Ти куди сховалася? Що відомо про пошуки загадкової Дев’ятої планети — де вона може бути і коли ми її виявимо

Згідно з останніми уявленнями вчених, у Сонячній системі існує вісім планет. Спочатку йдуть чотири кам’янисті планети, які розташовані ближче до Сонця — Меркурій, Венера, Земля та Марс. За ними розташувалися чотири їхні газові та крижані сусіди — Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун — які мають набагато більші розміри і разюче відрізняються за своєю структурою.

Своєрідним кордоном між четвірками планет виступає пояс астероїдів, який поділяє Сонячну систему на її зовнішню та внутрішню частини.

Раніше астрономи вважали, що дев’ятою планетою є Плутон. Проте 2006 року його розжалували — тепер йому залишається задовольнятися званням найбільшої карликової планети Сонячної системи.

Дев’ята планета, як уважають астрономи, є цілковитою протилежністю Плутону. Вона загалом має сильно відрізнятися від усіх планет у Сонячній системі.

Учені виявили її за гравітаційним упливом на орбіти деяких карликових планет і крижаних об'єктів, а отже, вона повинна бути досить масивною, щоб так серйозно впливати відразу на кілька об'єктів.

Нещодавно Браун і Батигін провели додаткові дослідження та моделювання, які дозволили їм побудувати передбачувану орбіту Дев’ятої планети. Також вони визначили її приблизне місцезнаходження, позначивши його червоним кольором і запропонувавши всім охочим приєднатися до пошуків.

Підрахунки показали, що Дев’ята планета повинна бути масивнішою за Землю в 6,2 рази, а її перигелій становить близько 300 астрономічних одиниць (1 а.о. — це відстань від Сонця до Землі) або майже 45 млрд км.

Зараз планета, швидше за все, міститься чи не в найвіддаленішій від Сонця точці. Зважаючи на те, що на повний оберт їй потрібно близько 10−15 тис. земних років, навряд чи нам удасться безпосередньо поспостерігати за загадковим об'єктом. Для порівняння — на один оберт навколо Сонця у Нептуна йде близько 165 земних років.

Альтернативна Дев’ята планета

Деякі симуляції, проведені під час дослідження Бреттом Ґладманом з Університету Британської Колумбії та Кетрін Вовк з Університету Арізони, показали, що еволюція Сонячної системи ідеально поєднується з наявністю ще однієї планети у її зовнішній частині.

Вони відзначають, що кам’янисті планети в нашій космічній квартирі розташовані лише біля Сонця, а за поясом астероїдів є винятково газові (Юпітер, Сатурн) і крижані гіганти (Уран, Нептун). «Здається дивним, що природа створила чотири ядра гігантських планет, однак у зовнішній частині Сонячної системи обмежилася лише карликовими планетами», — пишуть вони у своїй роботі.

Учені впевнені, що колись — а, можливо, і зараз — там існували одна або навіть кілька кам’янистих планет розміром із Марс. Однак вони не змогли втриматися на своїх орбітах через потужну гравітацію газових гігантів, які виштовхнули своїх кам’янистих побратимів у далекі нетрі Сонячної системи, де вони можуть переховуватися досі.

Критики ідеї Дев’ятої планети

Ідея існування Дев’ятої планети також має і противників. Наприклад, астрономи Пенсільванського університету припустили, що орбіти малих тіл, на які впливає таємниче щось, могли змінитися через гравітацію інших масивних об'єктів — і це не обов’язково має бути саме планета.

Астрофізики з Гарварду, а також Даремського й Іллінойського університетів пішли ще далі і навіть висунули гіпотезу, що цим іншим масивним об'єктом може бути чорна діра розміром з апельсин. Підтвердити це припущення ми зможемо, коли ця чорна діра поглине якийсь об'єкт, випустивши в космос неабияку дозу радіації, яку ми й зафіксуємо.

Є ще скептичніші вчені. Команда дослідників під керівництвом Кевіна Нап'єра з університету Мічігану провела своє моделювання, результати якого засмутили шанувальників теорії про Дев’яту планету: учені вважають, що припущення Брауна й Батигіна засноване на дуже непрямих даних, які не враховують цілої картини.

Згідно з дослідженням, у нас немає жодних фундаментальних доказів про існування Дев’ятої планети. Аргумент Брауна та Батигіна про кластеризацію небесних тіл і гравітаційний уплив на деякі з них нібито розбивається тим, що вони зафіксували лише деякі з об'єктів, які рухаються не так, як більшість інших, проте вони не є єдиними подібними об'єктами. А отже, цей ефект може бути не таким дивним — просто ми не бачимо цілісної картини, через що наше сприйняття спотворюється.

