Тайна девятой планеты: учёные всё ближе к открытию

https://www.scientificamerican.com/article/closing-in-on-a-giant-ghost-planet/
  • Перевод


Далеко за пределами восьми планет Солнечной системы, даже за Плутоном и миниатюрными карликовыми планетами может скрываться значительный новый мир, названный «девятой планетой». Мало какие открытия могут быть настолько же сенсационными, как ещё одна планета, находящаяся на орбите вокруг Солнца, поэтому эта тема служит Святым Граалем для астрономов – и за несколько столетий такое открытие сумели сделать всего несколько раз. Пока никто не знает, где может располагаться этот эфемерный мир, или даже существует ли он на самом деле. Но в гонке на обнаружение исследователи сужают пространство для поисков на основе влияния небесного тела на Солнечную систему, и участок космоса, где следует искать планету, уменьшился примерно вдвое по сравнению с состоянием, бывшим несколько месяцев назад. На встрече американского астрономического общества планетарных наук и европейском конгрессе планетарных наук учёные подробно описали свои последние достижения в этой области.

В январе астрофизики Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майкл Браун продемонстрировали доказательства существования большой неоткрытой девятой планеты. Из их компьютерных моделей следует, что гравитационное действие этой планеты может объяснить странные, наклонённые орбиты нескольких объектов из пояса Койпера – набора ледяных объектов, населяющих дальние пределы Солнечной системы. Учёные борются за право стать первыми обнаружившими девятую планету, используя крупнейшие телескопы Земли, такие, как телескоп Субару на Гавайях.

Работа Батыгина и Брауна установила ограничения на возможную массу планеты и расположение её орбиты – где предыдущие наблюдения могли упустить её. По их расчётам, её масса составляет от 5 до 20 земных – что критично для понимания примерных размеров разыскиваемого объекта. Также они считают, что его орбита наклонена на 30 градусов к плоскости Солнечной системы – относительно тонкой и плоской зоны, в которой вращаются восемь основных планет. Также они предполагают, что сейчас планета наиболее удалена от Солнца, в северном полушарии неба, а радиус её вытянутой орбиты в среднем находится в промежутке от 380 до 980 а.е.

Но эти оценки всё равно захватывают сектор неба размером «порядка 1500 квадратных градусов», как говорит астроном Скотт Шеппард [Scott Sheppard] из Института науки Карнеги, вместе с астрономом Чедвиком Труильо [Chadwick Trujillo] предположивший о существовании девятой планеты в 2014 году. Для сравнения, полная Луна занимает 0,2 квадратных градуса ночного неба. Охват неба, описанный Шеппардом, соответствует примерно 20 ночным наблюдениям с телескопа Субару, «и, получая доступ к нему на семь ночей в году, выходит, необходимо ждать три года – и то, если дождя не будет»,- говорит Шеппард.

Стратегией гонки остаётся уменьшение области поисков путём устранения теоретических возможностей. В пока ещё не опубликованном наборе из 100 компьютерных симуляций высокого разрешения, по словам Батыгина, они с Брауном уменьшили область поисков девятой планеты до кусочка неба размером в 600-800 квадратных градусов. Сначала они построили модель развития Солнечной системы за 4 миллиарда лет, концентрируясь на том, как гравитация крупнейших планет – Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Девятой планеты – могли бы выстроить орбиты тысяч случайных объектов пояса Койпера (ОПК). «Мы ищем всё то, что девятая планета делает с Солнечной системой»,- говорит Браун.

В попытках уточнить вероятную орбиту планеты, исследователи сравнили результаты симуляции с реальным состоянием пояса Койпера. «Наша работа показала синтетическую Солнечную систему, выглядящую во многом похожей на настоящую,- говорит Батыгин. – Моя уверенность в том, что Девятая планета существует, почти уже оформилась – ведь результаты расчётов так хорошо совпадают с наблюдениями».

Дальнейшие стратегии включают исследование возможного гравитационного влияния девятой планеты на другие небесные тела. Астрономы Юрий Медведев и Дмитрий Вавилов из Института прикладной астрономии РАН изучили 768 комет, впервые входящих в Солнечную систему, отметив, что пять из них могли подойти близко к девятой планете в прошлом, и в результате её притяжения поменять свой курс. Их анализ предполагает, что «девятая планета могла завлечь эти кометы в Солнечную систему»,- говорит Вавилов. «Мы думаем, кометы могут помочь в сужении поля для поисков девятой планеты. Помогло бы в этом и обнаружение дополнительных комет». Шеппард предупреждает о том, что необходимо «с осторожностью использовать кометы для поисков девятой планеты, поскольку на их орбиты может влиять множество сил. Но, несмотря на мой скептицизм, это может помочь».

