Планеты солнечной системы года. Девятая планета солнечной системы. Юпитер и Сатурн бросают в нас кометами
МОСКВА, 17 мар - РИА Новости, Татьяна Пичугина . Девятую планету от Солнца обнаружат в ближайшее десятилетие, считают американские астрономы. Она движется по эллиптической орбите в поясе Койпера - малоизученной области далеко за Нептуном. Новые данные оставляют мало сомнений в том, что в Солнечной системе существует суперземля.
Кто вытягивает орбиты
Человек изучает Солнечную систему не первое тысячелетие, но белых пятен еще хватает. К примеру, в 1980-е астрономы увлеченно искали Немезиду - темную звезду, напарницу Солнца. Предполагалось, что она могла вызвать экологическую катастрофу на Земле 65 миллионов лет назад, когда погибли динозавры.
Плутон раньше считался девятой планетой Солнечной системы, но в 2006 году его лишили этого статуса, переквалифицировав в карликовую планету, по сути, астероид. Инициатором выступил американский астроном Майкл Браун из Калифорнийского технологического института (США). Все это он описал в книге "Как я убил Плутон и почему это было неизбежно".
Поиски звезды-убийцы закончились ничем, однако десяток лет спустя доказали существование пояса Койпера - области, где сосредоточены ледяные осколки материи, оставшиеся после образования Солнечной системы. Самые крупные - порядка девятисот километров. Всего там обнаружено примерно две тысячи небесных тел.
Браун целенаправленно исследует пояс Койпера, ищет другие транснептуновые объекты - то есть те, что дальше от Солнца, чем Нептун. Он открыл 27 небесных тел, в том числе карликовые планеты Седну и Эриду.
Среди транснептуновых объектов есть аномальные, чьи орбиты очень сильно вытянуты: их большие полуоси простираются на 250 астрономических единиц (расстояний от Солнца до Земли), вместе с тем ближайшие к звезде точки орбит находятся в одной области. Чтобы объяснить эту странность, Браун вместе с коллегой по Калтеху Константином Батыгиным в 2016 году выдвинул гипотезу о существовании на задворках Солнечной системы еще одной планеты.
© CC0 / nagualdesign / Caltech Некоторые тела дальнего пояса Койпера имеют вытянутые орбиты, с перигелиями, концентрирующимися в одном месте. Пунктиром обозначена орбита гипотетической девятой планеты, предсказанной в 2016 году
© CC0 / nagualdesign / Caltech
Некоторые тела дальнего пояса Койпера имеют вытянутые орбиты, с перигелиями, концентрирующимися в одном месте. Пунктиром обозначена орбита гипотетической девятой планеты, предсказанной в 2016 году
Вне конкуренции
На поиски новой планеты бросили значительные силы, подключили астрономов-любителей - безрезультатно. Тем не менее гипотезу не отбросили, наоборот, теперь она кажется еще более обоснованной. "Мы беспокоились, что найдется более простое или естественное объяснение аномалий, которые мы видим в данных, и что гипотеза девятой планеты вскоре окажется неактуальной. Но этого не произошло. Гипотеза довольно успешно прошла проверку временем", - пишет Константин Батыгин в своем блоге.
Есть только две альтернативные версии, объясняющие аномалии орбит самых удаленных объектов пояса Койпера. Первая - ошибка наблюдения. Ее разбору посвящена новая Брауна и Батыгина, опубликованная в январе в "The Astronomical Journal". Ученые рассчитали вероятность, с которой орбиты этих тел выглядят именно так, как их видят сейчас, благодаря ошибке. Результат - всего две десятых процента. Вывод: наблюдаемые странности статистически весомы.
Другая альтернатива - существование еще одного массивного диска в Солнечной системе, состоящего из ледяных планетезималей - остатков протопланетного диска, чья гравитация вытягивает орбиты транснептуновых объектов так же, как это сделала бы целая планета. Но, отмечает Майкл Браун, этот сценарий еще более сложный.
Суперземля в Солнечной системе?
Итоги двух лет поисков девятой планеты подводит Брауна и Батыгина, подготовленная совместно с коллегами из Университета Мичигана для журнала "Physics Reports". Ученые проанализировали заново все факты, уточнили характеристики гипотетической планеты, выполнили численное моделирование и представили убедительные доказательства ее существования.
