Ты куда спряталась? Что известно о поисках загадочной Девятой планеты — где она может быть и когда мы ее обнаружим

Согласно последним представлениям ученых, в Солнечной системе существует восемь планет. Сначала идут четыре каменистые планеты, которые расположены ближе к Солнцу — Меркурий, Венера, Земля и Марс. За ними следуют четыре их газовых и ледяных соседа — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — которые обладают намного большими размерами и разительно отличаются по своей структуре.

Своеобразной границей между четверками планет выступает пояс астероидов, который разделяет Солнечную систему на ее внешнюю и внутреннюю части.

Раньше астрономы считали, что девятой планетой является Плутон. Однако в 2006 году его разжаловали — теперь ему остается довольствоваться званием самой большой карликовой планеты Солнечной системы.

Девятая планета же, как считают астрономы, является полной противоположностью Плутону. Она в целом должна сильно отличаться от всех планет в Солнечной системе.

Ученые обнаружили ее по гравитационному влиянию на орбиты некоторых карликовых планет и ледяных объектов, а значит она должна быть достаточно массивной, чтобы так серьезно влиять сразу на несколько объектов.

Недавно Браун и Батыгин провели дополнительные исследования и моделирования, которые позволили им построить предполагаемую орбиту Девятой планеты. Также они определили ее приблизительное местонахождение, обозначив его красным цветом и предложив всем желающим присоединиться к поискам.

Подсчеты показали, что Девятая планета должна быть массивнее Земли в 6,2 раза, а ее перигелий составляет около 300 астрономических единиц (1 а.о. — это расстояние от Солнца до Земли) или почти 45 млрд км.

Сейчас планета скорее всего находится едва ли не в самой удаленной от Солнца точке. Учитывая так то, что на полный оборот ей потребуется около 10−15 тыс. земных лет, вряд ли нам удастся напрямую пронаблюдать за загадочным объектом. Для сравнения — на один оборот вокруг Солнца у Нептуна уходит около 165 земных лет.

Альтернативная Девятая планета

Некоторые симуляции, проведенные во время исследования Бреттом Гладманом из Университета Британской Колумбии и Кэтрин Волк из Университета Аризоны, показали, что эволюция Солнечной системы идеально сочетается с наличием еще одной планеты во ее внешней части.

Они отмечают, что каменистые планеты в нашей космической квартире находятся только возле Солнца, а за поясом астероидов существуют исключительно газовые (Юпитер, Сатурн) и ледяные гиганты (Уран, Нептун). «Кажется странным, что природа создала четыре ядра гигантских планет, однако во внешней части Солнечной системы ограничилась лишь карликовыми планетами», — пишут они в своей работе.

Ученые уверены, что когда-то — а, возможно, и сейчас — там существовали одна или даже несколько каменистых планет размером с Марс. Однако они не смогли удержаться на своих орбитах из-за мощной гравитации газовых гигантов, которые вытолкнули своих каменистых собратьев в далекие дебри Солнечной системы, где они могут скрываться до сих пор.

Критики идеи Девятой планеты

У идеи существования Девятой планеты также есть и противники. К примеру, астрономы Пенсильванского университета предположили, что орбиты малых тел, на которые влияет таинственное нечто, могли измениться из-за гравитации других массивных объектов — им необязательно должна быть именно планета.

Астрофизики из Гарварда, а также Даремского и Иллинойского университетов, пошли еще дальше и даже выдвинули гипотезу, что этим другим массивным объектом может быть черная дыра размером с апельсин. Подтвердить это предположение мы сможем, когда эта черная дыра поглотит какой-нибудь объект, выпустив в космос изрядную дозу радиации, которую мы и зафиксируем.

Есть и еще более скептично настроенные ученые. Команда исследователей под руководством Кевина Напьера из Мичиганского университета провела свое моделирование, результаты которого расстроили поклонников теории о Девятой планете: ученые считают, что предположение Брауна и Батыгина основано на очень косвенных данных, которые не учитывают целой картины.

Согласно исследованию, у нас нет нет никаких фундаментальных доказательств о существовании Девятой планеты. Аргумент Брауна и Батыгина о кластеризации небесных тел и гравитационном влиянии на некоторые из них якобы разбивается тем, что они зафиксировали лишь некоторые из объектов, которые двигаются не так, как большинство других, однако они не являются единственными подобными объектами. А значит, этот эффект может быть не таким уж странным — просто мы не видим целостной картины, из-за чего наше восприятие искажается.