Анализ Плутона, проделанный астрофизиками Мэтью Холманом и Мэтью Пейном [Matthew Holman and Matthew Payne] их Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра не нашёл доказательств за или против существования девятой планеты. В частности это произошло из-за плохих старых архивных фотографий Плутона, говорит Холман, из-за чего трудно понять, смещался ли Плутон на орбите таким образом, который мог бы подтвердить наличие или отсутствие девятой планеты. Но он же утверждает, что высококачественные данные о Сатурне, полученные с наземной сети радиотелескопов, следящих за космическим аппаратом Кассини, многообещающие, и совпадают с выкладками Батыгина и Брауна.

Также, по словам Холмана, в поисках девятой планеты может помочь анализ изменений орбиты Марса. Хотя на Марс планета должна оказывать меньше влияния, чем на Сатурн – поскольку Марс ближе к Солнцу и сильнее связан с ним гравитационно – искусственных спутников у Марса больше, и они наблюдают за Красной планетой дольше, поэтому «их наблюдения гораздо более точные»,- говорит Холман. Кроме того, «Кассини выдаёт данные с точностью в десятки метров, а расстояния между Землёй и Марсом измеряют с точностью до метров».

Более сильное свидетельство влияния девятой планеты можно найти в длительности обращения остальных тел вокруг Солнца. К примеру, четыре ОПК с самыми долгими орбитами обращаются по схеме, которую легко объяснить присутствием девятой планеты – как говорит астроном Рене Малхотра [Renu Malhotra], директор теоретической астрофизики в Аризонском университете в Таксоне. Её работа с двумя коллегами намекает на наличие двух вероятных наклонов орбиты девятой планеты, один ближе к плоскости Солнечной системы на 18 градусов, и другой более крутой, на 48 градусов. Эта информация может помочь уменьшить огромную область поисков.

Некоторые исследования настолько ограничивают возможное местонахождение девятой планеты, что могут вообще исключить факт её существования. К примеру, хотя предыдущие исследования предполагают её существование из-за скопления орбит некоторых ОПК, наблюдение за ограниченным количеством ОПК могут лишь создать впечатление группировки некоторых орбит – так, по крайней мере, говорит астрофизик Кори Шэнкман [Cory Shankman] из Университета им. Виктории и Саманты Лаулер Государственной исследовательской комиссии Канады.

Браун возражает, что они с Батыгиным учли возможности таких наблюдательных отклонений – и что другие доказательства также подтверждают существование девятой планеты. Например, Браун с коллегами нашли, что влияние этого неуловимого мира может раскрыть давнюю загадку того, почему плоскость Солнечной системы наклонена по отношению к Солнцу.

Малхотра из Аризонского университета говорит, что скептически относится к возможности существования планеты, но отмечает, что они с коллегами обнаружили такой наклон орбит очень удалённых ОПК, который трудно объяснить другими факторами. «Степень деформации просто нереальная,- говорит она. – Как по мне, это самое интригующее доказательство существования девятой планеты, из всех, что я видела».
Поделиться публикацией
Комментарии 52
    0
    Если планета действительно существует, то единственным огорчающим фактом будет то, что она сейчас на самом удалённом участке орбиты (если опираться на предположения астрономов). Т.е. отправить к ней зонд вряд ли получится, либо он прилетит к ней ой как не скоро.
      0
      Как вариант цеплять на кометы радиомаяки и интерферометрами отслеживать изменения их траектории — работы на сотню лет, если не будут изобретены какие-то ракетные двигатели взамен современных.
        +3
        «Всего-то» довести до ума EM-drive…
          +1
          Идея прям для романа в духе Стругацких!
            0
            Это соответствует современным техническим возможностям — на комету совершили посадку, существует крупнейший в мире космический радиотелескоп Радиоастрон. Отправить, что в большом количестве за орбиту Плутона возможно, но очень дорого. Лучше исследователь кометы, а в финале миссии посадочный модуль с превращается радиомаяк. Время их активного существования должно быть не меньше Вояджеров. Вопрос только в плутонии-238.
              0
              Запуск аппарата к комете, летящей за орбиту Плутона, стоит столько же, сколько запуск за орбиту Плутона без кометы. Но, идея одновременно исследовать комету — хороша.
                0
                Это к вопросу, что зря у Филы или Розетты не было РИТЭГ Деньги всё равно потратили.
                  0
                  Комета Чурюмова-Герасименко имеет афелий чуть дальше орбиты Юпитера, поэтому она и была выбрана в качестве цели для изучения космическим аппаратом. Для того чтобы прицепить радиомаяк к комете, прилетевшей из-за отбиты Плутона или посадить на неё спускаемый аппарат нужно уравнять их скорость со скоростью кометы, а это такой требует таких же затрат топлива как и отправка зонда в облако Оорта. То есть комета здесь не нужна и никак не может помочь — аппарат уравнявший скорость с такой кометой сам улетит в облако Оорта. А вместо РИТЭГа на плутонии-238 в НАСА собирались разработать компактный ядерный реактор на уране с двигателем Стирлинга. Для миссии к 9-й планете двигатель Стирлинга не подойдёт — износится, но думаю к такому реактору и термоэлектрический генератор можно будет прикрутить.
                    0
                    Реактор необходим для получения большой мощности в относительно короткое время. Для маломощного радиомаяка РИТЭГ лучше.
                      0
                      Не слышал про реактор для космоса от НАСА. Насколько знаю в последнее время (лет 10-15 минимум) они таких вариантов не рассматривали даже. А вот сделать гибрид обычного РИТЭГа со стирлигом и механическим электрогенератором (который будет приводить в движение стирлиг) рассматривали и даже начали проектировать и модели строить.
                      Т.е. радиоизотопный источник тепла + термоэлектрогенератор (базовое потребление энергии и аварийные варинт) + стирлиг (включаемый только во время активных фаз работы аппарата когда нужно много энергии и в разы повышающий КПД преобразования тепла от изотопного источника в электроэнергию)
                      Правда давно не слышно, наверно уже полностью отказались от идеи.