Девятая планета раза в два меньше по всем параметрам, чем это представлялось три года назад, поясняет Батыгин. Большая полуось ее орбиты равна примерно 400-500 астрономическим единицам, эксцентриситет - 0,15-0,3 (показатель сжатости эллипса), наклонение - 20 градусов. Лучшие результаты моделирования получаются при массе планеты в пять раз больше земной. В любом случае, десять масс Земли - это потолок. Для сравнения: Нептун тяжелее в 17,2 раза.
Судя по характеристикам, девятая планета очень напоминает суперземлю - особый класс экзопланет, часто наблюдаемых у других звезд. Возможно, это небесное тело действительно образовалось не здесь, а было захвачено Солнцем в момент сближения с другой звездной системой. Впрочем, вопрос происхождения гипотетической планеты поднимать рано.
Приют скитальца
Звездная величина, или яркость, нового члена планетной семьи очень мала - 24-25 магнитуд. Это на пределе возможностей земной техники. Объект мог бы обнаружить телескоп Pan-STARRS, сканирующий все небо. Однако есть сложность - самая удаленная точка орбиты интересующего нас небесного тела, возможно, пересекает плоскость Млечного пути, где высокая концентрация звезд. На их фоне трудно что-нибудь различить.
В 2006 году Плутон был лишен статуса девятой планеты Солнечной системы благодаря стараниям одного астронома — Майкла Брауна. Вместе со своими коллегами он открыл , а затем и другие карликовые планеты далеко за орбитой Нептуна. Тем самым он доказал, что Плутон недостаточно примечательный и большой для звания полноценной планеты. Однако сейчас Браун с нашим соотечественником Константином Батыгином утверждают, что новая Планета 9 уже почти открыта… и что осталось только ее увидеть.
Да-да, «почти открытую» девятую планету Солнечной системы еще никто не видел! Собственно говоря, ее открытие — это плод долгих наблюдений за орбитами других планет. По Кеплера и Ньютона место каждой планеты Солнечной системы определяется ее характеристиками, преимущественно массой. И если орбита не соответствует параметрам планеты или вообще носит аномальный характер — значит, на нее влияет какой-то другой, не менее массивный объект. Первой планетой, открытой математическими уравнениями, а не живыми наблюдениями, стал — в 1846 году его нашли на месте, вычисленном французским математиком Урбеном Леверье.
Причем влиять друг на друга планеты могут очень активно — в прошлом Солнечной системы они путешествовали на сотни миллионов километров, приближаясь и отдаляясь от Солнца. Особенно отличились тут газовые гиганты. В молодых планетных системах они поглощают все зародыши планет и зависают вплотную к звезде — столь же близко, как и Меркурий. Из-за этого они очень сильно раскаляются и становятся нестабильными. Ученые называют такие планеты «горячими Юпитерами» или «горячими Нептунами» — в зависимости от их массы и размеров.
Неспокойная история Солнечной системы
Однако в Солнечной системе все изменил Юпитер — крупнейшая и наиболее влиятельная планета. Первоначально появившись на расстоянии от 5 до 10 от Солнца, он спровоцировал активные столкновения рассеянного материала в протопланетном диске вокруг светила. Это дало толчок к созданию других газовых гигантов, вроде Сатурна или Нептуна, на столь же близких от Солнца расстояниях.
Однако новообразованные планеты повели себя «неблагодарно», следуя гравитационным законам — они вытолкали своего «родителя» ближе к Солнцу, на современную орбиту Марса. Тем самым Юпитер вторгнулся во внутреннюю часть Солнечной системы. В других планетных системах эта часть наиболее насыщенная веществом и космическими объектами. Но тяжелая поступь массы Юпитера разбросала там зародыши планет и астероидов, вкинув их в ядерную топку Солнцу или же выбросив на окраины системы в зону современных и .
Если бы не Сатурн, который связал Юпитер орбитальным резонансом и не вывел его на современную орбиту, газовый гигант смог бы окончательно разорить Солнечную систему, выкинув из нее 99% планетного вещества. Однако его путешествия не остались без следа — так Нептун и Уран поменялись своими орбитами, образовав большинство долгопериодических комет.
В конечном итоге, в планетной системе Солнца восцарило необычное равновесие — газовые гиганты, которые формируются вблизи от звезды, оказались на окраинах, а «твердые планеты» вроде Земли перекочевали ближе к Солнцу. Однако некоторые астрономы считали, что для достижения такого баланса нужна еще одна планета — причем достаточно массивная, чтобы влиять на большие Нептун и Уран. Ее, Планету X, полтора века искало множество астрономов — и, похоже, Браун и Батыгин наконец-то подобрались к ней вплотную.
