Astronom: deveti planet završio je popis planeta Sunčevog sustava. Kako izgleda novi planet Sunčevog sustava i kada će biti otkriven Novi planet u Sunčevom sustavu

Autorsko pravo na sliku Reuters Naslov slike Michael Brown specijaliziran je za pronalaženje udaljenih objekata

Znanstvenici s Caltecha Michael Brown i Konstantin Batygin pružili su dokaze za postojanje divovskog planeta u Sunčevom sustavu, koji se nalazi još dalje od Sunca od Plutona.

Istraživači su izvijestili da ga još nisu mogli vidjeti kroz teleskop. Prema njima, planet je otkriven proučavanjem kretanja malih nebeskih tijela u dubokom svemiru.

Masa nebeskog tijela je oko 10 puta veća od mase Zemlje, ali znanstvenici tek trebaju potvrditi njegovo postojanje.

Institutski astronomi imaju samo grubu predodžbu o tome gdje bi se planet mogao nalaziti na zvjezdanom nebu i bez sumnje će njihov prijedlog pokrenuti kampanju za njegovo pronalaženje.

"Postoji mnogo teleskopa na Zemlji koji teoretski mogu to pronaći. Stvarno se nadam da će sada, nakon naše objave, ljudi diljem svijeta početi tražiti deveti planet", rekao je Michael Brown.

Eliptična orbita

Prema znanstvenicima, svemirski objekt je oko 20 puta udaljeniji od Sunca od Neptuna, koji je udaljen 4,5 milijardi km.

Za razliku od gotovo kružnih orbita drugih planeta u Sunčevom sustavu, ovaj bi se objekt trebao kretati po eliptičnoj orbiti, a potpuna revolucija oko Sunca traje od 10 tisuća do 20 tisuća godina.

Znanstvenici su proučavali kretanje objekata koji se uglavnom sastoje od leda u Kuiperovom pojasu. Pluton je u ovom pojasu.

Istraživači su primijetili određenu lokaciju nekih tijela u Pojasu, posebice tako velikih objekata kao što su Sedna i 2012 VP113. Po njihovom mišljenju, to se može objasniti samo prisutnošću nepoznatog velikog svemirskog objekta.

"Svi najudaljeniji objekti kreću se u istom smjeru na neobjašnjivoj putanji, a mi smo shvatili da je jedino objašnjenje za to postojanje velikog, udaljenog planeta koji ih drži zajedno dok kruže oko Sunca", rekao je Brown.

Planet X

O ideji postojanja takozvanog Planeta X, koji se nalazi na periferiji Sunčevog sustava, raspravlja se u znanstvenim krugovima više od 100 godina. Ona se pamti, a onda zaboravlja.

Trenutna nagađanja su od posebnog interesa zbog glavnog autora studije.

Brown se specijalizirao za potragu za udaljenim objektima, a upravo je njegovo otkriće patuljastog planeta Eris u Kuiperovom pojasu 2005. dovelo do toga da je Pluton godinu dana kasnije izgubio planetarni status.

Tada se pretpostavljalo da je Eris nešto veća od Plutona, no sada je postalo jasno da je nešto manja od njega.

Istraživači koji proučavaju udaljene objekte u Sunčevom sustavu već neko vrijeme nagađaju o mogućnosti planeta veličine Marsa ili Zemlje zbog veličine i oblika planeta u Kuiperovom pojasu. Ali dok ne budete mogli vidjeti planet kroz teleskop, ideja o njegovom postojanju bit će percipirana sa skepticizmom.

Studija Michaela Browna i Konstantina Batygina objavljena je u Astronomical Journalu.

Godine 2006. Plutonu je oduzet status devetog planeta u Sunčevom sustavu zahvaljujući naporima jednog astronoma, Michaela Browna. Zajedno sa svojim kolegama otkrio je, a zatim i druge patuljaste planete daleko izvan orbite Neptuna. Time je dokazao da Pluton nije izuzetan i dovoljno velik da bi se mogao nazvati punopravnim planetom. Međutim, sada Brown i naš sunarodnjak Konstantin Batygin tvrde da je novi Planet 9 već gotovo otvoren ... i da ga ostaje samo vidjeti.

