Вчені роками шукають загадкову Дев’яту планету. Китайський астроном придумав спосіб її знайти

Першими гіпотезу про існування дев’ятої планети висунули астрономи з Каліфорнійського технологічного інституту Майк Браун і Костянтин Батигін. У своїй статті вони припустили, що на околиці Сонячної системи існує ще одна планета, яка в п’ять разів більша за Землю.

Пізніше вони провели додаткові моделювання та дослідження, які дозволили їм побудувати можливу орбіту Дев’ятої планети. Також вони визначили її приблизне місцезнаходження та запропонували науковому товариству приєднатися до пошуків. Оновлені підрахунки показали, що Дев’ята планета масивніша за Землю в 6,2 рази.

Проте є одна проблема — це гіпотетична планета розташована так далеко (її перигелій становить близько 300 астрономічних одиниць або майже 45 млрд км), що побачити її майже неможливо. До того ж, ми обрали ледь не найгірший час для подібних пошуків, адже зараз планета, скоріш за все, знаходиться чи не в найвіддаленішій від Сонця точці.

Моделювання орбіти показало, що на повний оберт навколо нашої зірки цій планеті потрібно близько 10−15 тис. земних років (на один оберт навколо Сонця у Нептуна, найвіддаленішої планети станом на зараз, йде близько 165 років).

Ще одним можливим поясненням проблем учених з виявленням Дев’ятої планети є те, що замість неї може бути кийсь інший об'єкт — наприклад, дуже маленька чорна діра. Останнім часом ця гіпотеза набула неабиякої популярності. Ці об'єкти фактично не відбивають світло, а тому є невидимими для нас, що також пояснює, чому ми не можемо побачити її.

Як би не було насправді, щоб дізнатися усю правду, нам потрібно ідентифікувати цей об'єкт. Проте поки що його пошуки є марними, попри усі зусилля.

Вихід є?

Астроном з Гонконгу Ман Хо Чан вважає, що ситуація не є безнадійною. Він пропонує підійти до пошуків Дев’ятої планети трохи з іншої сторони — та спробувати побачити не сам об'єкт, а його супутники, які, скоріш за все, у нього будуть. Його стаття буде опублікована у науковому журналі The Astrophysical Journal, а зараз доступна на сервісі препринтів arXiv.

Серед усіх планет Сонячної системи супутники є у всіх планет, крім Меркурія та Венери. У Землі є Місяць — наша планета є єдиною гордою володаркою одного супутника. У Марса їх два — Фобос (який поступово розривається гравітацією Марса) і Деймос.

А от у зовнішній частині Сонячної системи ситуація змінюється кардинально. У Юпітера існує як міімум 80 супутників, у Сатурна — 83, у Урана — 27, у Нептуна — 14. Навіть у Плутона є цілих 5 супутників. Це можна пояснити як більшою кількістю астероїдів та іншого космічного каміння, яке існує у цій області, так і масою самих планет, які своєю гравітацією «ловлять» об'єкти, що проходять поряд із ними.

Гіпотетична Дев’ята планета існує у регіоні, де вона має ще більші шанси зібрати собі цілу зграю супутників, адже поруч є пояс Койпера та хмара Оорта — області, у яких існує величезна кількість астероїдів та схожих об'єктів.

Чан провів розрахунки та дійшов до висновку, що імовірність утворення супутникової системи навколо Дев’ятої планети є дуже високою. Окрім того, що ця планета є достатньо масивною та знаходиться у багатому на різноманітні невеликі космічні об'єкти регіоні, біля неї немає інших планет, які могли б завадити їй захоплювати потенційні супутники, пише вчений.

«Якщо у гіпотетичної Дев’ятої планети існує система супутників, то єдиним можливим методом спостереження за нею буде виявлення можливих сигналів від них», — пише Чан.

Він підрахував, що якщо якесь небесне тіло розміром близько 100 кілометрів у поперечнику буде супроводжувати планету, а його середній орбітальний радіус становитися 10 тис. кілометрів, то вчені за допомогою телескопа ALMA могли б помітити його теплове випромінювання у вигляді радіосигналів. Обертання на такій відстані від планети розігріє об'єкт до температури у -173 °C — це значно вище, ніж у порівнянні з іншими космічними тілами.

«Єдиним можливим поясненням існування об'єкта з такою температурою на такій відстані від Сонця є те, що це — природний супутник планети. Річ у тім, що карликовим планетам не вистачить маси, щоб розігріти свій супутник до -173 °C», — пояснює вчений.

Цікаво, що у регіоні, де може розтшовуватися Дев’ята планета, має бути немало об'єктів таких розмірів. Враховуючи, що поряд з гіпотетичною Дев’ятою планетою не існує інших космічних тіл такої маси, вона могла б зібрати навколо себе як мінімум 20 супутників розміром близько 100−140 кілометрів у поперечнику.

А що, якщо це не та планета, яку ми шукаємо? Або азагалі не планета?

Враховуючи, що досі вченим не вдалося отримати жодних оптичних або радіосигналів, останнім часом все більш популярною стає гіпотеза про те, що це — первинна чорна діра. Це — одні з найдавніших наших сусідів у Всесвіті, які з’явилися в перші моменти його створення. А тому такий варіант розвитку подій напевне сподобався б деяким вченим, адже такі об'єкти допомогли б нам краще вивчити зародження та еволюцію нашого світу.

Помітити її звичайним шляхом неможливо — мало того, що цьому заважає сама природа чорних дір, які не відбивають світло, так і її розмір, зважаючи на масу, має бути приблизно як апельсин.

Є ще одна цікава ідея щодо походження загадкової Дев’ятої планети. Моделювання, над яким працювали Бретт Ґладман з Університету Британської Колумбії та Кетрін Вовк з Університету Арізони показало, що раніше у зовнішній частині Сонячної системи, також могли існувати кам’яні планети. Проте з часом їх виштовхнула з їхніх орбіт гравітація газових гігантів — Юпітера, Сатурна та Урана. Так одна з кам’яних планет могла опинитися у далеких нетрях Сонячної системи, де вона гіпотетично переховується і досі.

Нещодавно міжнародна команда вчених запропонувала відправити до гіпотетичної Дев’ятої планети космічні кораблі. В залежності від технології, яка використовувалась би інженерами, на такий шлях пішло б від 7 до 75 років. Проте, звичайно, поки що дуже рано говорити про імовірність реалізації подібної місії.

Є також одразу кілька досліджень, які пропонують використовувати прийом гравітаційного лінзування для виявлення Дев’ятої планети. Цей ефект виникає, коли масивний об'єкт своїм гравітаційним полем викривляє світло небесного тіла, що знаходиться за ним. Таким чином, гравітація цього масивного об'єкта відіграє роль лінзи — такого собі «природного телескопа».

Чан, однак, вважає, що маса гіпотетичної Дев’ятої планети невелика для проведення подібних спостережень. За його словами, щоб виявити планету у такий спосіб, потрібні дуже чутливі вимірювання, які дуже важко підтвердити. Тому вчений переконаний, що найефективнішим буде пошук супутникової системи планети. «Це — своєчасний, а головне ефективний метод для підтвердження гіпотези щодо існуватти Дев’ятої панети і перевірки того, чи є вона темним об'єктом, чи ні», — підсумовує він.