История поисков планеты X
После того как по возмущениям орбиты Урана Леверье вычислил Нептун, астрономы обнаружили, что даже его присутствие не объясняет особенности орбиты ледяного гиганта. Некоторое время пытались найти еще одну планету, которая могла бы влиять на последние крупные объекты Солнечной системы — однако сумели найти только Плутон, который массой и направлением орбиты никак не мог тревожить более крупные тела. Вопрос аномалий Урана-Нептуна окончательно разрешил « », измеривший в 1989 массу Нептуна и тем самым обнаруживший, что никаких противоречий в орбитах не существует.
К тому времени мощности телескопов значительно выросли, что позволило заглянуть астрономам в глубины Солнечной системы. Было обнаружено множество транснептуновых объектов — карликовых планет и крупных астероидов, чья самая ближняя точка орбиты находится дальше от Солнца, чем Нептун. Так, в 2005 была обнаружена уже упомянутая Эрида, вторая по размеру после Плутона карликовая планета. А еще в 2003 нашли , объект диаметров свыше 2 тысяч километров, который отдаляется от Солнца на расстояние 1,4×10 11 км — дальше любого крупного транснептунового объекта! Скоро она обросла целым семейством «седноидов», обособленных транснептуновых объектов, обладающих схожими характеристиками.
Девятая планета — где и почему?
Наблюдая за новообнаруженными планетоидами, астрономы Ч. Трухильо и С. Шеппард, коллеги, обнаружили интересную закономерность. Большинство из них обладают вытянутыми, кометообразными орбитами, которые кратковременно подходят «близко» к Солнцу, на расстояние от 40 до 70 астрономических единиц, а затем на сотни, а то и тысячи лет удаляются прочь. И чем крупнее объект, тем сильнее его удаление. Кроме того, седноиды отклонялись от Солнца в одну и ту же сторону.
Такое совпадение могло бы быть случайностью, иди речь о простых кометах — на протяжении миллиардов лет истории Солнечной системы их разбрасывали все крупные планеты, в особенности уже упомянутые «путешественники» Юпитер, Уран и Нептун. Однако для такого совпадения в отклонениях крупных объектов нужна очень большая планета, чья орбита достигала бы облака Оорта.
Тут Браун и Батыгин и отличились — сопоставив орбитальные характеристики седноидов, они обнаружили математическим путем, что вероятность их случайного совпадения — всего 0,007%. Ученые пошли дальше и составили компьютерную модель, направленную на поиск характеристик планеты, способной изменять орбиты тел, находящихся за Нептуном. Полученные ими в январе 2016 года данные стали основанием для объявления о предоткрытии новой планеты Солнечной системы.
Характеристики Планеты Х
В своих интервью Браун утверждает, что вероятность обнаружения новой планеты равна 90%. Однако пока она не будет обнаружена фактически, при помощи телескопа, говорить об окончательном открытии рано. Тем не менее были опубликованы расчетные характеристики Планеты 9 — они будут использованы в грядущих поисках.
- Орбитальные параметры Планеты X будут зеркальны параметрам седноидов — орбита планеты будет все так же вытянутой, и наклоненной относительно плоскости основных планет Солнечной системы, однако направленной в другую сторону. Соответственно, перигелий планеты — точка максимального приближения к Солнцу — будет составлять 200 астрономических единиц в ближайшей точке, а афелий — максимальное удаление — доходить до 1200 астрономических единиц. Это даже больше, чем у Седны! Год на Планете 9 будет длиться до 20 тысяч земных лет — именно столько может понадобится для прохождения всей орбиты.
Отдаленную от Солнца планету трудновато обнаружить — для этого нужны телескопы, работающие в инфракрасном спектре, или же мощные оптические устройства, способные зафиксировать даже самые маленькие солнечные блики на поверхности. На инфракрасных телескопах работа будет двигаться быстрее, однако возможны погрешности — а на оптических результат будет достоверным, пусть и ценой затрат времени. Инфракрасный орбитальный телескоп WISE, который проводил широкополосные исследования в 2009 году, пока что не обнаружил Планету X, хотя и предоставил достаточно детальные снимки.