Da, da, nitko još nije vidio "gotovo otvoren" deveti planet Sunčevog sustava! Zapravo, njegovo otkriće je plod dugih promatranja orbita drugih planeta. Prema Kepleru i Newtonu, mjesto svakog planeta u Sunčevom sustavu određeno je njegovim karakteristikama, uglavnom masom. A ako orbita ne odgovara parametrima planeta ili je općenito anomalna, to znači da neki drugi, ništa manje masivni objekt utječe na nju. Prvi planet otkriven matematičkim jednadžbama, a ne promatranjima uživo, bio je - 1846. godine pronađen je na mjestu koje je izračunao francuski matematičar Urbain Le Verrier.

Štoviše, planeti mogu vrlo aktivno utjecati jedni na druge - u prošlosti Sunčevog sustava putovali su stotine milijuna kilometara, približavajući se i udaljavajući od Sunca. Ovdje su se posebno istaknuli plinski divovi. U mladim planetarnim sustavima, oni upijaju sve embrije planeta i vise blizu zvijezde – blizu Merkura. Zbog toga postaju jako vrući i postaju nestabilni. Znanstvenici takve planete nazivaju "vrućim Jupiterima" ili "vrućim Neptunima" - ovisno o njihovoj masi i veličini.

Problematična povijest Sunčevog sustava

Međutim, Jupiter, najveći i najutjecajniji planet, promijenio je sve u Sunčevom sustavu. U početku se pojavio na udaljenosti od 5 do 10 od Sunca, izazvao je aktivne sudare raspršenog materijala u protoplanetarnom disku oko zvijezde. To je dalo poticaj stvaranju drugih plinovitih divova, poput Saturna ili Neptuna, na udaljenosti jednako bliskim Suncu.

No, novonastali planeti ponijeli su se “nezahvalno”, slijedeći zakone gravitacije – gurnuli su svog “roditelja” bliže Suncu, u modernu orbitu Marsa. Tako je Jupiter napao unutarnji dio Sunčevog sustava. U drugim planetarnim sustavima ovaj dio je najzasićeniji materijom i svemirskim objektima. Ali teška gazišta mase Jupitera raspršila je tamo embrije planeta i asteroida, bacajući ih u nuklearnu peć Sunca ili ih bacajući na rubove sustava u zoni modernog i.

Da nije Saturna, koji je orbitalnom rezonancijom povezao Jupiter i nije ga doveo u modernu orbitu, plinski div mogao bi potpuno uništiti Sunčev sustav izbacivši iz njega 99% planetarne materije. Međutim, njegova putovanja nisu prošla nezapaženo – pa su Neptun i Uran promijenili svoje orbite, formirajući većinu dugoperiodičnih kometa.

U konačnici je u Sunčevom planetarnom sustavu zavladala neobična ravnoteža – plinoviti divovi koji nastaju u blizini zvijezde završili su na periferiji, a “čvrsti planeti” poput Zemlje migrirali su bliže Suncu. Međutim, neki astronomi su vjerovali da je za postizanje takve ravnoteže potreban još jedan planet – i to dovoljno masivan da utječe na veliki Neptun i Uran. Za njim, Planetom X, mnogi su astronomi tragali stoljeće i pol – i čini se da su mu se Brown i Batygin konačno približili.

Povijest potrage za planetom X

Nakon što je Le Verrier izračunao Neptun iz perturbacija u orbiti Urana, astronomi su otkrili da čak ni njegova prisutnost ne objašnjava značajke orbite ledenog diva. Neko vrijeme pokušavali su pronaći drugi planet koji bi mogao utjecati na posljednje velike objekte Sunčevog sustava – međutim, uspjeli su pronaći samo Pluton, koji po masi i smjeru orbite nikako nije mogao poremetiti veća tijela. Pitanje anomalija Uran-Neptun konačno je razriješio "", koji je izmjerio masu Neptuna 1989. godine i na taj način otkrio da nema kontradikcija u orbitama.

Do tada je snaga teleskopa značajno porasla, što je omogućilo astronomima da pogledaju u dubine Sunčevog sustava. Otkriveni su mnogi trans-neptunski objekti – patuljasti planeti i veliki asteroidi, čija je najbliža orbitalna točka udaljenija od Sunca od Neptuna. Tako je 2005. godine otkrivena već spomenuta Eris, drugi najveći patuljasti planet nakon Plutona. A 2003. godine pronašli su objekt promjera preko 2 tisuće kilometara, koji se udaljava od Sunca na udaljenosti od 1,4 × 10 11 km - dalje od bilo kojeg velikog trans-neptunskog objekta! Ubrzo je dobio cijelu obitelj "sednoida", izoliranih trans-neptunskih objekata sličnih karakteristika.

