Дев'ята планета

Дев'ята планета (англ. Planet Nine) — гіпотетична планета з масою порядку 10 земних, розташована поза Нептуном. Спрогнозована на основі аналізу руху низки транснептунових об'єктів. Гіпотезу про її існування детально розробили астрономи з Калтеху Костянтин Батигін та Майкл Браун у публікації 2016 року[1]. Можливо, це гіпотетична п'ята планета-гігант, яку згідно з моделлю Ніцци було викинуто на околиці Сонячної системи на ранньому етапі її еволюції внаслідок гравітаційних збурень[2].

Дев'ята планета
Орієнтовна орбіта планети (жовтогарячим) та орбіти деяких віддалених транснептунових об'єктів (рожевим)[Прим. 1].
Відкриття
Відкривач Батигін Констянтин Юрійович і Майкл Е. Браун
Позначення
Названа на честь 9
Тимчасові назви Фатті
(англ. Phattie)
Орбітальні характеристики
Велика піввісь 60—105 млрд км
(400—700 а. о.)
Перигелій ~30 млрд км
(~200 а.о.)
Афелій 90—180 млрд км
(600—1200 а. о.)
Орбітальний період 10 000 — 20 000 років
Є супутником Сонце
Супутники невідомо
Фізичні характеристики
Маса ~6×1025 кг
(~10 земних)
Видима зоряна величина >22
 Дев'ята планета у Вікісховищі

Станом на початок 2016 року офіційної назви не має; дослідники між собою користуються назвою «Дев'ята планета» або «Фетті» (англ. Phattie)[3][4].

Передбачення

Важливий слід у пошуку прихованої планети виявило відкриття Седни, Кваоара (приблизно вдвічі менше Плутона) і Ериди (майже такого ж розміру, як Плутон)

Виявилося, що Седна рухається не так, як очікували астрономи. Її орбіта є такою звивистою, що останнього разу на своєму теперішньому місці вона була 11 тисяч років тому, коли люди тільки винайшли сільське господарство.Було схоже, так ніби щось тягне Седну геть з її орбіти.

Припущення про існування Дев'ятої планети виникло на основі особливостей руху тих об'єктів, що ніколи не зближуються з Сонцем тісніше за Нептун (відстань у перигелії > 30 а. о.) та мають велику піввісь орбіти, більшу за 150 а. о. Виявилося, що в них значення аргументу перигелія згруповані навколо нуля (іншими словами, ці об'єкти проходять перигелій приблизно під час перетину площини екліптики з півдня на північ). Цей факт уперше відзначили Чедвік Трухільйо та Скотт Шеппард 2014 року. Вони ж запропонували гіпотезу, що це є результатом гравітаційного впливу невідомої планети (через ефект Лідова — Козаї)[5][1].

У 2016 році Майк Браун (з ініціативи якого відбулося пониження статусу Плутона до «карликових планет»), разом зі своїм колегою Костянтином Батигіним з інституту Caltech, помітили, що якась сила витягує орбіту Седну й ще кілька планет в одному напрямку. Вчені підрахували, що імовірність випадкового розташування орбіт усіх шести об'єктів в одному напрямку дорівнює 0,007 %. Тому вони припустили, що свій примарний слід у зовнішній частині Сонячної системи залишила Дев'ята планета, спотворюючи орбіти навколишніх об'єктів своїм гравітаційним полем.

Батигін та Браун у статті 2016 року вказали на низку нових деталей. Якщо із зазначених об'єктів виключити ті, орбіту яких суттєво збурює Нептун, то в решти виявляється ще й групування за довготою висхідного вузла (близько 110°, причому середній аргумент перигелію зміщується з нуля до 320°). З цього випливає наявність групування й за сумою цих величин — довготою перигелію (близько 70°) і, таким чином, орбіти цих тіл витягнуті поблизу одного напрямку в просторі (щоправда, у межах інтервалу близько 90°). Приблизно такі ж результати виходять, якщо брати об'єкти незалежно від їх чутливості до збурення Нептуном, але збільшити поріг великої півосі до 250 а. о. Виявилося, що у цих тіл близьке й розташування площини орбіти. В обох випадках до вибірки потрапляють шість об'єктів[1][Прим. 2].

Імовірність, що це групування є випадковим, для положень перигелію становить 0,7 %, для площин орбіти — 1 %, а для них разом — 0,007 %. Його не можна пояснити спостережними ефектами (переважним відкриттям об'єктів саме з такими значеннями орбітальних параметрів). Найімовірнішим поясненням результатів є вплив невідомої планети (однак уже в інший спосіб, ніж ефект Лідова — Козаї). Крім того, цей вплив пояснює дуже великий нахил орбіти деяких транснептунових об'єктів. Для дослідження питання щодо існування та параметрів цієї планети важливий пошук та визначення орбіт нових тіл поясу Койпера[1][3][4].

Усі докази існування цього об'єкта спираються на гравітації.

— каже Джеймс Анвін, професор фізики з Університету Іллінойсу в Чикаго. Однак потужне гравітаційне поле створюють не лише планети, зауважує вчений.

Альтернативою Дев'ятої планети може бути невелика кулька ультраконцентрованої темної речовини або первісна чорна діра. Чорні діри є одними з найщільніших об'єктів у Всесвіті, а тому, на думку Анвіна, вони цілком здатні викривляти орбіти віддалених об'єктів у зовнішній Сонячній системі. Первісні чорні діри набагато менш вивчені, ніж звичайні. Їх ніколи не спостерігали, але, як вважають, вони виникли в суміші енергії та матерії, що утворилася у першу секунду після Великого вибуху.