До критики ідеї про Дев’яту планету приєдналася й Енн-Марі Медіган, доцентка кафедри астрофізики в Колорадському Університеті: «Якщо Дев’ята планета справді існує, вона повинна міститися на настільки дивній орбіті й так далеко у зовнішній частині Сонячної системи, що це поставить під сумнів знання про формування та динаміку планет. На цій планеті не існує нічого нормального», — каже вона.

Медіган уважає, що за поясом Койпера існує ще одна велика група крижаних тіл. Симуляції, проведені її командою, показали, що деякі тіла дійсно можуть обертатися навколо Сонця дивною траєкторією, описаною Брауном і Батигіним. Більше того, деякі виявлені раніше карликові планети можуть бути частиною так званого поясу Здредік-Медіган, що потенційно налічує тисячі різних небесних тіл — від астероїдів до карликових планет.

Одним із таких представників цих об'єктів може бути Седна — карликова планета, яку виявили 2003 року. Її відстань від Сонця в перигелії складає 76,1 а.о., і, якщо припущення вчених правильне, то замість планети на задвірках Сонячної системи ми можемо виявити ще тисячі подібних об'єктів. Навряд чи вони стануть об'єктами такої самої уваги вчених, як гіпотетична Дев’ята планета. Однак це відкриття також буде досить гучним, адже це величезна кількість об'єктів, про які просто зараз ми навіть не підозрюємо.

Раніше Медіган вивчала обертання зірок навколо надмасивних чорних дір. Вона з’ясувала, що згодом зірки починають усе сильніше впливати одна на одну через власну гравітацію, поступово кидаючи свої орбіти та групуючись у невеликі кластери, які згодом можуть перерости у кульові скупчення. Учена вважає, що подібні процеси відбуваються і в Сонячній системі — просто в менших масштабах: замість чорної діри — одна зірка, а замість тисячі зірок — планети та дрібніші космічні тіла.

Медіган упевнена, що її гіпотеза краще лягає в канву наших наявних знань про еволюцію планет і зірок. Поява в такому дивному місці Дев’ятої планети була б захопливою, проте для пояснення цього феномену нам довелося б визнати, що десь в основі наших теорій про еволюцію світу існує велика прогалина. З іншого боку, існування ще одного поясу з дрібних тіл є цілком логічним.

Рішення має прийти вже скоро

Незабаром дискусію розбавлять дані, які збере Обсерваторія імені Віри Рубін, яку зараз будують на чилійському піку Ель-Пеньон. Реалізаціє проєкту почали ще 2014 року і мали закінчити зовсім недавно, проте цьому завадила пандемія. Наразі вчені очікують, що телескоп запрацює 2024 року — і тоді ми зможемо розгадати загадку Дев’ятої планети.

Одне із завдань обсерваторії — побудувати карту розташування та руху малих тіл Сонячної системи. У межах цього завдання телескоп скануватиме серед іншого пояс Койпера, що допоможе вченим пояснити справжню причину кластеризації об'єктів, а також те, що могло б уплинути (якщо такий уплив справді був) на їхні орбіти.

За сучасними підрахунками, у зовнішній Сонячній системі існує близько 4 тис. об'єктів. Астроном Вашингтонського університету Маріо Юрич упевнений, що за перші два роки роботи обсерваторія збільшить це число як мінімум до 40 тис., а то й до 100 тис. об'єктів. Це буде найкращий із подібних телескопів у розпорядженні людства, точні та високотехнологічні інструменти якого розглянуть Сонячну систему в найкращій деталізації з усіх можливих досі.

Юрич із колегами провели серію симуляцій, які показали, що телескоп зможе поставити крапку в питанні про існування гіпотетичної Дев’ятої планети у так званому поясі Здредік-Медіган. Якщо вченим удасться виявити велику кількість карликових планет та інших об'єктів, це буде досить вагомим доказом на користь теорії Медіган. Їхнє існування дозволить довести, що пояс має достатню масу, щоб пояснити аномалії, спостережувані зараз у Сонячній системі.

Однак якщо подібних тіл існує недостатньо, то альтернативна теорія про існування Дев’ятої планети в тій області нашого світу стане провідною.

Так чи інакше, Юрич уважає, що перші два роки роботи обсерваторії точно вирішать цю суперечку. Що б ми не виявили на задвірках Сонячної системи, учений упевнений, що це буде щось грандіозне, щось, «що ми можемо знайти лише раз на покоління».