Deveti planet – gdje i zašto?

Promatrajući novootkrivene planetoide, astronomi C. Trujillo i S. Sheppard, kolege, otkrili su zanimljiv obrazac. Većina njih ima izdužene orbite nalik kometima koje se nakratko "približe" Suncu, na udaljenosti od 40 do 70 astronomskih jedinica, a zatim se udalje stotinama ili čak tisućama godina. I što je predmet veći, to je njegovo uklanjanje snažnije. Osim toga, sednoidi su odstupili od Sunca u istom smjeru.

Takva koincidencija mogla bi biti nesreća, ako govorimo o jednostavnim kometima - tijekom milijardi godina povijesti Sunčevog sustava, raspršili su ih svi veliki planeti, a posebno već spomenuti "putnici" Jupiter, Uran i Neptun . Međutim, za takvu podudarnost u devijacijama velikih objekata potreban je vrlo velik planet, čija bi orbita dosegla Oortov oblak.

Ovdje su se Brown i Batygin istaknuli – uspoređujući orbitalne karakteristike sednoida, matematički su ustanovili da je vjerojatnost njihove slučajne podudarnosti samo 0,007%. Znanstvenici su otišli dalje i sastavili računalni model s ciljem pronalaženja karakteristika planeta, sposobnog promijeniti orbite tijela koja se nalaze izvan Neptuna. Podaci koje su dobili u siječnju 2016. godine postali su temelj za najavu predotkrića novog planeta u Sunčevom sustavu.

Karakteristike Planeta X

U svojim intervjuima Brown tvrdi da je vjerojatnost pronalaska novog planeta 90%. No, dok se zapravo ne otkrije, uz pomoć teleskopa, prerano je govoriti o konačnom otkriću. Međutim, procjene Planeta 9 su objavljene i koristit će se u budućim pretragama.

• Parametri orbite Planeta X preslikat će se na one sednoida - orbita planeta će i dalje biti izdužena i nagnuta u odnosu na ravninu glavnih planeta Sunčevog sustava, ali usmjerena u suprotnom smjeru. Sukladno tome, perihel planeta - točka maksimalnog približavanja Suncu - bit će 200 astronomskih jedinica u najbližoj točki, a afel - maksimalna udaljenost - dosegnut će 1200 astronomskih jedinica. Ovo je čak i više od Sedne! Godina na Planetu 9 trajat će do 20.000 zemaljskih godina, koliko bi moglo potrajati da se završi cijela orbita.

Planet udaljen od Sunca teško je otkriti – za to su potrebni teleskopi koji rade u infracrvenom spektru ili moćni optički uređaji koji mogu uhvatiti i najmanji sunčev odsjaj na površini. Na infracrvenim teleskopima rad će se kretati brže, ali greške su moguće - a na optičkim teleskopima rezultat će biti pouzdan, iako po cijenu vremena. Infracrveni orbitalni teleskop WISE, koji je proveo širokopojasna istraživanja 2009. godine, još nije otkrio Planet X, iako je dao prilično detaljne slike.

Stoga ga Brown, Batygin i drugi astronomi planiraju pronaći pomoću teleskopa Subaru na Havajskim otocima, koji se smatra jednim od najvećih i najkvalitetnijih na svijetu - promjer njegovog glavnog zrcala prelazi 8 metara! Osim toga, sposoban je raditi i u optičkom i u infracrvenom rasponu svjetlosti. Ali čak i s takvim alatom, znanstvenicima će trebati najmanje 5 godina da stanu na kraj problemu Planeta X.

Astronomi Mike Brown i Konstantin Batygin s Kalifornijskog instituta za tehnologiju u Pasadeni o otkriću kandidata za deveti planet Sunčevog sustava izvan orbite Plutona. Ovo otkriće moglo bi postati jedno od najsenzacionalnijih u ovom desetljeću, usporedivo s otkrićem novog kontinenta na Zemlji. Rezultate potrage za Planetom X autori su objavili u The Astronomical Journalu. Science News i Nature News ukratko govore o njima.

