Хипотетичните планети отвъд Нептун: Планета Х и транснептунови обекти
Разгадайте мистерията на Планета Х и транснептуновите обекти — хипотези, орбитални аномалии и съвременни търсения отвъд Нептун.
Планетата Нептун е открита през 1846 г. След това много хора смятат, че може да има още планети, които са по-далеч от Слънцето от Нептун. В началото на XX век Пърсивал Лоуел заявява, че трябва да има още едно подобно на планета тяло, което да е по-далеч от Нептун. Лоуел твърди, че такъв планетоподобен обект би могъл да обясни някои нередности в орбитите на газовите гиганти, по-специално на Уран и Нептун. Гравитацията на голяма невидима девета планета би могла да разстрои Уран достатъчно, за да обясни нередностите. Той я нарича "Планета Х".
Исторически контекст
Идеята за "Планета Х" произлиза от опитите да се обяснят наблюдавани отклонения в движението на планетите чрез наличието на още едно масивно тяло отвъд известните планети. Търсенето, предприето от Пърсивал Лоуел, води в крайна сметка до откриването на Плутон през 1930 г. от Клайд Томбо. Но Плутон бързо се оказва твърде малък, за да може да предизвика наблюдаваните гравитационни ефекти, и в края на XX век много от предполагаемите аномалии в орбитите бяха преосмислени.
Откриване на по-отдалечени тела и поясът на Койпер
През 1992 г. бяха открити първите обекти в пояса на Койпер — група ледени тела отвъд Нептун, които включват хиляди малки планетоподобни обекти. Откритията на по-големи транснептунови обекти (TNO), като Ерис, Макемейк, Хаумеа и по-редки обекти като Седна (открита 2003 г., с много отдалечено и ецетирано орбитално движение), доведоха до преосмисляне на това какво представлява "планета" и до формализирането на категорията "джуджета планети" от Международния астрономически съюз през 2006 г.
Хипотезата за "Планета девет" (Planet Nine)
През 2016 г. астрономите Константин Батигин и Майк Браун предложиха модерна версия на идеята за далечна масивна планета, наречена понякога "Планета девет". Те показаха чрез компютърни симулации, че наблюдаваната групировка и необичайни орбити на някои далечни транснептунови обекти могат да се обяснят с присъствието на масивно тяло, с маса приблизително няколко пъти масата на Земята и силно елиптична и наклонена орбита с полумajorна ос от стотици астрономически единици.
Ключови характеристики, предложени от хипотезата:
- масса в порядъка на няколко пъти масата на Земята (често цитирани 5–10 земни маси);
- много отклонена, дълга орбита с полу-голяма ос от стотици астрономически единици;
- възможност да обясни групиране на аргументите на перихелия и другите орбитални параметри на някои отклоняващи се TNO;
- непотвърденост — към днешна дата няма пряко наблюдение на такъв обект.
Транснептунови обекти и "детачирани" орбити
Транснептуновите обекти (TNO) включват различни популации:
- Поясът на Койпер — сравнително плоска дискова структура на разстояния ~30–50 AU;
- Разпръснатият диск — обекти с по-ексцентрични орбити, често повлияни от гравитацията на Нептун;
- Детачирани обекти — тела като Седна, чиито перихелии са достатъчно далеч, че не изглежда да са пряко повлияни от Нептун. Тези орбити подсказват, че нещо друго (напр. далечен планетарен масив или минала близка звездна премина) е оформила техните движения.
Как се търси далечна планета и какви са ограниченията
Търсенето използва няколко подхода:
- директни наблюдения в оптичния и инфрачервения спектър — търсят се бавни, слаби движещи се точки на фона на звездите;
- инфрачервени небесни проучвания (например мисии като WISE) — чувствителни към топлинното излъчване на по-масивни, по-топли обекти и поставят ограничения за наличието на големи газови гиганти в близката околност на Слънчевата система;
- числени симулации и статистика на разпределението на TNO — използват се за изводи за евентуална маса и орбита на далечен нарушител;
- наблюдателни кампании с големи телескопи и бъдещи широки небесни проучвания (напр. с Vera C. Rubin Observatory, известен с LSST), които се очаква да открият много нови далечни обекти и да проверят хипотезите за групиране.
Инфрачервените проучвания и последващи анализи са позволили да се изключат присъствията на много масивни (Юпитерови/Сатурнови) тела в относително „близкия“ околен обем, но оставят възможност за по-малка, но значима скалата (супер-Земя) на големи разстояния, която би била много трудна за откриване с наличните до скоро инструменти.
Алтернативни обяснения
Възможни алтернативи на хипотезата за една голяма планета включват:
- колективният гравитационен ефект на множество малки тела в пояса на Койпер;
- влиянието на близки звездни преминавания в ранната фаза на Слънчевата система;
- външни въздействия като галактични приливи;
- наблюдателни изкривявания и статистически отклонения в малкия брой известни екстремни TNO.