                      Назывался проект ASRG (Advanced Stirling Radioisotope Generator)
                      http://spacenews.com/39124lockheed-shrinking-asrg-team-as-closeout-work-begins/
            +2
            Даже если на ближайшем расстоянии — это расстояние в десятки раз дальше орбиты Плутона. А к плутону зонд летел 9 лет.
              0
              А ещё очень актуален вопрос связи на таких расстояниях. В лучшем случае «килобитные» скорости.
                +1
                Да хоть гигабитные — пинг всё равно будет запредельный.
                  0
                  Да и хрен с ним, зонд не радиоуправляемая авиамодель. Сейчас КА автономны, и не требуют он-лайн управления. А вот количество данных гигабайтами собирают.
                    +2
                    Так и передают годами. Поэтому тоже не сильно парит. А чтобы ускорить обработку на Земле, сперва передают «превью», чтобы с Земли могли скомандовать последователь передачи полноразмерных снимков.
              +1
              Если люди хотят когда-нибудь добраться до звёзд без сверхсветовых технологий, не важно на ядерных двигателях, антиматерии или EM-drive — необходимо научиться делать космические аппараты, которые смогут работать много десятков, а то и сотни лет. И отправка зонда к девятой планете — это очень полезная в этом плане промежуточная цель, стремление достигнуть её может стать источником финансирования для разработки технологий долгоживущих космических аппаратов.
                +2
                Согласен.
                Очень надеюсь, что EM-drive «взлетит»
                  0
                  А есть про него какая-то новая информация? А то вроде бы у всяких домашних исследователей повторить получается, но, при этом, ничего нового не слышно…
                    0
                    Только результаты кучи тестов, со средним значением тяги в 0,32 Н/кВт. На сайте http://emdrive.com/ вроде как намекают на использование двигателя в каком-то проекте спутника, но от точных комментариев воздерживаются.
                      0
                      Ну на их сайте-то понятно там будет что угодно. Интересуют, в первую очередь, независимые исследования/эксперименты.

                      Самое непонятное – если у них всё так хорошо и гарантировано, то почему тянут с проверкой в невесомости/вакууме? (по-крайней мере, никакой точной информации о планах нет)
                        0
                        Да чёрт с ним, с сайтом. Помните прошлогоднюю шумиху, когда сначала несколько независимых энтузиастов собрали и замерили тягу двигателя, отличную от нуля, а потом НАСА в вакуумной камере подтвердило, что двигатель реально работает?
                        Как по мне, главная проблема эм-двигателя та же, что и у зелёнки: работает, но никто не может сказать как.

                          0
                          Вакуумная камера это одно. А вот невесомость + вакуум – уже будет служить каким-то реальным доказательством.

                          К тому же, от NASA был только один эксперимент, вроде бы.

                          По-поводу «неизвестно как работает» – дык это отдельный вопрос. Если оно работает – можно же на практике начинать использовать. Опасности-то там нет никакой, это не огромные баки со взрывоопасными веществами и не ядерные реакции.