Što je otkriveno

Planet X je objekt veličine Neptuna i deset puta veći od mase Zemlje. Nebesko tijelo kruži oko Sunca u vrlo izduženoj i nagnutoj orbiti s periodom od 15 tisuća godina. Najbliža udaljenost između Sunca i Planeta X je 200 astronomskih jedinica (to je sedam puta više od udaljenosti između Neptuna i zvijezde), a maksimum se procjenjuje na 600-1200 astronomskih jedinica. Ovo dovodi orbitu objekta iz Kuiperovog pojasa, gdje se nalazi Pluton, prema Oortovom oblaku.

Zašto deveti planet

Definicija planeta Međunarodne astronomske unije (IAU) odnosi se samo na nebeska tijela u Sunčevom sustavu. Prema njemu, zaobljeno masivno tijelo smatra se planetom, koje je očistilo blizinu svoje orbite od velikog broja manjih tijela. IAU službeno priznaje postojanje pet patuljastih planeta. Jedan od njih (Ceres) nalazi se u asteroidnom pojasu između orbite Marsa i Jupitera, drugi (Pluton, Eris, Makemake i Haumea) su izvan orbite Neptuna. Najveći od njih je Pluton.

Ukupno, prema IAU-u, postoji osam planeta u Sunčevom sustavu. Najveći i najmasivniji od njih je Jupiter. Pluton se odlukom IAU-a 2006. godine prestao smatrati planetom, jer ne ispunjava jedan od kriterija koji ga određuju (dominacija njegove orbite u svemiru). Do sada su astronomi otkrili više od 40 kandidata za patuljaste planete. Znanstvenici procjenjuju da u Sunčevom sustavu može postojati više od dvije tisuće patuljastih planeta, od kojih se 200 nalazi unutar Kuiperovog pojasa (na udaljenosti od 30 do 55 astronomskih jedinica od Sunca). Ostali su izvan njega.

Definicija planeta kao patuljastog je kontroverzna među znanstvenicima. Posebno, dimenzije nebeskog tijela mogu igrati odlučujuću ulogu u ovom slučaju. Planet X, kao peti po masi i veličini nebeskog tijela Sunčevog sustava poznatog znanosti, svakako se ne može smatrati patuljkom. Neobična orbita i podrijetlo Planeta X mogu dovesti do revizije IAU definicije patuljastog planeta.

Slika: NASA / JPL-CALTECH

Kako su se otvorili

Za postojanje Planeta X sumnjalo se 2014. godine. Tada su Chadwick Trujillo iz opservatorija Gemini na Havajima i Scott Sheppard iz Carnegie Institutiona u Washingtonu objavili članak u Natureu, gdje su izvijestili o otkriću na udaljenosti od 80 astronomskih jedinica (Pluton je 48 astronomskih jedinica od Sunca) od Sunca trans-neptunski objekt 2012. VP113. Astronomi su u svom radu također sugerirali da se na udaljenosti od 250 astronomskih jedinica od zvijezde nalazi planet veći od Zemlje.

Promatrački astronom Brown i stručnjak za računalnu astronomiju Batygin odlučili su opovrgnuti podatke Trujilla i Shepparda. Ali ispalo je drugačije. Znanstvenici su otkrili novi planet analizirajući podatke o njegovim gravitacijskim učincima na druga nebeska tijela izvan orbite Neptuna. Među njima je posebno kandidat za patuljasti planet Sedna koji su 2003. otkrili Brown, Trujillo i David Rabinowitz. Računalno modeliranje i teorijski izračuni koje su proveli Brown i Batygin objašnjavaju rezultate promatranja postojanjem Planeta X. Astronomi procjenjuju vjerojatnost pogreške u svojim zaključcima na 0,007 posto.

Kako je nastao Planet X

Astronomi još ne mogu dati točan odgovor na pitanje podrijetla Planeta X. Oni teže sljedećoj hipotezi. U zoru postojanja Sunčevog sustava postojalo je pet velikih protoplaneta, od kojih su četiri tvorila moderne Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Međutim, oko tri milijuna godina nakon njihova rođenja, gravitacija prva dva nebeska tijela izbacila je Protoplanet X iz orbite Neptuna.