Поэтому Браун, Батыгин и другие астрономы планируют найти ее с применением телеспопа «Субару» на Гавайских островах, который считается одним из наиболее больших и качественных в мире — диаметр его главного зеркала превышает 8 метров! Кроме того, он способен работать как и в оптическом, так и в инфракрасном диапазонах света. Но даже с таким инструментом ученым понадобится как минимум 5 лет для того, чтобы поставить точку в вопросе Планеты X.
Правообладатель иллюстрации Reuters Image caption Майкл Браун специализируется на поиске отдаленных объектов
Ученые Калифорнийского технологического института Майкл Браун и Константин Батыгин привели доказательства существования гигантской планеты Солнечной системы, находящейся еще дальше от Солнца, чем Плутон.
Исследователи сообщили, что увидеть ее в телескоп пока не удалось. По их словам, планету удалось обнаружить при изучении движения малых небесных тел в дальнем космосе.
Масса небесного светила примерно в 10 раз превышает массу Земли, однако ученым еще предстоит удостовериться в его существовании.
Астрономы института лишь примерно представляют, где планета может находиться в звездном небе, и, вне всяких сомнений, их предположение даст старт кампании по ее поиску.
"На Земле есть много телескопов, теоретически способных ее найти. Я очень надеюсь, что теперь после нашего заявления люди по всему миру начнут искать девятую планету", - сказал Майкл Браун.
Эллиптическая орбита
По вычислениям ученых, космический объект находится примерно в 20 раз дальше от Солнца, чем Нептун, который находится в 4,5 млрд км от него.
В отличие от почти круглых орбит других планет Солнечной системы этот объект, предположительно, двигается по эллиптической орбите, а полный оборот вокруг Солнца занимает от 10 тыс. до 20 тыс. лет.
Ученые изучили движение состоящих преимущественно изо льда объектов в Поясе Койпера. В этом поясе находится Плутон.
Исследователи заметили определенное расположение некоторых тел в Поясе, в частности таких крупных объектов, как Седна и 2012 VP113. По их мнению, это можно объяснить лишь присутствием неизвестного крупного космического объекта.
Правообладатель иллюстрации AFP Image caption Идея о существовании так называемой Планеты Икс, находящейся на периферии Солнечной системы, обсуждается в научных кругах уже более 100 лет"Все самые удаленные объекты движутся в одном направлении по необъяснимой траектории, и мы поняли, что единственное тому объяснение - существование большой далекой планеты, которая их держит вместе, пока они вращаются вокруг Солнца", - сказал Браун.
Планета Икс
Идея о существовании так называемой Планеты Икс, находящейся на периферии Солнечной системы, обсуждается в научных кругах уже более 100 лет. Про нее то вспоминают, то забывают.
Нынешнее предположение представляет особый интерес из-за ведущего автора исследования.
Браун специализируется на поиске отдаленных объектов, и именно благодаря его открытию карликовой планеты Эрида в Поясе Койпера в 2005 году Плутон потерял статус планеты год спустя.
Тогда предполагалось, что Эрида слегка крупнее Плутона, но сейчас стало ясно, что она слегка меньше его.
Исследователи, изучающие удаленные объекты Солнечной системы, уже некоторое время предполагают вероятность существования планеты размером с Марс или Землю из-за размера и формы планет в Поясе Койпера. Но пока не удастся увидеть планету в телескоп, идея о ее существовании будет восприниматься скептически.
Исследование Майкла Брауна и Константина Батыгина было опубликовано в издании Astronomical Journal.
Вот помните всяческие теории заговоров про , а ведь оказывается еще одна планета то все же существует. Ну как минимум с вероятностью 99,993.
И вот как это произошло.
Астрономы Майк Браун и Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института в Пасадене сообщили об обнаружении за пределами орбиты Плутона объекта размером с Нептун, который в 10 раз тяжелее Земли. Результаты поисков Планеты Х авторы опубликовали в The Astronomical Journal, а кратко о них рассказывает Science News.
Планета вращается вокруг Солнца по вытянутой орбите (и в наклонной относительно орбиты Земли плоскости) с периодом в 15 тысяч лет. Ее химический состав похож на таковые у газовых гигантов Урана и Нептуна. Как полагают Браун и Батыгин, объект 4,5 миллиарда лет назад был выбит из протопланетного диска вблизи Солнца.
Ближайшее расстояние между Солнцем и обнаруженным объектом равняется 200 астрономическим единицам (это в семь раз больше расстояния между Нептуном и светилом). Максимальное удаление Планеты Х оценивается в 600-1200 астрономических единиц, что выводит ее орбиту за пределы пояса Койпера, в котором располагается Плутон.
