.
Дата 06.02.16

Комп’ютерна симуляція виявить дев’яту планету Сонячної системи





Як для об’єкта, якого немає на зоряних картах, дев’ята планета нашої Сонячної системи породжує надто багато галасу навколо себе. Астрономи технічно не знайшли нову планету, що обертається навколо Сонця, але деякі віддалені крижані тіла натякають на гігантську сферу, що ховається на околицях Сонячної системи.

Шість величезних брил подорожують в полі уламків за Нептуном, на які діє невідома сила гравітації. Про це повідомили планетологи Костянтин Батигін і Майк Браун з Caltech. Інші планети нашої системи мають не зовсім рівні орбіти, комп’ютерне моделювання показує, що подальше вирівнювання може бути пояснено ефектом від планети приблизно в 10 разів масивніше Землі, яка наближається до Сонця на відстані близько 30 млрд. кілометрів – в 200 разів більше відстані між Сонцем і Землею. Отримані результати представлені в лютневому астрономічному журналі.

Докази існування «невловимої» планети мізерні, до того ж знайти такий об’єкт досить важко. Але виявлені крижані самородки на віддалених орбітах можуть дати дані, де може ховатися об’єкт. Дослідники заінтриговані потенційним новачком Сонячної системи, але з теоретичними результатами треба бути обережними.

«Це цікава і вкрай переконлива симуляція. Виявлені шість тіл приведуть нас до дев’ятої планети. Так що сезон полювання в розпалі», – говорить Мег Швамб, планетарний вчений Академії Наук в Тайбеї, Тайвань.





Натяки на приховану планету з’явилися в 2014 році. Дванадцять тіл у поясі Койпера (кільце заморожених брил, де розташований Плутон) пройшли Сонячну систему середньої площини в момент їх найбільшого зближення з нашою зіркою. Деякі зовнішні сили – такі як велика планета – мабуть, утримує їх біля себе. Про це повідомили планетологи Чад Трухільо з обсерваторії Джеміні в Хіло, Гаваї, і Скотт Шеппард з Інституту Карнегі у Вашингтоні, округ Колумбія.

За словами Шеппарда, нова симуляція ознаменує наступний крок у спробі знайти цю планету. Тепер є реальна можливість зафіксувати об’єкт.

В додаток до того, Шеппард і Трухільо виявили довгі вісі орбіт, які практично не відрізняються одна від іншої. Також у дослідженні взяли участь Битигін і Браун. На їхню думку орбіти об’єктів лежать майже в одній площині. Ймовірність, що це викликано випадковістю, а не впливом планети, становить 0,007%.

«Уявіть собі олівці розкидані навколо столу. Якщо всі будуть спрямовані в одну чверть кола, це не випадковість», – говорить Рену Малхотра, планетарний вчений з Університету Арізони в Тусоні.

Прихований світ на краю Сонячної системи може пояснити кілька інших аномалій. Карликові планети Седна і 2012VP113 знаходяться на величезній відстані від крайніх планет. В тому середовищі і може знаходитися дев’ята планета.

Планета також може перебувати в поясі Койпера, на орбіті, яка приблизно перпендикулярно решті частини Сонячної системи. Коли Батигін і Браун змоделювали поведінку шести об’єктів Койпера і виявили закономірність у косій траєкторії.

Враховуючи те, що вчені знають, як сформувалася Сонячна система, нова планета добре відома нашій зірці. Раніше вона була наближена до Сонця, але була виштовхнута за межі планетами-гігантами.

Подібна «взаємодія» планет доведена наукою. Астроном Йоганн Галле виявив Нептун у 1846 році, пізніше математики Леверье і Джон Куп Адамс прийшли до висновку, що невідома планета може бути причиною прискорення і уповільнення орбіти Урана.

Уран завжди був «проблемною» планетою, говорить Скотт Тремейн, астрофізик з Інституту перспективних досліджень у Прінстоні, Нью-Джерсі. Математики Леверье і Адамс першими намагалися зрозуміти, яким чином Уран противиться законам всесвіту. Їх шукання допомогли Батигіну в розумінні того, як Сонячна система еволюціонує.

«Коли ми більше говоримо про практику, а не теорію, тоді ми частіше приходимо до невірних висновків», – говорить Тремейн.

На думку Батигіна, полювання за дев’ятою планетою в самому розпалі. Дані WISE супутника НАСА, який провів майже дев’ять місяців у складанні інфрачервоної карти неба виключають існування масивної планети, на подобі Сатурна, на відстані 4,2 трлн. кілометрів від Сонця. Чим далі від Сонця, тим холодніше планета. Оскільки зірки Чумацького Шляху утворюють фон, знайти планету вкрай важко, як голку в копиці сіна. Знайти її можна, але важко.

На думку Швамба, телескопи Victor Blanco в Чилі і Subaru на Гаваях є кращими знаряддями пошуку. Обидва мають об’єктиви, здатні охопити великі ділянки небосхилу. Якщо вчені згодні почекати, то в їх розпорядження можуть виділити телескоп Large Synoptic Survey Telescope у 2023 році. В даний час він будується в Чилі. Новий телескоп зможе охопити небосхил повністю кожні три дні.

«Ми зможемо виявити дев’яту планету, навіть якщо вона рухається повільно», – каже Лінн Джонс, астроном та вчений LSST в Університеті штату Вашингтон у Сіетлі.

На його думку, можна з місяця в місяць або протягом одного року робити знімки, і таким чином знайти планету на зоряному тлі.

Є ймовірність, хоч і мала, що планета вже виявлена. Уран, Нептун і Плутон спостерігали, перш ніж зрозуміли, що вони планети, карликові і газові гіганти. Є безліч архівних даних, накопичених в обсерваторіях за час астрономічних спостережень зірок, туманностей і галактик. Планета може бути відображена на них.