Struktura i sastav Planeta X

Podrijetlo Planeta X sugerira da je izvorno bio sličan ledenim divovima Uranu i Neptunu. Potonji je 17 puta teži od Zemlje, a promjer mu je četiri puta veći od promjera Plavog planeta. Uran i Neptun su klasificirani kao ledeni divovi. Njihovu atmosferu čine plinovi (vodik, helij i ugljikovodici) i čestice leda (voda, amonijak i metan). Ispod atmosfere divova nalazi se plašt od vode, amonijaka i metanskog leda, ispod kojeg leži čvrsta jezgra od metala, silikata i leda. Planet X može imati sličnu jezgru i plašt bez guste atmosfere.

Kritika

Nebeski mehaničar Alessandro Morbidelli iz Nice bio je referent za rad znanstvenika u The Astronomical Journalu. Bio je optimističan u pogledu šansi da astronomi Brown i Batygin otkriju Planet X. Posljednje, ali ne manje važno – zahvaljujući autoritetu znanstvenika. Planetolog Hal Levison iz Colorada bio je skeptičan prema radu kolega, pozivajući se na žurbu Brownovih i Batyginovih zaključaka i potrebu za daljnjom provjerom. Kako sami otkrivači Planeta X primjećuju, astronomi će vjerovati u svoje otkriće tek kada budu mogli promatrati planet kroz teleskop.

Što je sljedeće

Kako bi otkrili Planet X, astronomi su rezervirali vrijeme u japanskom Subaru opservatoriju na Havajima. Trujillo i Sheppard će se u potrazi za planetom natjecati sa znanstvenicima. Potvrda postojanja nebeskog tijela može potrajati i do pet godina. Ako se otkrije, objekt bi mogao postati deveti planet u Sunčevom sustavu. Ranije potrage za Planetom X u Sunčevom sustavu dovele su znanstvenike do otkrivanja Neptuna (1864.) i Plutona (1930.). Nema sumnje da će postojanje devetog planeta biti potvrđeno.

"Ona je ogromna"

Otkrivač devetog planeta Sunčevog sustava o novom kozmičkom tijelu

Fotografija: R. Hurt / Centar za infracrvenu obradu i analizu / Ljubaznošću Kalifornijskog instituta za tehnologiju / AP

Otkriće devetog planeta u Sunčevom sustavu od strane dvojice astronoma s Kalifornijskog instituta za tehnologiju u Pasadeni postalo je poznato 20. siječnja. Jedan od njih - rođeni Rus Konstantin Batygin - ispričao je Lente.ru o potrazi za Planetom X, poteškoćama s imenom novog nebeskog tijela i neriješenim misterijama Sunčevog sustava.

"Lenta.ru": Koji je planet koji ste otkrili?

: Ne spada u kategoriju patuljastih planeta. Ovo nebesko tijelo je prilično masivno. Naš model daje masu od desetak Zemljinih, ovaj planet je jednostavno gigantski. Sada se definira kao nebeski objekt čije gravitacijsko polje dominira tim dijelom Sunčevog sustava.

Općenito, čak se i ne postavlja pitanje: je li to planet ili ne. Znamo za to jer njegova gravitacija utječe na orbite udaljenih objekata u Kuiperovom pojasu. Samo matematičko modeliranje oslanja se na to da ovaj planet ima dovoljno mase da gravitacijski dominira Sunčevim sustavom.

Što je s njegovim fizičkim svojstvima?

Proračuni nam, nažalost, daju samo masovne i opće karakteristike. Možemo samo pretpostaviti da je po kemijskom sastavu sličan Uranu ili Neptunu. Točnije, reći ćemo nešto kada se na planet pošalje uređaj poput New Horizonsa. Iako je let daleko, i trebat će jako dugo čekati.

Odakle je došao Planet X?

Vjerujemo da je nastala u prva tri milijuna godina Sunčevog sustava, dakle prije oko 4,5 milijardi godina, od otprilike istog materijala kao i Uran i Neptun. Dok je Sunčev sustav još bio obavijen oblakom plina, ovaj planet je gravitacijski raspršen u dužu orbitu.

Jeste li bili vođeni opažanjima Chadwicka Trujilla i Scotta Shepparda o trans-neptunskom objektu 2012 VP113 2004.?

