Otwarcie małej planety Neptun postawiło pod znakiem zapytania "dziewiątą planetę"

Odkąd pojawiła się możliwość, że na orbicie Słońca gdzieś za Neptun może wirować , astronomowie byli zajęci jej poszukiwaniem. Jedna z grup studiuje cztery nowe poruszających się obiektów, znajdujących przedstawicielami opinii publicznej, aby zobaczyć, czy mogą one być nowymi potencjalnymi odkryciami układu Słonecznego. Co najciekawsze, te naukowcy znaleźli coś, co może postawić pod znakiem zapytania całą perspektywę istnienia dziewiątej planety.

Jednym z takich znalezisk było otwarcie małej planety w zewnętrznym układzie Słonecznym: 2013 SY99. Ten mały lodowy świat ma tak odległą orbitę, że na jeden długi, zawiasowy przejście u niego wychodzi 20 000 lat. Odkryliśmy SY99 za pomocą teleskopu Kanada-Francja-Hawaje w ramach badania pochodzenia zewnętrznego układu Słonecznego. Duża odległość do SY99 oznacza, że ta mała planeta porusza się bardzo powoli po niebie. Nasze pomiary wykazały, że orbita ciała jest bardzo wydłużona elipsa z najbliższym zbliża się do Słońca w 50 jednostek astronomicznych (1 a. czyli — jest to odległość od Ziemi do Słońca).

Nowa mała planeta wiatry jeszcze dalej niż poprzednio odkryte planety karłowate, takie jak Sedna i 2013 VP113. Długa oś jej orbitalnego elipsy wynosi 730 jednostek astronomicznych. Nasze obserwacje innych teleskopów wykazały, że SY99 — to małe, czerwonawe świat o średnicy około 250 kilometrów.

SY99 — jeden z siedmiu znanych małych światów, które znajdują się na orbicie poza Neptuna na znacznych odległościach. To, jak te "ekstremalne транснептуновые obiekty znajdują się na swoich orbitach, nie jest jasne: ich dalecy drodze izolowane w przestrzeni. Najbardziej zbliżone podejście do Słońca przebiega tak daleko za Neptun, że uważają ich za "odseparowany" od potężnego grawitacyjnego wpływu gigantycznych planet naszego układu Słonecznego. Ale w najdalszych punktach są jeszcze zbyt blisko, aby ich popychały powolne strumienie samej galaktyki.

Pojawiły się spekulacje, że ekstremalne транснептуновые obiekty mogą być pogrupowane w kosmosie grawitacyjnym wpływem "dziewiątej planety", która obraca się o wiele dalej niż Neptun. Grawitacja na tej planecie mogło wyciągnąć planety i oddzielić ich orbity, stale zmieniając ich nachylenie. Ale istnienie tej planety jeszcze nie udowodnione.

W istocie, jej istnienie opiera się na orbitach w odległości sześciu obiektów, które są bardzo słabe i które trudno znaleźć nawet za pomocą dużych teleskopów. To jak patrzeć głęboko w ocean w poszukiwaniu konkretnej ryby. Ryby powierzchni będzie wyraźnie widoczna. Ale już na metrowej głębokości wszystko staje się niejasne i niepewne. Gdzieś na samym dnie ryby stają się zupełnie niewidoczne. Ale obecność ryb przy powierzchni przeszkadza zobaczyć ryby na dnie i przy tym w żaden sposób nie daje się obecność najnowszej.

Z tego wynika, że otwarcie SY99 nie może udowodnić lub obalić istnienie "dziewiątej planety". Ale modele komputerowe pokazują, że Dziewiąta planeta będzie nieprzychylnym wobec sąsiadem dla małych światów jak SY99: jej grawitacyjne wpływ mocno zmieniał orbitę taka planety — całkowicie wyrzucając ją z układu Słonecznego lub вытолкнув ją na orbitę tak bardzo наклоненную i odległej, że my jej nie zobaczyli. SY99 może być jednym z wielu małych światów, które stale są wchłaniane i wyrzucane tej planety.

Alternatywne wyjaśnienie

Okazuje się, że istnieją inne wyjaśnienia. Naukowcy przedstawili do publikacji w Astronomical Journal badanie, w którym poruszyliśmy taki pomysł ze zwykłej fizyki, jak dyfuzja. Jest to zjawisko często spotykane w normalnym świecie. Dyfuzja w istocie wyjaśnia losowy ruch substancji z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu — jak, na przykład, w pokoju rozprzestrzenia się zapach perfum.

Wykazały One, że pewna forma dyfuzji może doprowadzić do tego, że orbity małych planet będą się różnić z elipsy w 730 a. więc po długiej osi elipsy w 2000 a. więc po długiej osi lub więcej — i z powrotem. W procesie rozmiar każdej orbity będzie się zmieniać na zmienną losową. Kiedy SY99 wykonuje podejście do najbliższej odległości co 20 000 lat, Neptun często znajduje się w drugiej części swojej orbity na przeciwległym końcu układu Słonecznego. Ale kiedy SY99 i Neptun znajdują się blisko, grawitacja Neptuna będzie delikatnie popychać SY99, lekko zmieniając jej prędkość. Kiedy SY99 odchodzi od Słońca, kształt jej następnej orbity będzie inny.

Długa oś elipsy SY99 zmienia się, stając się bardziej lub mniej w procesie "przypadkowego błądzenia", jak go nazywają fizyki. Zmiana orbity dzieje się w prawdziwie astronomiczne w wielu skalach czasowych. Ona rozproszona w przestrzeni przez dziesiątki milionów lat. Długa oś elipsy SY99 mogła zmienić się na setki jednostek astronomicznych w historii układu Słonecznego w 4,5 miliarda lat.

Wiele innych ekstremalnych транснептуновых obiektów z orbitami mniejsze też demonstrują dyfuzję, ale już na mniejszą skalę. Za jednym ruchu i inne. Jest bardzo prawdopodobne, że stopniowe efekty dyfuzji działają na dziesiątki milionów maleńkich światów krążących na bliskim krawędzi chmury Oorta (sfery lodowych obiektów na skraju układu Słonecznego). To delikatny wpływ wolno, prowadzi do tego, że niektóre z nich przypadkowo przesuwają swoje orbity bliżej nas, gdzie traktujemy je jako ekstremalne транснептуновые obiekty.

A jednak dyfuzja nie może wyjaśnić odległą orbitę Седны, najbliższy punkt której znajduje się zbyt daleko od Neptuna, aby ten mógłwpływ na kształt jej orbity. Możliwe, Sedna uzyskał swoją orbitę z przechodzącej gwiazdy dawno, dawno temu. Ale dyfuzja mogłaby przynieść ekstremalne транснептуновые obiekty z wewnętrznego obłoku Oorta — bez jakiejkolwiek potrzeby w dziewiątej planecie. Aby dowiedzieć się na pewno, musimy starać się zrobić więcej odkryć w tym odległym regionie najbliższego do nas z kosmosu. W tym pomogą nam największe nasze teleskopy.