Što se događa u dalekim dijelovima našeg Sunčevog sustava? Postoji li Planet 9 vani?
Vani u hladnom prostranstvu našeg Sustava, postoje tijela na orbitalnim stazama koja nemaju smisla u smislu našeg Sunčevog sustava od osam planeta. Čini se da vani postoji neotkriveno tijelo, nekoliko puta masivnije od Zemlje, koje oblikuje orbite nekih objekata Kuiperovog pojasa (KBO) i tjera astronome da dublje i temeljitije pogledaju ekstremne dijelove našeg sustava.
Ono što traže je tajanstveni, i do sada nedokazan, deveti planet.
Umjetnikov dojam Planeta Devet kao ledenog diva koji pomračuje središnju Mliječnu stazu, sa Suncem nalik zvijezdi u daljini. Neptunova orbita je prikazana kao mala elipsa oko Sunca. Pogled na nebo i izgled temelje se na pretpostavkama njegovog supredlagatelja, Mikea Browna. Zasluga slike: Autor nagualdesign; Tom Ruen, pozadina preuzeta iz datoteke:ESO – Milky Way.jpg – Vlastiti rad, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47069857
Pokušaj razumijevanja našeg Sunčevog sustava jedan je od naših najstarijih zadataka, i iako je naš katalog objekata u unutarnjem Sunčevom sustavu prilično opsežan, naše znanje o vanjskom sustavu je sve samo ne potpuno. Za astronome je promatranje detalja vanjskog sustava i dalje zastrašujuće. Ali oni nastavljaju raditi na tome. I što više promatraju ponašanje udaljenih objekata u Kuiperovom pojasu, otkrivaju više dokaza za Planet 9.
“Razumijevanje velike arhitekture Sunčevog sustava utjelovljuje jedno od najstarijih čovječanskih potrage i svrstava se među velike izazove prirodne znanosti.”
iz rada “The Planet Nine Hypothesis” Batygin et. al. 2019.
Pozadina Planeta 9
Priča o Planetu 9 počela je ozbiljno početkom 2016., kada su astronomi Mike Brown i Konstantin Batygin objavili rad pod nazivom “Dokazi za udaljeni divovski planet u Sunčevom sustavu”. (Pričalo se i o drugim neotkrivenim planetima prije toga, ali uglavnom se radilo samo o čavrljanju brigade od limene folije o “ Nibiru ” ili ‘Planet X.’ Ali što se manje govori o tome, to bolje.)
U svom radu iz 2016. Batygin i Brown su pokazali da postoje grupe KBO-a čije su orbite oblikovane na takav način da ih samo prisutnost drugog planeta može objasniti: Planet 9. Dok orbita većine KBO-a pokazuje jasne dokaze da su ih vodili Neptun, značajan broj izuzetno udaljenih KBO-a ne. Čini se da su njihove orbite poravnate na udaljenoj točki.
Slika iz rada Batygina i Browna iz 2016. Šest najudaljenijih poznatih objekata u Sunčevom sustavu s orbitama isključivo izvan Neptuna (magenta) svi se misteriozno nižu u jednom smjeru. Također, kada se promatraju u tri dimenzije, naginju se gotovo identično od ravnine Sunčevog sustava. Batygin i Brown pokazuju da je za održavanje ove konfiguracije potreban planet s 10 puta većom masom od Zemlje u udaljenoj ekscentričnoj orbiti koja je neusklađena s ostalih šest objekata (narančasta). Zasluga slike:
Caltech/R. Povrijeđeno (IPAC); [Dijagram izrađen pomoću WorldWide Telescope.]
U tom radu autori se bave tim neslaganjem, govoreći: „Otkrili smo da opaženo orbitalno poravnanje može održavati udaljeni ekscentrični planet s masom većom od ~10 Zemljinih masa, čija orbita leži u približno istoj ravnini kao ona udaljenog Kuipera predmeti za pojas...”
Njihov se rad djelomično temeljio na prisutnosti Sedne, manjeg planeta koji je prvi put uočen 2003. Njegov afel, ili najudaljenija udaljenost od Sunca, bila je preko 900 Astronomske jedinice (AU.) U to vrijeme, Sedna je bila najhladniji, najudaljeniji objekt za koji smo znali u Sunčevom sustavu. Sednina jako izdužena orbita prvi put je objašnjena kao rezultat gravitacijskog utjecaja Neptuna. Problem je u tome što se nikad ne približi dovoljno Neptunu.
Orbita Sedne postavljena je naspram orbite vanjskih objekata Sunčevog sustava (pogled odozgo i sa strane, Plutonova orbita je ljubičasta, Neptunova plava). Zasluge slike: Tomruen – Vlastiti rad, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=60453344
Ali Sedna je bila tek početak. To je jedan u skupini objekata tzv ekstremni trans-neptunski objekti (eTNO-ovi). Na kraju je otkriveno još ovih udaljenih objekata.