Pouzdali smo se u njihov rad. Ono što su pronašli naziva se argumentom perihela mnogih orbita u Kuiperovom pojasu. Ispada da je to samo dio priče. Stvarnost je za red veličine jednostavnija i fundamentalnija: daljnje orbite u Kuiperovom pojasu izgledaju u približno istom smjeru. Njihove fizičke orbite su gotovo iste. I upravo je taj temeljni trenutak doveo do činjenice da smo uspjeli izračunati orbitu "Planeta 9".

Slika: NASA / JPL-CALTECH

Koliko brzo se nadate da ćete pronaći planet sa Subaru teleskopom? Vaši kolege, poput profesora Hala Levisona, raduju se izravnim opažanjima.

U principu, rezultate iz jedne noći promatranja dobivamo prilično brzo. Problem je što vam treba puno noći: trebate ispitati prilično velik dio neba. Stoga mislim da ako se integriramo, moramo potrošiti dvije ili tri godine da pronađemo planet koji smo predvidjeli.

Ima li ovaj planet mjesece?

Mislimo da je tako. Moje kolege i ja slažemo se da ne postoje razlozi koji bi to spriječili. Mogu li se vidjeti teleskopom? Vjerojatno. Ali teško je...

Jeste li razmišljali kako nazvati novi planet?

Mike Brown i ja (Mike Brown, koautor Konstantina Batygina - cca. "Trake.ru") vjerujemo da je bolje povjeriti svjetsku zajednicu. Nije na nama dvoje da odlučujemo. Opet, o tome još nismo razmišljali: imamo teoretski model, ali planet nije pronađen astronomski.

Mogu li postojati drugi planeti u Sunčevom sustavu?

Mislim da. Ne postoji ništa što bi proturječilo takvoj mogućnosti. No, trenutno nemamo podataka koji bi ukazivali da, osim devetog planeta, postoji još nešto.

Kada će promatračka astronomija stati na kraj ovoj priči?

Dobro pitanje. Do sredine 20. stoljeća činilo se da je promatračka astronomija završila svoj rad u Sunčevom sustavu. Pokazalo se da to nije tako.

U principu, Sunčev sustav je ogroman, gravitacijsko polje Sunca dominira jako daleko: dominantno završava negdje nakon sto tisuća astronomskih jedinica, a male objekte vidimo u Kuiperovom pojasu na udaljenosti od najviše osamdeset astronomskih jedinica. Ostalo je još veliko nepoznato područje.

Na Zemlji se grade tri glavna teleskopa odjednom: divovski Magellanov teleskop (GMT), tridesetmetarski teleskop (TMT) i Europski ekstremno veliki teleskop (E-ELT). Hoće li oni biti korisni u takvim istraživanjima?

Projekti koje ste spomenuli su svakako važni. Međutim, za traženje planeta poput našeg prikladniji su teleskopi poput Subarua, čija je kamera dizajnirana da pokrije veći dio neba. Isti TMT bit će dobar za karakterizaciju i loš za pretraživanje.

Što ako otkriće devetog planeta ne bude potvrđeno?

Najdramatičniji presedan je otkriće Neptuna 1846. od strane Urbana Le Verriera, koji je koristio matematičke modele slične onima koje imamo danas. Ali naš je model za red veličine detaljniji i složeniji: koristi se superračunalima.

A Le Verrierovi izračuni potvrđeni su u jednoj noći promatranja.

Održavate li kontakte s ruskim kolegama?

U Rusiji sam živio do 1994. godine, nakon čega sam se s obitelji preselio u Japan, a potom u SAD. Uglavnom sam teoretičar, ponekad komuniciram putem e-pošte s kolegama iz Rusije i Rusima koji rade u SAD-u i drugim zemljama.

Ne čitam ruske medije jer nemam dovoljno vremena. Pokušavam se baviti samo znanošću. Mogu reći da je Rusija i dalje jaka u teorijskoj znanosti: ima mnogo dobrih znanstvenika. Pada mi na pamet priča o Mihailu Lidovu, koji je 1950-ih izračunao učinak koji se danas zove Lidov-Kozaijeva rezonancija. Ljudi dugo nisu shvaćali koliko je taj učinak važan. Lidov je desetljećima bio ispred čovječanstva, a takvih znanstvenika još uvijek ima u Rusiji.