Czy istnieje Planeta 9, czy nie? Czy na obrzeżach naszego Układu Słonecznego istnieje planeta o wystarczającej masie, aby wyjaśnić ruchy odległych obiektów? A może odpowiedzialny jest dysk z lodowego materiału? Nie ma jeszcze bezpośrednich dowodów na istnienie planety 9, ale coś o wystarczającej masie wpływa na orbity odległych obiektów Układu Słonecznego.
Nowe badanie sugeruje, że dysk z lodowego materiału powoduje dziwne ruchy zewnętrznych obiektów Układu Słonecznego i że nie musimy wymyślać innej planety, aby wyjaśnić te ruchy. Badanie pochodzi z
Profesor Jihad Touma z American University of Beirut i
Antranik Sefilian, doktorant na Wydziale Matematyki Stosowanej i Fizyki Teoretycznej w Cambridge. Ich wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Astronomical Journal.
Idea innej planety w najdalszych zakątkach naszego Układu Słonecznego jest atrakcyjna. Pobudza poszukiwaczy przygód w każdym z nas. Dla astronoma lub astronomów, którzy mogą go w końcu odkryć, byłoby to ukoronowanie. Kto nie chciałby być znany jako odkrywca zupełnie nowej planety tutaj, w naszym Układzie Słonecznym? To o wiele bardziej ekscytujące niż bycie osobą, która ostatecznie potwierdziła masę płyty z lodowym materiałem.
Ponieważ astronomowie stali się lepsi w badaniu i zrozumieniu odległego Układu Słonecznego, znaleźli coraz więcej obiektów. W ciągu ostatnich 15 lat astronomowie odkryli około 30 obiektów transneptunalnych (TNO), które poruszają się po wysoce eliptycznych orbitach. Najnowszym był „Goblin”, ciało z orbitą, która zabiera go aż do 2300 jednostek AU od Słońca.
Ponieważ ciała te nie oddziaływują grawitacyjnie z innymi planetami w Układzie Słonecznym, musi istnieć jakiś inny agregat masy, który kształtuje ich orbity. I chociaż wyjaśnienia dotyczące Planety 9 zyskały popularność na przestrzeni lat, nie ma bezpośrednich dowodów na to, że planeta jest odpowiedzialna za kształtowanie tych dziwnych orbit.
„Hipoteza Planeta Dziewiąta jest fascynująca, ale jeśli hipotetyczna dziewiąta planeta istnieje, to jak dotąd uniknęła wykrycia”.
Współautor badania Antranik Sefilian, doktorant w Wydziale Matematyki Stosowanej i Fizyki Teoretycznej w Cambridge.
Nowe badanie sugeruje, że dysk z lodowego materiału jest odpowiedzialny za wysoce eliptyczne orbity odległych obiektów. Nie jest to pierwsza teoria, która to sugeruje, ale jest to pierwsza, która może wyjaśnić obserwowane orbity, jednocześnie uwzględniając masę i grawitację pozostałych ośmiu planet w naszym Układzie Słonecznym.
30 TNO podróżujących po tych wysoce eliptycznych orbitach jest częścią większej grupy TNO i obiektów tworzących Pas Kuipera. Pas Kuipera składa się z materiału pozostałego po powstaniu Układu Słonecznego. Większość tych obiektów porusza się prawie okrągłymi ścieżkami wokół Słońca. Ale 30, które nie podróżują prawie okrągłymi orbitami, mają inną orientację przestrzenną i to wymaga wyjaśnienia.
Najczęściej omawianym wyjaśnieniem jest Planeta Dziewięć. Planeta Dziewięć musiałaby być około 10 razy masywniejsza niż Ziemia. Ta planeta, ukryta w mrocznych zakątkach Układu Słonecznego, sprowadziłaby te 30 ciał na swoje niezwykłe orbity.
Problem polega na tym, że nikt jeszcze go nie wykrył Planeta Dziewiąta, i jest to znane tylko z obserwowanego efektu.
„Hipoteza Planet Nine jest fascynująca, ale jeśli hipotetyczna dziewiąta planeta istnieje, to jak dotąd uniknęła wykrycia” - powiedział współautor Antranik Sefilian, doktorant w Wydziale Matematyki Stosowanej i Fizyki Teoretycznej w Cambridge. „Chcieliśmy sprawdzić, czy może istnieć inna, mniej dramatyczna i być może bardziej naturalna przyczyna niezwykłych orbit, które widzimy w niektórych TNO. Pomyśleliśmy, zamiast pozwolić na dziewiątą planetę, a potem martwimy się o jej powstanie i niezwykłą orbitę, dlaczego po prostu nie uwzględnić grawitacji małych obiektów stanowiących dysk poza orbitą Neptuna i zobaczyć, co ona dla nas robi?
Nowe badanie opiera się na szczegółowym modelowaniu Układu Słonecznego, a także na obserwacjach innych układów słonecznych.
