Диапазон поиска девятой планеты сузили вдвое
Далеко за восемью планетами Солнечной системы, за Плутоном и карликовыми планетами, может скрываться гигантский новый мир, который пока получил название «девятой планеты». Едва ли какое другое открытие может быть сенсационнее обнаружения другой планеты на орбите нашей звезды. Эта планета стала святым Граалем для астрономов, ведь подобные открытия в эпохе человечества случались не так часто. Никто пока не знает, где именно может быть этот призрачный мир и существует ли он вообще. Но в поисках девятой планеты ученые сузили диапазон поиска вдвое всего за несколько месяцев. Хроника продолжается.
В январе астрофизики Константин Батыгин и Майкл Браун из Калифорнийского технологического института представили данные, указывающие на большую неоткрытую девятую планету. Их компьютерные модели предположили, что гравитационное притяжение такого мира могло бы объяснить странные смещенные орбиты нескольких тел в поясе ледяных объектов Койпера. Теперь ученые пытаются найти планету, используя несколько самых больших телескопов на Земле, таких как телескоп «Субару» на Гавайях.
Работа Батыгина и Брауна сузила возможную массу и орбиту планеты до показателей, по которым предыдущие наблюдения могли ее упустить. Их расчеты показали, что планета в 5-20 раз тяжелее Земли - это ключевой показатель, указывающий на приблизительный размер искомого объекта. Они также предполагают, что орбита планеты наклонена на 30 градусов относительно плоскости Солнечной системы - относительно тонкой плоской зоны, в которой пролегают орбиты восьми крупных планет. Более того, планета сейчас, по всей видимости, находится в самой дальней точке от Солнца, в северном полушарии ночного неба, а ее орбита вытянута на 380-980 астрономических единиц (а. е.) от Солнца. Одна а. е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца.
Тем не менее эти оценки все еще оставляют полосу неба «в 1500 квадратных градусов величиной», говорит астроном Скотт Шеппард из Научного института Карнеги, который вместе с астрономом Чедвиком Трухильо первым высказал предположение о существовании девятой планеты в 2014 году. (Для сравнения: вид полной луны с Земли охватывает около 0,5 градуса неба). Эта полоса, описанная Шеппардом, соответствует примерно 20 ночам наблюдений «Субару». «И если мы получим семь ночей в этом году, будет три года - не считая дождливых ночей», говорит Шеппард.
Таким образом, стратегия в этой гонке в настоящее время заключается в уменьшении области поиска за счет исключения теоретических возможностей. В пока еще неопубликованном наборе из сотни новых компьютерных моделей высокого разрешения, как говорит Батыгин, он вместе с Брауном сузил место расположения девятой планеты до 600-800 квадратных градусов неба. Сначала они смоделировали Солнечную систему возрастом 4 миллиарда лет, сосредоточив внимание на том, как гравитационная тяга крупнейших планет системы - Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и девятой планеты - могла сформировать орбиты тысяч случайно разбросанных объектов пояса Койпера.
«Мы ищем все эффекты, которые девятая планета оказывает на Солнечную систему», говорит Браун.
В попытке уточнить вероятную орбиту девятой планеты, исследователи сравнили свои результаты с нынешним видом пояса Койпера. «Наша работа выдала синтетическую Солнечную систему, которая очень похожа на реальную», говорит Батыгин. «Моя уверенность в существовании девятой планеты почти на максимуме, учитывая то, насколько наши результаты близки тому, что мы реально видим в Солнечной системе».
Другие стратегии включают изучение собственного гравитационного влияния девятой планеты на другие тела. Астрономы Юрий Медведев и Дмитрий Вавилов из Института прикладной астрономии Российской академии наук изучили 768 комет, которые впервые вошли в Солнечную систему, и отметили пять из них, которые могли пройти близко к новой планете - чтобы ее гравитация изменила их пути - однажды в прошлом. Их анализ показал, что «девятая планета, возможно, заставила эти кометы войти в Солнечную систему», говорит Вавилов. «Мы думаем, что кометы могут сузить местоположение девятой планеты». Однако Шеппард предостерегает нас от использования комет для поиска девятой планеты, поскольку помимо этой планеты может быть много других сил, которые оказывают влияние на орбиты комет».
Анализ Плутона, проделанный астрофизиками Мэтью Холменом и Мэтью Пэйном из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, не смог найти никаких убедительных признаков за или против девятой планеты. Отчасти это может быть связано с не самым лучшим качеством архивных снимков Плутона, из которых трудно понять, может ли орбита Плутона зависеть от присутствия или отсутствия девятой планеты, говорит Холмен. Однако он отмечает, что данные высокого качества о Сатурне, полученные от наземной сети радиотелескопов, которые отслеживают положение космического аппарата «Кассини», весьма многообещающие и соотносятся с тем, о чем сообщают Батыгин и Браун.
Анализ изменений орбиты Марса тоже может помочь найти девятую планету, говорит Холмен. Хотя она будет оказывать на Марс гораздо меньшее влияние, чем Сатурн - потому что Марс ближе и теснее связан с гравитацией Солнца - между Марсом и Сатурном имеется много орбитальных аппаратов и они наблюдали Красную планету дольше, поэтому их наблюдения попросту будут более точными. К тому же данные «Кассини» позволяют оценивать расстояние с точностью до десяти метров, а данные между Землей и Марсом хороши и в оценке точности до метра.
Больше потенциальных сведений о влиянии девятой планеты может быть найдено в том, сколько уходит времени у внешних тел Солнечной системы для того, чтобы завершить орбиту вокруг Солнца. К примеру, вращение четырех объектов пояса Койпера с самыми длинными из известных орбит наиболее легко объясняется присутствием девятой планеты, говорит астроном Рену Малхотра, завкафедрой теоретической астрофизики в Университете штата Аризона в Тусоне. Работа Малхотры и ее коллег также предполагает два возможных наклона орбиты девятой планеты, один ближе к плоскости Солнечной системы в 18 градусов и другой, более крутой, в 48 градусов - эта информация также может помочь сузить область исследуемого пространства.
И все же некоторые исследования ограничивают возможные места настолько, что исключают существование девятой планеты вообще. Например, хотя предыдущие исследования показали, что девятая планета может существовать из-за того, что некоторые орбиты объектов пояса Койпера собираются вместе, другое объяснение может заключаться в том, что у нас имеется не так много наблюдений объектов этого класса. Так считают астрофизики Кори Шенкман из Университета Виктории и Саманта Лоулер из Национального совета по ресурсам Канады.
Браун утверждает, что он и Батыгин учли возможности предвзятости в наблюдениях, а также добавляет другие линии доказательств к реальности девятой планеты. Например, они обнаружили, что влияние этого загадочного мира может решить старую загадку о том, почему плоскость Солнечной системы наклонена по отношению к Солнцу.
Пока что все сходится к тому, что орбиты далеких объектов пояса Койпера сложно объяснить чем-то еще, если не существованием девятой планеты. Количество переплетений просто сводит с ума, говорит Малхотра. «Для меня становится удивительным то, что девятую планету вообще еще не нашли».