Референтом работы ученых в The Astronomical Journal выступил планетолог Майкл Браун, который вместе с коллегами в 2003 году открыл карликовую планету Седна, совершающую полный оборот вокруг Солнца за 11,4 тысячи лет. Специалист оптимистично встретил шансы на открытие Планеты Х Брауном и Батыгиным.
Новую планету ученые обнаружили, анализируя данные по оказываемому ею гравитационному возмущению на другие небесные тела. Как отмечают Браун и Батыгин, астрономы поверят в их открытие тогда, когда смогут наблюдать планету в телескоп. Для этого они зарезервировали время на японской обсерватории Subaru на Гавайях.
Подтверждение существования небесного тела займет пять лет. В случае открытия объект может стать девятой планетой Солнечной системы. Вероятность ошибки Браун и Батыгин оценивают в 0,007 процента. Ранее поиски Планеты Х в Солнечной системе привели ученых к обнаружению Нептуна (в 1864 году) и Плутона (в 1930 году).
Майк Браун и Константин Батыгин, Фото Popular Science
А ведь еще в 2012 году согласно расчётам астронома из Бразилии, за орбитой Нептуна присутствует довольно крупный космический объект, который может быть признан девятой планетой.
С таким предположением, выступил астроном из национальной обсерватории Бразилии Родни да Силва Гомеш. Он обратил внимание на отклонение от данных вычислений орбит шести объектов пояса Койпера, среди которых претендент на звание карликовой планеты – Седна.
По его словам, есть несколько объяснений необычному поведению некоторых объектов пояса. Самое простое - существование крупного тела, планеты, которая изменяет их орбиты своей гравитацией.
Ученые Калифорнийского технологического института Майкл Браун и Константин Батыгин привели доказательства существования гигантской планеты Солнечной системы, находящейся еще дальше от Солнца, чем Плутон.
Исследователи сообщили, что увидеть ее в телескоп пока не удалось. По их словам, планету удалось обнаружить при изучении движения малых небесных тел в дальнем космосе. Масса небесного светила примерно в 10 раз превышает массу Земли, однако ученым еще предстоит удостовериться в его существовании.
Астрономы института лишь примерно представляют, где планета может находиться в звездном небе, и, вне всяких сомнений, их предположение даст старт кампании по ее поиску.
"На Земле есть много телескопов, теоретически способных ее найти. Я очень надеюсь, что теперь после нашего заявления люди по всему миру начнут искать девятую планету", - сказал Майкл Браун.
Эллиптическая орбита
По вычислениям ученых, космический объект находится примерно в 20 раз дальше от Солнца, чем Нептун, который находится в 4,5 млрд км от него.
В отличие от почти круглых орбит других планет Солнечной системы этот объект, предположительно, двигается по эллиптической орбите, а полный оборот вокруг Солнца занимает от 10 тыс. до 20 тыс. лет.
Ученые изучили движение состоящих преимущественно изо льда объектов в Поясе Койпера. В этом поясе находится Плутон.
Исследователи заметили определенное расположение некоторых тел в Поясе, в частности таких крупных объектов, как Седна и 2012 VP113. По их мнению, это можно объяснить лишь присутствием неизвестного крупного космического объекта.
"Все самые удаленные объекты движутся в одном направлении по необъяснимой траектории, и мы поняли, что единственное тому объяснение - существование большой далекой планеты, которая их держит вместе, пока они вращаются вокруг Солнца", - сказал Браун.
Планета Икс
Идея о существовании так называемой Планеты Икс, находящейся на периферии Солнечной системы, обсуждается в научных кругах уже более 100 лет. Про нее то вспоминают, то забывают.
Нынешнее предположение представляет особый интерес из-за ведущего автора исследования.
Браун специализируется на поиске отдаленных объектов, и именно благодаря его открытию карликовой планеты Эрида в Поясе Койпера в 2005 году Плутон потерял статус планеты год спустя. Тогда предполагалось, что Эрида слегка крупнее Плутона, но сейчас стало ясно, что она слегка меньше его.
Исследователи, изучающие удаленные объекты Солнечной системы, уже некоторое время предполагают вероятность существования планеты размером с Марс или Землю из-за размера и формы планет в Поясе Койпера. Но пока не удастся увидеть планету в телескоп, идея о ее существовании будет восприниматься скептически.
Исследование Майкла Брауна и Константина Батыгина было опубликовано в издании Astronomical Journal.