Touma i Sefilian modelowali pełną dynamikę przestrzenną TNO za pomocą połączonego działania gigantycznych planet zewnętrznych i masywnego, rozszerzonego dysku materiału poza Neptuna. Obliczyli model, który może wyjaśnić wysoce eliptyczne, przestrzennie skupione orbity 30 TNO. Zidentyfikowali także zakresy i kształty masy lodowego krążka materiału. Co więcej, byli w stanie wymusić stopniowe zmiany jego orientacji (lub szybkości precesji), które wiernie odtworzyły odstające orbity TNO.
„Jeśli usuniesz planetę dziewięć z modelu i zamiast tego zezwolisz na wiele małych obiektów rozrzuconych na dużym obszarze, kolektywne atrakcje między tymi obiektami mogłyby równie łatwo wyjaśnić ekscentryczne orbity, które widzimy w niektórych TNO”, powiedział Sefilian, który jest Gates Cambridge Scholar i członek Darwin College.
Więc sprawa zamknięta? Nie do końca.
„Chociaż nie mamy bezpośrednich dowodów obserwacyjnych dla dysku, nie mamy go również dla Planet Nine, dlatego badamy inne możliwości”.
Antranik Sefilian
Łatwo jest zaproponować inną nieodkrytą planetę o odpowiedniej masie, aby wyjaśnić te obserwowane orbity. Ale jak dotąd taka planeta unikała wykrycia. Ale w pewnym sensie dysk teorii lodowatego materiału cierpi z tego samego powodu. Łatwo jest to zaproponować, a zbudowanie udanego modelu matematycznego, który obsługuje teorię lodowatego dysku, przynajmniej dowodzi, że jest to możliwe, ale nie zostało jeszcze wykryte.
W rzeczywistości wcześniejsze próby oszacowania masy lodowych obiektów poza Neptunem zsumowały jedynie około jednej dziesiątej masy Ziemi, co nie wystarcza do wyjaśnienia tej dziwnej gromady orbit. Model stworzony przez dwóch naukowców odpowiedzialnych za to nowe badanie wymaga dziesięciokrotnie większej masy.
To jest miejsce, w którym ma miejsce obserwacja innych układów słonecznych.
„Problem polega na tym, że gdy patrzysz na dysk z wnętrza systemu, prawie niemożliwe jest zobaczenie wszystkiego naraz”.
Antranik Sefilian.
„Obserwując inne układy, często badamy dysk otaczający gwiazdę macierzystą, aby wywnioskować właściwości dowolnych planet na orbicie wokół niego” - powiedział Sefilian. „Problem polega na tym, że gdy obserwujesz płytę z wnętrza systemu, prawie niemożliwe jest zobaczenie wszystkiego naraz. Chociaż nie mamy bezpośrednich dowodów obserwacyjnych dla dysku, nie mamy go również dla Planet Nine, dlatego badamy inne możliwości. Niemniej jednak warto zauważyć, że obserwacje analogów pasa Kuipera wokół innych gwiazd, a także modeli formowania się planet, ujawniają ogromne populacje szczątków. ”
Inne układy słoneczne mają tarczę z lodowego materiału pozostałą z ich formowania, o masie wystarczającej do uwzględnienia wysoce eliptycznych orbit obiektów na krawędzi układów. Czy to samo może być prawdą w naszym Układzie Słonecznym? Czy może istnieć zarówno dysk z lodowego materiału, jak i Planeta 9?
Sefilian tak uważa. „Możliwe jest również, że obie rzeczy mogą być prawdą - może istnieć ogromny dysk i dziewiąta planeta. Wraz z odkryciem każdego nowego TNO zbieramy więcej dowodów, które mogłyby pomóc wyjaśnić ich zachowanie. ”
W tym wydaniu prezentowane są informacje o naukowcach, którzy starają się odkryć dowody, czasem się zgadzają, a czasem gwałtownie się nie zgadzają.
Badanie, zwłaszcza wprowadzenie i wnioski, przedstawia i przytacza inne badania, które zarówno wspierają, jak i nie zgadzają się z tym. Wciąż jesteśmy w początkowej fazie rozumienia odległego Układu Słonecznego w najdrobniejszych szczegółach. Wraz z pojawieniem się potężniejszych teleskopów w Internecie w ciągu najbliższych kilku lat oraz z potężniejszymi komputerami i ulepszonymi metodami obserwacji, kwestią czasu jest wyjaśnienie dziwnych orbit tych odległych ciał.
Źródła:
- Artykuł badawczy: ZWIEDZANIE W SAMO-GRAWITACYJNEJ DYSKU OBIEKTÓW TRANSNEPTUNIJSKICH
- Informacja prasowa: Tajemnicze orbity w najbardziej oddalonych obszarach Układu Słonecznego nie są spowodowane przez „Planetę Dziewiątą”, twierdzą naukowcy
- Artykuł w Space Space: Nowa planeta karłowata znaleziona na obrzeżach Układu Słonecznego, dająca astronomom więcej amunicji w poszukiwaniu dowodów na planetę 9
- Informacja prasowa Caltech: Badacze Caltech znajdują dowody prawdziwej dziewiątej planety
- Artykuł badawczy: DOWODY NA ODLEGŁĄ PLANETĘ GIANT W SYSTEMIE SŁONECZNYM