Утім, чорні діри неможливо побачити, адже вони настільки щільні, що не випускають навіть світло. Єдиною вказівкою на існування чорної діри, якщо дивитися прямо на неї, може бути крихітна щілина у «ковдрі» зірок на нічному небі. Маса такої чорної діри могла б бути такою ж, як й у гіпотетичної Дев'ятої планети, — приблизно вдесятеро більше земної. Але її розмір не перебільшував би звичайний апельсин.

Поки що вчені пропонують шукати гамма-промені, які випромінюють об'єкти, потрапляючи в чорні діри. Едвард Віттен запропонував ідею (яка одразу зазнала критики) запуску сотні крихітних космічних зондів. Якщо пощастить, вони могли б пройти досить близько до чорної діри, а її тяжіння спричинило б помітне прискорення їхнього руху. Запустити такі зонди у найдальші частини Сонячної системи можна за допомогою системи лазерів. Вони розігнали б зонди до швидкості у 20 % від швидкості світла. Менша швидкість означала б, що експеримент розтягнувся б на сотні років.

Зрештою, такі космічні кораблі майбутнього вже розробляють для іншого амбітного проєкту — Breakthrough Starshot. Його мета — запустити кораблі до зоряної системи Альфа Центавра, яка розташована за 4,37 світлового року від Сонячної системи.

Ще одним прихильником ідеї, що таємничу гравітацію на краю Сонячної системи спричинює чорна діра, а не планета, є Якуб Шольц, дослідник із Туринського університету. Поки що Анвін і Шольц перебувають у пошуках первісних чорних дір[6].

Параметри

Масу Дев'ятої планети оцінюють у 5—15 земних (що відповідає розміру, порівнянному з розміром Нептуна), а період обертання — у 10—20 тисяч років. У перигелії вона має наближатися до Сонця приблизно до 200 а. о. (30 млрд км), а в афелії — віддалятися до 600—1200 а. о. (90—180 млрд км). Орбіта планети, згідно з прогнозами, лежить у площині, біля якої групуються збурювані нею орбіти транснептунових об'єктів, однак витягнута в протилежний бік: її перигелій розташований у напрямку їх афеліїв[4][3].

Пошук

Положення Дев'ятої планети на орбіті невідоме. Найбільш імовірно виявити її поблизу афелію, де тіла рухаються найповільніше і, відповідно, проводять більшу частину часу. Телескопи, здатні зареєструвати такий об'єкт на таких відстанях, здебільшого мають дуже мале поле зору і погано підходять для пошуку. Винятком є 8,2-метровий телескоп «Субару». За 5 років на ньому планують перевірити більшу частину ділянки неба, де може перебувати планета[4][3]. Якщо планета має потужну атмосферу з водню та гелію й ефективне перенесення енергії, то в її світності переважатиме випромінювання за рахунок внутрішніх джерел (гравітаційного стиснення), що робитиме її самосвітною[7].

У грудні 2018 року під час пошуку Дев'ятої планети астрономи з Інституту науки Карнегі, а також Гавайського і Каліфорнійського університетів знайшли найбільш віддалений з усіх відомих науці об'єктів Сонячної системи — астероїд 2018 VG18, який вони згодом назвали «Farout» (англ. Далеко). Дослідження про відношення Farout до Дев'ятої планети тривають. Науковці не відкидають варіанту, що це просто велика купа різних об'єктів, об'єднаних спільним гравітаційним полем[8].

Див. також

Примітки
  1. Наведено об'єкти з перигелійною відстанню >30 а. о. та великою піввіссю >250 а. о.
  2. Згідно з даними роботи Batygin, Brown (2016), серед об'єктів із перигелійною відстанню >30 а.о. та великою піввіссю >150 а.о. відносно нечутливими до збурень від Нептуна є Седна, 2000CR105, 2004 VN112, 2010 GB174, 2010VZ98 та 2012 VP113 (біля половини відомих). Об'єкти з перигелійною відстанню >30 а.о. та великою піввіссю >250 а.о. (без обмежень на чутливість до збурень), відомі станом на 2015 рік та використані в цій роботі, — це Седна, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 та 2013 RF98 (див. також дані з бази minorplanetcenter.net, архів станом на 23 січня 2016).

Джерела
  1. Batygin K., Brown M. E. (2016 January 20). Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System. The Astronomical Journal 151 (2): 1–12. doi:10.3847/0004-6256/151/2/22.
  2. Fesenmaier K. (20 січня 2016). Caltech Researchers Find Evidence of a Real Ninth Planet. caltech.edu.
  3. Witze, Alexandra (2016 January 20). Evidence grows for giant planet on fringes of Solar System. Nature. doi:10.1038/529266a.
  4. Hand, Eric (2016 January 20). Astronomers say a Neptune-sized planet lurks beyond Pluto. Science. doi:10.1126/science.aae0237.
  5. Trujillo, C. A.; Sheppard, S. S. (2014). A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units. Nature 507 (7493): 471–474. Bibcode:2014Natur.507..471T. doi:10.1038/nature13156.
  6. https://www.bbc.com/future/article/20210216-the-massive-planet-scientists-cant-find
  7. Linder E.F. and Mordasini C. Evolution and magnitudes of candidate planet nine // Astronomy & Astrophysics. — 2016. — Т. 589. — arXiv:1602.07465. — Bibcode:2016A&A...589A.134L. — DOI:10.1051/0004-6361/201628350.
  8. Астрономи знайшли найвіддаленіший з об’єктів Сонячної системи. Tokar.ua. 20 грудня 2018. Процитовано 23 грудня 2018.

Література

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.