“Biden” ili 2012. VP 113 , otkriven je 2012. “Goblin”, odn 2015 TG 387 , otkriven je 2015. Zatim su 2018. astronomi otkrili “ Daleko “, odnosno 2018 VG18. Svaki od tih objekata je sve dalji.
Nedavno, prije samo nekoliko dana, astronomi su otkrili ono što u šali nazivaju FarFarOut . Još se ne zna puno o ovom planetu, ali on je najudaljeniji objekt do sada otkriven u našem Sunčevom sustavu.
Kako pronalaze dokaze za Planet 9
Mnoga udaljena tijela koja upućuju na postojanje Planeta 9 pronađena su dok je tim astronoma predvođen dr. Scottom Sheppardom s Carnegie instituta za znanost zapravo tražio Planet 9. Naravno, nisu pronašli hipotetski planet ipak, ali stalno pronalaze sve više dokaza.
Ti su objekti izrazito blijedi i teško ih je otkriti. Posao njihovog pronalaženja uvelike obavljaju računala. Snažni teleskopi usmjereni su prema dijelovima neba tijekom razdoblja, a ekspozicije se snimaju u intervalima od nekoliko minuta. Ali to generira ogromnu količinu podataka; daleko previše da bi astronomi mogli procijediti.
Umjesto toga, njegova računala koja obavljaju veći dio rutinskog posla. Astronomi koriste algoritme kako bi dopustili računalu da traži pokretne objekte na pozadini zvijezda, a kada ga računalo pronađe, označi ga. Zatim astronomi pogledaju i vide je li računalo ispravno. Zatim vrše naknadna opažanja kako bi potvrdili nalaze.
Novi dokazi za Planet 9
iz “The Planet 9 Hypothesis”, Batygin, Brown, Adams i Becker, 2019.
“Potraga za Planetom Nine već je u punom jeku i vjerojatno će, ako Planet Nine – kako je ovdje zamišljeno – postojati, biti otkriven u idućem desetljeću.”
Sada nam dvije nove studije daju nove dokaze u prilog Planetu 9.
Prvi se zove 'Orbitalno grupiranje u udaljenom Sunčevom sustavu' od Konstantina Batygina i Michaela Browna, para astronoma koji su prvobitno predložili postojanje Planeta 9. Drugi je 'Hipoteza Planeta 9' također od strane Batygina i Browna, s Fred Adams i Juliette Becker, oboje sa Sveučilišta Michigan.
Ova ilustracija prikazuje orbite udaljenih objekata Kuiperovog pojasa i Planeta Devet. Orbite prikazane u ljubičastoj boji prvenstveno su kontrolirane gravitacijom Planeta Devet i pokazuju usko orbitalno grupiranje. Zelene orbite, s druge strane, snažno su povezane s Neptunom i pokazuju širu orbitalnu disperziju. Zasluga slike:
James Tuttle Keane/Caltech
U prvom radu “ Orbitalno grupiranje u udaljenom Sunčevom sustavu ” autori bacaju rukavicu. Oni tvrde da ili postoji Planet 9 koji oblikuje orbite udaljenih objekata, ili postoji pristranost promatranja. Namjerili su razumjeti koje bi pristranosti promatranja mogle biti u igri, a zatim su ih rigorozno kvantificirali.
Kao što je već rečeno, udaljeni objekti koji upućuju na Planet 9 dijele zajedničke orbitalne karakteristike. To je ono o čemu se radi cijela ova stvar s Planetom 9. Točnije, njihovi longitudinalni periheli su grupirani, a također su grupirani i ono što se naziva njihovim orbitalnim položajima polova. U radu autori zaključuju da je njihova vjerojatnost samo 0,2% da je to slučajno. Kako kažu u svom radu, '...statistički značaj ovog grupiranja sada je teško odbaciti.'
Orbita 2018 VG18, ili 'FarOut', vodi ga unutar Neptunove orbite sve do udaljenih krajeva Sunčevog sustava. Promatrano je samo kratko vrijeme, tako da točan afel (najdalje od Sunca) nije utvrđen. FarOutu može trebati i do 1000 godina da završi jednu orbitu. Zasluga slike: NASA – preglednik JPL Small-Body Database Browser – https://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=3836918;old=0;orb=1;cov=0;log=0;cad =0#orb, javna domena, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=75151930
Drugi rad koji pruža nove dokaze za Planet 9 zove se jednostavno ' Hipoteza Planeta 9 .'
