«Легко увидеть, но трудно найти»: орбита Девятой планеты нанесена на карту Солнечной системы

Два американских ученых представили карту, показывающую вероятную орбиту девятой планеты — они обозначают ее как P9 — и ее возможное текущее местоположение в пределах этой орбиты, приглашая всех поискать новую планету.

Майкл Браун и Константин Батыгин, которые работают в Калифорнийском технологическом институте, объявили в начале 2016 года, что у них есть доказательства существования девятой планеты, скрывающейся где-то за пределами Солнечной системы. Теперь они составили карту, на которой точно показано, где это может быть. Статья об этом опубликована в Astronomical Journal, препринт доступен по адресу arXiv.org.

По словам астрономов, красная область на этой карте — наиболее вероятное место для гипотетической, но еще не обнаруженной планеты в Солнечной системе. Волнистая черная линия, повторяющая изгибы красочной кривой, — обозначение эклиптики, в плоскости которой расположены Солнце и орбиты всех известных планет.

Девятая планета окажется где-то на красочной волнистой линии. В этом случае красной областью обозначен наиболее удаленный от Солнца участок орбиты девятой планеты — именно там она движется наиболее медленно и, следовательно, проводит большую часть времени.

«К сожалению, наши данные могут показать только приблизительный путь этой планеты по орбите, но не ее текущее местоположение», — говорит Майкл Браун. «Но, скорее всего, он будет находиться на самом большом расстоянии от Солнца просто потому, что он движется там медленнее всего и проводит там больше времени. Вы должны поискать это там ».

Пять планет, наблюдаемых невооруженным глазом (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн), были известны человечеству с древних времен. Планета Уран была открыта Уильямом Гершелем в 1781 году. Нептун был обнаружен в 1846 году Иоганном Галле и другими астрономами согласно расчетам Леверье и Адамса.

Плутон был открыт в 1930 году Клайдом Томбо, но в 2006 году решением Международного астрономического союза эта «субпланета» была лишена планетарного статуса и «понижена» в ранге до карликовой планеты. Важную роль в этом сыграло открытие Эриды и других крупных плутоидов из пояса Койпера.

Объекты пояса Койпера — это ледяные тела, оставшиеся после образования Солнечной системы, орбиты которых расположены дальше Нептуна. Плутон — это тот же объект пояса Койпера, что и Эрида, Макемаке и Хаумеа.

«Человеком, убившим Плутон», считается Майкл Браун, поскольку именно после его открытий и по его инициативе Плутон был «понижен в должности». В 2010 году Браун даже написал книгу Как я убил Плутон, и теперь он ищет настоящую девятую планету, которая по размеру и массе значительно больше Плутона.

Впервые идею о существовании большой планеты на окраине Солнечной системы и возможности ее обнаружения путем анализа орбит плутоидов посетил Браун в 2003 году, когда он возглавил группу, которая нашла Седну. , объект лишь немного уступает по размеру Эриде и Плутону.

Необычная орбита Седны сделала ее самым дальним из известных тел Солнечной системы в то время. Даже ближайшая к Солнцу точка его орбиты находилась в 76 астрономических единицах от него (1 а.е. — расстояние от Земли до Солнца), за поясом Койпера и далеко за пределами влияния гравитации Нептуна.

Напрашивалось простое объяснение: в этом регионе есть что-то очень массивное, что повлияло на орбиту Седны. Однако с небольшой вероятностью на Седну могла повлиять гравитация какой-то близлежащей звезды на ранней стадии формирования Солнечной системы.

Объединив Седну и пять других известных далеких транснептуновых объектов в одну группу, Браун понял, что сходство кеплеровских элементов сохраняется во всех из них, и влияние внешних звезд в этом случае уже можно исключить: только один Постоянно присутствующая планета может служить объяснением всех этих странных орбит.

Все они «смотрят» примерно в одну сторону, все сгруппированы в пространстве. Афелий неизвестной планеты — наиболее удаленная от Солнца точка ее орбиты — должен располагаться практически на противоположной стороне от Солнца по отношению к рассеянному им скоплению афелиев объектов.

Браун и Батыгин, оказавшиеся соседями по офису в Калифорнийском технологическом институте, начали обсуждать все эти результаты и начали строить модель взаимодействия множества тестовых объектов с гипотетической девятой планетой.

Как была получена новая карта? Ученые изучили данные обо всех известных на данный момент объектах пояса Койпера, орбиты которых находятся в пределах досягаемости неизвестной планеты. Многие из этих объектов имеют сильно вытянутые орбиты, на которые, по мнению Брауна и Батыгина, влияет гипотетическая далекая и массивная планета.

Потребовалось несколько шагов, чтобы извлечь информацию об орбите девятой планеты. Первым шагом было учесть влияние силы тяжести Нептуна на объекты в поясе Койпера, затем — определить наиболее важные области и объекты для расчетов. Мне пришлось создать наиболее правдоподобную модель, используя комбинацию численного моделирования и наблюдений за каждым объектом в поясе Койпера. Это позволило получить параметры, указывающие на наиболее вероятное местонахождение девятой планеты.

Из своих расчетов, проведенных по результатам наблюдений за объектами в поясе Койпера, ученые получили приблизительные данные о все еще скрывающейся девятой планете. Масса этой планеты, по их мнению, должна быть примерно 6,2 массы Земли, размеры орбиты: перигелий — ближайшая точка орбиты планеты к Солнцу — 300 а.е., большая полуось — среднее расстояние. от Солнца — 380 а.е. Наклон орбиты девятой планеты (отклонение от плоскости Солнечной системы) составляет около 16 °. Если принять наклон земной орбиты равным нулю, то соответствующий параметр для орбиты Плутона будет 17 °.

Яркость девятой планеты зависит от того, где она находится на своей орбите в данный момент, и от свойств ее поверхности. Чем ближе планета к Солнцу, тем она ярче, и наоборот. Средняя яркость девятой планеты, по мнению авторов, составляет 22 звездной величины. Для Плутона этот параметр составляет около 15, эту бывшую планету можно увидеть только в телескоп с апертурой не менее 25 см (10 дюймов).

На вопрос пользователей Twitter, почему мы не видим девятую планету, Браун ответил:

«Легко увидеть, но трудно найти. Это как показать вам песчинку. Нет проблем увидеть ее. Теперь бросьте его на пляж и попробуйте снова найти. Каждая звезда в небе подобна песчинке, за которой может спрятаться девятая планета ».

Планету можно найти, например, с помощью японского 8-метрового телескопа Subaru, который имеет как достаточную апертуру для обнаружения очень слабого объекта, так и широкое поле зрения, в 75 раз превышающее соответствующее значение для 10-метровых телескопов Keck.

В настоящее время Браун и Батыгин продолжают координировать поиск новой планеты с помощью японского телескопа.