К критике идеи о Девятой планете присоединилась и Энн-Мари Мэдиган, доцент кафедры астрофизики в Колорадском Университете: «Если Девятая планета действительно существует, она должна находиться на настолько странной орбите и так далеко во внешней части Солнечной системы, что это поставит под сомнения все наши знания о формировании и динамике планет. На этой планете не существует ничего нормального», — говорит она.

Мэдиган считает, что за поясом Койпера существует еще одна большая группа ледяных тел. Симуляции, проведенные ее командой, показали, что некоторые тела действительно могут вращаться вокруг Солнца по странной траектории, описанной Брауном и Батыгиным. Более того, некоторые обнаруженные ранее карликовые планеты могут быть частью так называемого пояса Здредик-Мэдиган, который потенциально насчитывает тысячи различных небесных тел — от астероидов до карликовых планет.

Одним из таких представителей этих объектов может быть Седна — карликовая планета, которую обнаружили в 2003 году. Ее расстояние от Солнца в перигелии составляет 76,1 а.о., и, если предположение ученых верно, то вместо планеты на задворках Солнечной системы мы можем обнаружить еще тысячи подобных объектов. Вряд ли они станут объектами такого же пристального внимания ученых, как гипотетическая Девятая планета. Однако это открытие также будет достаточно громким, ведь это огромное количество объектов, о которых прямо сейчас мы даже не подозреваем.

Раньше Мэдиган изучала вращение звезд вокруг сверхмассивных черных дыр. Она выяснила, что со временем звезды начинают все сильнее влиять друг на друга из-за собственной гравитации, постепенно бросая свои орбиты и группируясь в небольшие кластеры, которые со временем могут перерасти в шаровые скопления. Ученая считает, что подобные процессы происхоядт и в Солнечной системе — просто в меньших масштабах: вместо черной дыры — одна звезда, а вместо тысячи звезд — планеты и более мелкие космические тела.

Мэдиган уверена, что ее гипотеза лучше ложится в канву наших существующих знаний об эволюции планет и звезд. Появление в таком странном месте Девятой планеты было бы интригующим, однако для объяснения этого феномена нам бы пришлось признать, что где-то в основе наших теорий об эволюции мира существует какой-то большой пробел. С другой стороны, существование еще одного пояса из мелких тел вполне логично.

Решение должно прийти уже скоро

Совсем скоро дискуссию разбавят данные, которые соберет Обсерватория имени Веры Рубин, строящаяся сейчас на чилийском пике Эль-Пеньон. Реализация проекта началась еще в 2014 году, и должна была закончиться совсем недавно, однако этому помешала пандемия. Сейчас ученые ожидают, что телескоп заработает в 2024 году — и уже тогда мы сможем решить загадку Девятой планеты.

Одна из задач обсерватории — построить карту расположения и движения малых тел Солнечной системы. В рамках этой задачи телескоп будет сканировать в том числе и пояс Койпера, что поможет ученым объяснить настоящую причину кластеризации объектов, а также то, что могло бы повлиять (если такое влияние действительно было) на их орбиты.

Согласно современным подсчетам, во внешней Солнечной системе существует около 4 тыс. объектов. Астроном Вашингтонского университета Марио Юрич уверен, что за первые два года работы обсерватория увеличит это число как минимум до 40 тыс., а то и до 100 тыс. объектов. Это будет лучший из подобных телескопов в распоряжении человечества, точные и высокотехнологичные инструменты которого рассмотрят Солнечную систему в наилучшей детализации из всех возможных до сих пор.

Юрич с коллегами провели серию симуляций, которые показали, что телескоп сможет поставить точку в вопросе о существовании гипотетической Девятой планеты в так называемом поясе Здредик-Мэдиган. Если ученым удастся обнаружить большое количество карликовых планет и других объектов, это будет достаточно веским доказательством в пользу теории Мэдиган. Их существование позволит доказать, что пояс обладает достаточной массой, чтобы объяснить наблюдаемые сейчас аномалии в Солнечной системе.

Однако если подобных тел существует недостаточно, то альтернативная теория о существовании Девятой планеты в той области нашего мира определенно станет ведущей.

Так или иначе, Юрич считает, что первые два года работы обсерватории точно решат этот спор. Что бы мы ни обнаружили на задворках Солнечной системы, ученый уверен, что это будет нечто грандиозное, что-то, «что мы можем найти лишь раз в поколение».