U ovom radu autori ponovno tvrde da je većina orbitalnog ponašanja udaljenih objekata Kuiperovog pojasa lako objašnjena i predvidljiva u smislu našeg Sunčevog sustava s osam planeta, neki jednostavno nisu. Točnije, oni ukazuju na “uočeno fizičko grupiranje orbita s velikim poluosima većim od? 250AU, odvajanje perihelija odabranih objekata Kuiperovog pojasa od Neptuna, kao i dinamičko porijeklo visoko nagnutih/retrogradnih dugoperiodičnih orbita.” Ukratko, stvari jednostavno nemaju smisla ako se ograničimo na naš Sunčev sustav od osam planeta kako bismo ih objasnili.
U uvodu nas podsjećaju da smo tek u posljednjih nekoliko desetljeća počeli pronalaziti sva manja tijela na periferiji Sunčevog sustava. Kako se kaže u radu, “…proteklih četvrt stoljeća svjedočilo je otkriću i karakterizaciji raznolike zbirke malih ledenih objekata koji žive u vanjskim dijelovima našeg Sunčevog sustava…” I dok je većina tijela u skladu s utjecajem Neptuna i drugi planeti, neki ne.
'Najekstremniji pripadnici ove populacije, međutim, prate vrlo izdužene orbite s periodima mjerenim tisućljećima i pokazuju brojne neobične orbitalne obrasce', kažu autori. Opet, ono što autori nazivaju 'upečatljivo poravnanje' njihovih ekscentričnih orbita, zajednički nagib orbitalnih ravnina i 'perihelijske udaljenosti koje se protežu daleko izvan gravitacijskog dosega Neptuna', zahtijeva objašnjenje.
Ova metoda zaključivanja o postojanju planeta po njegovom gravitacijskom učinku na druga tijela, prije promatranja samog planeta, već je isprobana. Bilo je uspješno u otkrivanju Neptun , ali nije uspio kada je predvidio postojanje još jedne predložene zvijezde tzv Nemesis .
O postojanju Neptuna se zaključilo po njegovom gravitacijskom učinku na druga tijela mnogo prije nego što je ikad uočen. Autor slike: NASA/JPL
Dakle, što je vani što proteže ove objekte do tako udaljenih perihela? Kažu da samo iznimno udaljen i dovoljno masivan planet može sve ovo objasniti: Planet 9. Velik dio rada objašnjava kako je Neptun otkriven promatranjem gibanja drugih tijela, povlačeći paralelu s hipotezom o Planetu 9. Oni također prolaze kroz neke ranije sugestije drugih astronoma da bi drugi planet mogao vrebati neotkriven u Sunčevom sustavu, oblikujući orbite KBO-a.
Sa svakim radom, i sa svakim novim otkrićem udaljenog KBO-a s čudnim orbitalnim karakteristikama, slučaj Planeta 9 postaje sve jači. Ali izravno promatranje je još uvijek zlatni standard, a do sada nam je to izmicalo. Ali možda ne zadugo.
U zaključku “Hipoteze o Planetu 9” autori kažu: “Potraga za Planetom Devet je već u punom jeku i vjerojatno će, ako Planet Devet – kako je ovdje zamišljeno – postojati, biti otkriven u idućem desetljeću. ”
Možda postoji drugo objašnjenje za orbite ovih udaljenih tijela za koje nije potreban Planet 9. Rad objavljen u siječnju 2019. pod nazivom “Shepherding in a Self-gravitating Disk of Trans-Neptunian Objects” sugerirao je da bi nakupina ledenih tijela zajedno mogla uzrokovati neobične orbite ovih dalekih svjetova, te da deveti planet nije potreban da bi ih objasnio.
Pronalazak Planeta 9 bio bi veliki trijumf za astronome. Tempo otkrivanja novih objekata u Kuiperovom pojasu se ubrzava. Budući da se noviji, bolji teleskopi pojavljuju na mreži, te s poboljšanim računalima i algoritmima koji se razvijaju, svakom će se planetu, posebno onom koji bi mogao imati 10 puta veću masu od Zemlje, biti sve teže sakriti se.
Izvori:
- Znanstveni rad: Orbitalno grupiranje u udaljenom Sunčevom sustavu
- Znanstveni rad: Hipoteza Devet planeta
- Znanstveni rad: DOKAZ ZA DALEKI DIVOVSKI PLANET U SUNČEVOM SUSTAVU
- Priopćenje za javnost: Više podrške za Planet Nine
- Znanstveni rad: PASIRANJE U SAMOGRAVITIRAJUĆEM DISKU TRANSNEPTUNSKIH OBJEKATA
- Priopćenje za javnost: Istraživači s Caltecha pronašli dokaze o stvarnom devetom planetu