Научната общност все още обсъжда доколко наблюдаваните аномалии са силни и необходими сами по себе си, за да изискват наличието на голяма далечна планета.
Заключение и перспективи
Към настоящия момент няма директно наблюдение, което да потвърди съществуването на „Планета Х“ или „Планета девет“. Идеята остава активно поле на изследване: откриването на още транснептунови обекти и по-добрата статистика на техните орбити ще са ключови за потвърждаване или отхвърляне на хипотезата. Бъдещите широки небесни проучвания и по-чувствителните инфрачервени мисии значително ще разширят възможностите за откриване на далечни, бавни и слаби обекти, които до момента са извън възможностите на наличните инструменти.
Докато търсенето продължава, въпросът дали в далечните краища на нашата Слънчева система има още едно голямо тяло остава един от най-примамливите и достъпни за наблюдение въпроси в съвременната астрономия.
Плутон с петте му известни луни. Плутон е планета от 1930 до 2006 г. Орбитата му е по-отдалечена от тази на Нептун.
Плутон
През 1930 г. Клайд Томбо открива Плутон. Това сякаш потвърждава хипотезата на Лоуел. До 2006 г. Плутон официално е смятан за деветата планета. Съществува обаче проблем: през 1978 г. се установява, че Плутон е твърде малък. Неговата гравитация не би могла да повлияе на газовите гиганти. Това откритие предизвика търсене на десета планета. Космическият апарат "Вояджър 2" предостави нови измервания в началото на 90-те години. Тези измервания показаха, че Плутон е още по-малък, отколкото при измерването през 1978 г. Според научно изследване, публикувано по това време, грешката може да обясни наблюдаваните нередности в орбитата на Уран. След публикуването на изследването търсенето до голяма степен беше изоставено.
След 1992 г. откриването на много малки ледени обекти с подобни или дори по-широки орбити от тази на Плутон доведе до дебат дали Плутон трябва да остане планета, или на него и съседните му обекти, подобно на астероидите, трябва да се даде отделна класификация. Въпреки че някои от по-големите обекти от тази група първоначално са описани като планети, през 2006 г. Международният астрономически съюз прекласифицира Плутон и най-големите му съседи като планети джуджета, оставяйки само осем планети в Слънчевата система. Плутон е взет за модел на планета джудже.
Съществуването на планетата X
Днес астрономическата общност е единодушна, че Планетата Х, както първоначално се предполагаше, не съществува. Редица астрономи са използвали концепцията за Планетата Х, за да обяснят други аномалии, наблюдавани във външната Слънчева система. В популярната култура, а дори и сред някои астрономи, Планетата Х се е превърнала в нарицателно за всяка неоткрита планета във външната Слънчева система, независимо от връзката ѝ с хипотезата на Лоуел. Предложени са и други транснептунови планети въз основа на различни доказателства.
Условия за планетоподобни тела отвъд орбитата на Нептун
Отвъд орбитата на Нептун има структура, наречена пояс на Кайпер. Той съдържа обекти, наречени кентаври. Отвъд орбитата на Нептун са открити и плутони. Много от тях са открити между 1980 и 1992 г.
През 2004 г. медиите отново заговориха по темата, когато беше открита Седна, която се намира два пъти по-далеч от Слънцето, отколкото Плутон. Седна не е планета. През 2005 г. е обявено откриването на Ерис. Първоначално тя е наречена планета, но по-късно е прекласифицирана. Днес тя е най-голямата от планетите джуджета. Открити са и много други обекти, но нито един от тях не е изграден от твърда скала, а повече приличат на астероиди и комети.
От 2013 г. е възможно да съществува планета извън орбитата на Нептун. Ако това е така, тя би трябвало да отговаря на следните условия:
- Ако планетата е с размерите на Земята, тя би трябвало да се намира на разстояние до 100 AU, което е около 2,5 пъти повече от разстоянието на Плутон до Слънцето.
- В противен случай орбитата му би трябвало да е много елиптична или да е много извън еклиптиката.
Представени са различни хипотези: Хипотетична звезда, разположена на разстояние около 50 000 AU, е наречена Немезида. Немезида е или червено джудже, или кафяво джудже. В първоначалната статия се твърди, че Немезида ще обикаля около Слънцето на около 95 000 AU. Съществуването на Немезида би могло да обясни събитията на масово измиране на Земята, които изглежда се случват на интервали от 26 милиона години.
Хипотетична планета, намираща се в облака на Оорт, е наречена Тихе. Тихе ще бъде поне толкова голяма, колкото Юпитер, и може да бъде до десет пъти по-голяма. Първоначално се предполагаше, че тя ще се намира стотици пъти по-далеч от Нептун, на разстояние между 30 000 и 50 000 AU.
През 2013 г. нито една от двете хипотези не беше доказана.
Свързани страници
обискирам