыше 1000 а.е. от Солнца. Расчёты указывают на возможное расположение планеты очень приблизительно — её афелий расположен примерно в направлении, противоположном направлению на афелии исследованных ТНО, но наклонение орбиты по данным об имеющихся ТНО с большими большими полуосями орбит определить не удаётся. Так что обзор весьма обширного участка неба, где может находиться неизвестная планета, продлится много лет. Поиски могут стать легче, если будут обнаружены другие ТНО, движущиеся под воздействием «Планеты Х», что позволит сузить диапазон возможных значений параметров её орбиты.
Подводя итоги, следует признать, что журналисты в очередной раз ухватились за сенсацию не разобравшись, и разнесли по свету то, чего не было. Отчасти в этом виноваты и ученые, которые поторопились с выводами и их обнародованием. Но их понять можно — таким образом они хотя продавить начало поисков планеты большими телескопами, к которым у них нет сейчас доступа.
Комментарии (24)
datacompboy
21.01.2016 12:44+5Мне кажется, или девятые планеты начали обнаруживать только недавно?
До этого всё больше десятые были…
Mixim333
23.01.2016 11:10За астрономией особо не слежу, но когда вчера утром в новостях сказали: «Ученые нашли 9 планету!» я подумал: «Что за фигня, а как же Плутон?» (еще в первом классе в 1998 году нам говорили, что планет 9 и последняя — Плутон) и тут выясняется, что Плутон «разжаловали».
Если посмотреть с практической точки зрения, то мы до Марса добраться не можем (55 млн км), а тут расстояние на порядок больше.ninch
27.01.2016 13:51+1На пару порядков. Грубо говоря, Нептун на порядок дальше Марса, а это чудо на порядок дальше Нептуна.
ServPonomarev
Почему это не было сенсации? Статистически достоверно планету вычислили. Значит — открыли. А пронаблюдать можно и потом. Тем более что она должна быть ну очень холодна — на уровне реликтового излучения, как такую найти? только транзитом.
xaoc80
Ну все-таки температура у нее должна быть выше, чем уровень реликтового излучения.
У крупных планет существует твердое ядро с высокой температурой и какое-то ИК излучение должно от них исходить по этой логике.
valenok
Действительно, крупные планеты имеют достаточно массы, чтобы совокупная энергия (782000 электрон-вольт), выделяющаяся при делении каждого свободного нейтрона на протон, электрон и фотон, испытывала теплоизоляционнное торможение огромной массой вещества планеты и тем самым нагревала бы внутренние области планеты до высоких температур. Следовательно, летучие вещества на такой планете могут из фазы льда нагреваться до жидкой фазы и даже до фазы газа над областями извержения вулканов. Тем самым, облака газов будут экранировать очаги высокой температуры жерла каждого извергающегося вулкана. Поэтому оптическими телескопами может не удастся наблюдать свечение извергающихся вулканов.
В грамме любого вещества (состоящего, приблизительно из 6,02214078*10^23 Атомных Единиц Массы) энергия времени (энергия процесса самовоспроизводства бытия реальности), рождает, приблизительно 6,591*10^-18 относительной величины новой массы вещества в секунду, то есть, рождает, приблизительно 4 миллиона новых нейтронов в секунду.
Величина теплового потока, истекающего с квадратного сантиметра поверхности космического объекта, пропорциональна квадрату массы космического объекта.
Энергия, выделяющаяся в малых массах вещества при разделении новых нейтронов, недостаточна для заметного нагрева этих малых масс вещества. Потому что эта энергия очень быстро излучается во внешнюю среду. Но чем больше масса вещества космического объекта, тем больший слой вещества оказывает сопротивление потоку тепла изнутри вовне.
Zelenyikot
Плутон тоже «статистически достоверно» вычислили. Не стоит торопить события, и выдавать желаемое за действительное.
wbnet
Статистически вычислили только вероятность того, что аргументы перигелия шести седноподобных объектов не случайны. Что может объясняться наличием планеты Х, а может объясняться и другими неучтенными факторами. Авторы прямо говорят о том, что требуются дальнейшие наблюдения за поведением объектов в поясе Койпера для подтверждения/опровержения гипотезы (а не только поиски планеты Х им требуются)
Насколько понимаю, ALMA засекла неопознанный объект по тепловому радиоизлучению (температура в несколько K, если он находится в солнечной системе), для оптики подобные дальние объекты недоступны.
P.S. Кстати, сразу пользуясь случаем, спасибо за объяснение «аргумента перигелия» от Дмитрия Вибе. Из оригинала было не очень понятно, что это такое.
EugeneButrik
А какую планету статистически достоверно вычислили? А вдруг там
двойнякакая-нибудь бинарная система из двух тел по 1-5 масс Земли каждая? Названий, например, в таком случае для «сенсации(-й)» сколько готовить-то? Да и заголовки только лишь про 9-ю планету тоже поменять придётся. :)P.S. Кстати, очень интересно, а если серьёзно, то возможно ли существование системы подобной системе Плутон-Харон, но суммарной массой равной массе Нептуна?
wbnet
Авторы упоминают работу Izidoro и др.(2015г) в которой моделирование формирования Урана и Нептуна показало генерацию более чем двух, и выброс одного или более ядер ледяных гигантов (ice giants planets) из протопланетного облака в начальной стадии постройки солнечной системы. После этого предполагается, что одно из этих протопланетных ядер и есть искомая «планета икс», по какой-то причине удержавшаяся на задворках, а не улетевшая к звездам.
EugeneButrik
К сожалению, это не говорит о том, могут или не могут составить двойную планету два таких «улетевших и оставшихся на задворках» ядра. А, согласитесь, это был бы номер, если бы обнаружили сразу и 9-ю, и 10-ю планеты. Солнечная система — Международный астрономический союз, счёт 2:1 :)
dom1n1k
Статистически достоверно в рамках той матмодели.
Кто гарантирует, что она (матмодель) совершенно корректна?