                          А там уже больше данных будет, больше шансов понять «как работает».
                            0
                            Вы на аналогию с зелёнкой внимание обратили или нет?
                              0
                              Честно говоря – не особо. Не понял, причём тут зелёнка :) Насколько я понимаю, у неё антисептические свойства доказаны. Не знаю насчёт исследований «как именно» оно работает, но ведь зелёнка-то как раз на практике используется.
                                0
                                Используется только у нас, на западе её применение запрещено именно из-за до сих пор не раскрытого механизма действия. А так, да, вполне рабочий антисептик.
                                  +1
                                  На западе оно разрешено как антисептик, а не используется из-за косметических недостатков и отсутствии исследований на канцерогенность. Википедия ( https://ru.wikipedia.org/wiki/Бриллиантовый_зелёный )
                                    0
                                    Ок, просто раньше где-то сталкивался у выше приведённым мною тезисом. Что не умаляет аналогию с эм драйвом: кто в здравом уме, кроме миллионера-мецената, отправит на орбиту непроверенный, хоть и «рабочий» прототип?
                                      0
                                      Любой учёный, например (при возможности)? Тем более, изобретатели девайса. Как ещё проверить девайс, кроме как через эксперимент?
                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                            0
                            Потому что все, что противоречит старой и работающей теории, отметается как бредни и даже не рассматривается. И чем старше теория, тем сильнее сила отметания. Только если какой-нибудь Хокинг заинтересуется, проверит и скажет «работает!», тогда начнут относится серьезно. А то какие-то ноунейм китайцы, какие-то ноунейм перцы из НАСА(сто пудов по своей инициативе замутили после работы) — пока что не перевешивает авторитет великих физиков открывших закон сохранения импульса, чтобы его пересматривать.
                              0
                              Бремя доказательства чего-то нового лежит на том, кто это новое предлагает. И это вполне логично. А в случае с EmDrive накладывается тот факт, что даже сами изобретатели не могут объяснить, как именно оно работает.

                              Но вот почему эти же изобретатели не стремятся проверить своё изобретение во всех ситуациях (в частности, в вакууме) – это непонятно. Одно дело, если нет денег. Однако, насколько я понимаю, девайс не сильно тяжёлый, вполне реально, ИМХО, купить место на запуск.
                          0
                          Пишут, что Шойер запатентовал некую «улучшенную» версию, со сверхпроводящей пластиной и большей тягой. Внятной теории по-прежнему нет, но есть надежда, что скоро нас порадует статья чудаков из НАСА:)
                    –5
                    Хоть бы не было ее, тогда бы мои наблюдения хорошо совпадали с рассчетами, что всё — зря, всё
                      0
                      То есть экзопланеты находим тысячами, а у себя под носом не можем определиться, есть она или нет?
                        +2
                        учитывая, что 90% экзопланет находят транзитным способом, когда планета перекрывает собой звезду… или только те, что уж совсем рядом со звездой и приличных размеров, от которых сама звезда заметно колеблется… а тут какой-то кусок льда (пусть и большой), ничего не излучает, не отражает и вообще хрен знает где летает… я даже слабо представляю можно ли «увидеть» даже если точно знать где и даже очень долго смотреть.

                        Ну а по существу… честно говоря, ну летает и летает… уж если Плутон-то перестали называть планетой… то что там летает в сотнях а.е. от нас в поясе Койпера, может их там тысячи таких… изучать мы это толком еще долго не сможем
                          +2
                          Подтверждение открытия этой планеты нужно не только, чтобы к ней слетать. Оно поможет уточнить (или построить новые) модели развития Солнечной Системы — что уже большой шаг.
                            0
                            Плутон меньше 1% от Земли по размеру. Как и прочие обнаруженные транснептуновые объекты, которые минимум в 200-300 раз легче Земли. Таких там может быть действительно сотни или даже тысячи летает не обнаруженных из-за слишком слабого свечения и из-за слишком слабого гравитационного влияния (ввиду малой массы). Поэтому и «разжаловали» Плутон из разряда планет — что такого добра похожего на него по характеристикам хватает.

                            Тут же планета по минимальным оценкам должна быть в 5 раз тяжелее Земли и если ее в результате найдут это в любом случае будет уникальный объект.
                              0
                              1187 км / 6371 км = 19% — соотношение размеров Плутона и Земли
                                0
                                Ну это радиус.
                                Физиков и астрономов обычно интересует либо масса от которой в частности зависит влияние небесного тела на соседние и собственно поведение на обрите. Либо площадь поверхности — от которой зависят сколько света отражает/излучает объект если речь идет о прямых поисках или наблюдениях.

