Таинственная «Девятая планета»: учёные всё ближе к разгадке или к опровержению?

Более века астрономов захватывает идея о том, что в самых дальних уголках нашей Солнечной системы может скрываться неоткрытая планета.

Поиски этой неуловимой гипотетической планеты принимали разные формы на протяжении десятилетий. Открытие Нептуна в 1846 году продемонстрировало, что невидимую планету можно вывести по её гравитационному влиянию на другие миры. Основываясь на этом, поиски девятой планеты начались всерьёз и, казалось бы, достигли кульминации с открытием Плутона астрономом Клайдом У. Томбо в 1930 году.

Однако десятилетия спустя, в августе 2006 года, давний планетарный статус Плутона был отозван после его формальной переклассификации как карликовой планеты, что положило начало дебатам о личности этого объекта пояса Койпера, которые продолжаются и сегодня. Но за пределами спора о том, как следует классифицировать Плутон, поиски ответа на вопрос, может ли существовать скрытая девятая планета в нашей Солнечной системе, продолжаются — и некоторые астрономы уверены как никогда, что её открытие может быть близким.

Что нам известно?

История неподтверждённой девятой планеты нашей Солнечной системы возвращает нас к первым десятилетиям прошлого века. В то время астрономы начали подозревать, что, подобно открытию Нептуна на основе irregularities в движении Урана, свидетельства ещё более далёких планет могут начать всплывать через аналогичные наблюдения. Это побудило американского астронома Персиваля Лоуэлла выдвинуть идею о том, что орбитальные irregularities, проявляемые как Ураном, так и Нептуном, могут указывать на существование далёкой неизвестной планеты — которую он назвал «Планетой X».

Сегодня, хотя название Лоуэлла для этой гипотетической планеты иногда используется взаимозаменяемо с идеей «Девятой планеты», концепции немного различаются. В то время как ранний поиск Планеты X опирался на наблюдения движения Урана и Нептуна, новые данные, включая встречи «Вояджера-2» с этими планетами в 1980-х годах, помогли выявить, что их орбитальное поведение можно объяснить без введения неизвестной девятой планеты.

Напротив, современные сторонники существования девятой планеты сосредотачивают поиски дальше, обращаясь вместо этого к орбитальным особенностям меньших объектов, занимающих далёкие пределы Солнечной системы. Этот подход к решению загадки Девятой планеты был предложен в 2016 году астрономами Калифорнийского технологического института Константином Батыгиным и Майклом Брауном, которые утверждали, что неоткрытая планета может объяснить странные орбитальные паттерны нескольких экстремальных транснептуновых объектов в далёкой Солнечной системе.

Что остаётся неизвестным?

В 2024 году команда Калтеха представила дополнительные находки, сосредоточенные конкретно на долгопериодических объектах с низким наклоном, которые, как известно, пересекают орбиту Нептуна.

«Эти объекты динамически нестабильны, поэтому популяция должна непрерывно пополняться, — сказал Батыгин недавно Space в электронном письме. — В нашей работе 2024 года мы обнаружили, что Девятая планета естественным образом производит наблюдаемую популяцию, тогда как модель без Девятой планеты сильно не согласуется с данными, как только учитываются наблюдательные biases».

По словам Батыгина, теория Девятой планеты потенциально может объяснить несколько необычных атрибутов далёкой Солнечной системы, включая явление орбитальной кластеризации, большие расстояния перигелия, которые демонстрируют некоторые объекты, наличие ретроградных тел и объектов с сильно наклонёнными орбитами (то есть их орбитальные пути наклонены под большими углами).

Прямо сейчас, говорит Батыгин, единственное, чего всё ещё не хватает в растущем массиве доказательств, — это прямого обнаружения самой Девятой планеты. Тем не менее, хотя он признаёт, что такие прямые обнаружения остаются неуловимыми, он также настаивает, что что-то должно объяснять текущие данные, которые он, Браун и другие собрали.

«Если наблюдаемая динамическая структура реальна, — сказал Батыгин Space, — то в настоящее время нет comparably убедительного альтернативного теоретического объяснения».

Загадка продолжается

К счастью, мощные объекты, такие как обсерватория имени Веры Рубин в Чили, могут вскоре предоставить наблюдения, которых сейчас не хватает в массиве данных, необходимых для подтверждения существования девятой планеты.

Тем временем в последние годы были сделаны некоторые многообещающие дополнительные открытия, которые могут помочь укрепить статистический аргумент в пользу того, что орбитальная кластеризация связана с неоткрытым объектом на краю Солнечной системы.

Однако Батыгин советует астрономам быть осторожными в интерпретации таких находок.

«Я бы сказал, что картина стала более сложной, а не просто более сильной или более слабой, — сказал Батыгин Space. — Нужно быть осторожным с цитированием единой значимости для „кластеризации“, потому что теория не предсказывает, что каждый далёкий объект должен быть кластеризован».

Что касается того, что дало бы наиболее ясную поддержку существованию Девятой планеты — помимо получения прямого визуального подтверждения, — Батыгин говорит, что продолжающиеся открытия далёких объектов в Солнечной системе и паттерны, проявляющиеся в их поведении, могут дать самые многообещающие новые данные.

«Для меня самые ясные не-визуальные свидетельства были бы в том, чтобы динамические паттерны во внешней Солнечной системе резко обострились по мере роста выборки, — сказал Батыгин Space, отметив, что это особенно касалось бы случая, „если несколько независимых наблюдаемых сойдутся на одних и тех же параметрах Девятой планеты“».

«Если бы гораздо большая, хорошо охарактеризованная выборка одновременно демонстрировала предсказанную апсидальную структуру, структуру орбитальной плоскости, распределение перигелия, распределение наклона и популяцию, пересекающую орбиту Нептуна, стало бы очень трудно объяснить наблюдения без общего гравитационного возмутителя», — говорит Батыгин.

С постоянно растущим числом мощных наземных и космических обсерваторий, вступающих в строй, может пройти совсем немного времени, прежде чем мы получим окончательное подтверждение того, что девятая планета скрывалась где-то там — или что можно доказать другое объяснение, учитывающее её кажущиеся гравитационные отпечатки.

До тех пор поиски Девятой планеты остаются во многом тем же, чем была «Планета X» более века назад: захватывающая идея, ожидающая прорывного наблюдения — которое могло бы привести к крупному открытию, значительно расширяющему наши знания о Солнечной системе.

Источники и материалы для дальнейшего чтения

Материал подготовлен на основе публикации Space.com, комментариев Константина Батыгина (Калифорнийский технологический институт), исследований Константина Батыгина и Майкла Брауна (2016, 2024), а также данных об обсерватории имени Веры Рубин.

Изображение: иллюстрация гипотетической Девятой планеты. Фото: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images; диаграмма: Caltech/R. Hurt (IPAC).