                                По массе Плутон это 1,3E22 кг / 5,97E24 кг = 0,2% от Земли
                                По поверхности это 17,7 млн км2 / 510 млн км2 = 3,5% от Земли
                            0
                            Экзопланеты близки к здвездам и их легко на их фоне обнаружить, а «девятая» планета сейчас очень далеко от солнца, и где ее искать не понятно.
                              0
                              Экзопланеты находят при их прохождении по диску своей звезды — благодаря изменению её светимости в этот момент. Планета «под носом», находящаяся за пределами орбиты Земли, визуально с нашей точки зрения никогда не пройдёт по диску Солнца. Просматривать же в телескоп всю плоскость Солнечной системы, со всем диапазоном возможных наклонений орбиты этой планеты, не хватит никаких ресурсов — поиск иголки в стоге сена. А учитывая единицы процентов свободного времени на телескопах, это может растянуться на всю жизнь, вот и приходится уменьшать диапазон поиска моделированием.
                              Определиться в её наличии тоже пока не могут, т.к. нет однозначного доказательства, есть только косвенные признаки её возможного влияния. Эти странности и наводят на мысли, что она «должна существовать примерно вон там, и должна быть примерно вот такого размера, чтобы пазл сошёлся»
                                0
                                Так экзопланеты находят все больше массивные, на орбитах близких к светилам. А тут надо найти конкретную песчинку в мировом океане. Далекая, холодная планета, еще неизвестно, какое у нее альбедо, а то может в телескоп ее еще и не заметишь.
                                  0
                                  Ну находят же в основном крупные экзопланеты размером с Юпитер, которые близко к своим звездам находятся или мелкие, но близкие к маленьким же звездам вроде красных карликов. А тут не огромная и очень-очень далеко, сама она свет не испускает, заметить сложно.
                                  +2
                                  Добавлю (читал об этой теме буквально позавчера):

                                  После моделирования учёными США эволюции орбит планет в пору становления Солнечной системы оказалось, что Юпитер находился на гораздо более дальнем расстоянии от Солнца, чем сейчас. Переместиться ближе газовый гигант мог бы только за счёт вытеснения малых тел за пределы системы. Такой вариант событий привёл бы к столкновению Земли с Марсом или Венерой. Юпитер мог переместиться и другим способом (прыжком), одновременно выталкивая за пределы системы Уран или Нептун.

                                  Ни один из вариантов не может объяснить всех фактов. Если же допустить, что в момент зарождения Солнечной системы газовых планет было не четыре, а пять, то всё становится на свои места. Именно этот гигант и был вытеснен Юпитером так, что либо перешёл на очень удалённую орбиту, либо оказался за пределами Солнечной системы. Ещё одним косвенным доказательством этой гипотезы может служить недавнее открытие десяти планет-сирот, которое показывает, что выталкивание планет за пределы системы является обычным делом.

                                  Википедия
                                    0
                                    на тех расстояниях уже сложно его называть «газовым гигантом» — при температурах около абсолютного нуля он и тверд и не так огромен, как имея газовую оболочку.
                                      0
                                      Если это планета массой с Нептун — она будет не слишком от него отличаться — внутри тот же сверхкритический газ температурой в тысячи градусов. А вот верхняя атмосфера там скорее всего гелиевая, с облаками, дождём и снегом из жидкого и твёрдого водорода.
                                        0
                                        Глубина атмосферы должна быть небольшой.
                                    –1
                                    И что тут тайного? Ну летает еще один большой кусок материи вокруг Солнца и что?
                                      0
                                      В одном из старых номеров Науки и Жизнь была заметка об обнаружении планеты X
                                      Подробностей не помню, но при наличии времени эту заметку можно найти.
                                        0
                                        По их расчётам, её масса составляет от 5 до 20 земных

                                        То есть газовый, точнее — ледяной, гигант. Логично. Интересно — на нем можно добывать He3? :)
                                          0
                                          Официально считать, что она существует, можно будет только тогда, когда ее «зафиксируют» средствами наблюдения.
                                          «это можно будет сделать в начале 2020-х годов»
                                            0
                                            Существуют экстремальные теории о существовании объектов и по больше этого, а может и нескольких, но это так же не опровержимо, как и не доказуемо в ближайшее время. Другое дело стоит ли их вообще искать. Ну найдем мы выброшенную ярды лет назад за пределы пояса Койпера планетку, граждане Батыгин и Браун удовлетворенно выдохнут, а дальше то что? Её толком и разглядеть не удастся. Современные модели солнечной системы вполне допускают существование таких вещей, и каким-то откровением это не станет. Можно будет разве что ажиотаж по телевидению вокруг того как назвать устроить.

                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                            Самое читаемое