Den möjliga existensen av solsystemets nionde planet blev känd i januari 2016. Planet X är associerad med lutningen av solens rotationsaxel, förstörelsen av planetsystemet och förekomsten av katastrofer på jorden. Samtidigt har forskare avancerat för att förstå rollen för denna himmelkropp i solsystemet, modellerat dess interna struktur och föreslagit hypoteser som förklarar ursprunget till Planet X. "Lenta.ru" berättar om den senaste forskningen.
Den möjliga upptäckten av Planet X utanför Plutos bana rapporterades av astronomerna Mike Brown och Konstantin Batygin från California Institute of Technology i Pasadena (USA). Den troliga nionde planeten i solsystemet är ungefär tio gånger tyngre än jorden och kretsar kring stjärnan i en långsträckt bana (och i ett plan lutat relativt jordens bana) med en period på 15 tusen år. När det gäller dess fysiska och kemiska egenskaper liknar den isjättarna Uranus och Neptun. Enligt Brown och Batygin slogs detta rymdobjekt för 4,5 miljarder år sedan ur den protoplanetära skivan nära solen.
Det närmaste avståndet från det till solen är 200 astronomiska enheter (detta är sju gånger mer än från solen till Neptunus). Det maximala avståndet för Planet X uppskattas till 600-1200 astronomiska enheter, vilket sätter sin bana utanför Kuiper-bältet, där Pluto ligger. Brown och Batygin uppskattar sannolikheten för fel till 0,007 procent. Forskare upptäckte den nya planeten genom att analysera den gravitationella störningen den utövar på andra himmellegemer.
Fysik och kemi
Astronomerna Esther Linder och Christoph Mordasini från universitetet i Bern (Schweiz) kom till följande slutsatser om de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos denna himmelkropp. Radien är 3,7 gånger jordens. Atmosfärens temperatur, bestående av väte och helium, är minus 226 grader Celsius. Under gashöljet finns ett lager vattenis med en temperatur på minus 63 grader Celsius. Ännu djupare - ett tunt lager silikatmantel, under vilken en järnkärna är gömd. Dess temperatur uppskattas till 3,4 tusen grader Celsius. Enligt astronomer avger planet X cirka tusen gånger mer energi än det absorberar och svalnar gradvis. Forskare tror att Planet X är en mindre kopia av gasjättarna Uranus och Neptunus.
Möjlig struktur för Planet X
Kampanjvideo:
Bild: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern
Amerikanska astronomkollegor tror att färgen på Planet X är mörkblå, mörkare än Neptunus, som har en mörkblå nyans i det optiska området, och Uranus med sitt ljusblå gasformiga kuvert. Eftersom temperaturerna på Planet X är extremt låga finns det praktiskt taget ingen metangas i atmosfären, till skillnad från Neptuns gashölje. Denna förening kondenserar enligt forskare och ligger vid basen av planetens atmosfär eller dess moln.
Besökande gäst
Om Brown och Batygin tror att Planet X slogs ut ur en protoplanetär skiva nära solen, så tänker deras kollegor från Sverige och Frankrike annorlunda: en himmelsk kropp kan vara en exoplanet som solen fångade från en närliggande stjärna. I sitt arbete övervägde forskarna ett scenario enligt vilket Planet X fångades av solen från en annan stjärna i sitt födelsekluster. Solen befann sig i en gruppering av flera tusen unga stjärnor, och planeter rörde sig mellan dem med låga hastigheter (ungefär en kilometer per sekund).
Orbit of Planet X (markerad i gult)
Bild: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Detta kräver att tre villkor uppfylls samtidigt. För det första skulle fångsten av Planet X av solen ha skett på ett avstånd av cirka 150 astronomiska enheter från den (för att undvika störningar från Kuiper-bältet). För det andra var exoplaneten tvungen att kretsa kring en annan stjärna i ett kluster på långt avstånd från den (från hundra astronomiska enheter). Detta skulle göra det möjligt för solen att övervinna påverkan på Planet X av sin första stjärna. Det tredje villkoret är att det efter solfångandet av exoplaneten är möjligt att reproducera solens nuvarande dynamiska konfiguration. I modelleringen som utförs inom ramen för N-kroppsproblemet har astronomer visat att alla tre villkoren kan uppfyllas.
Astronomer tror att klusterfasen varar cirka hundra miljoner år, och detta räcker nog för distribution av massiva och avlägsna planeter (som Neptunus) mellan de tyngsta stjärnorna. På samma sätt kan man förklara naturen hos många transneptuniska föremål i Kuiperbältet - de som ligger på ett avstånd av 30 till 55 astronomiska enheter från solen.
Att städa
Planet X är enligt spanska och brittiska astronomer kapabel att störa himmelskroppens banor i solsystemet och kasta dem ur den. Forskare analyserade påverkan från Planet X på rörelsen av sex extrema föremål bortom Neptuns bana, vars halvhuvudaxel överstiger 150 astronomiska enheter och periheliet är 30 astronomiska enheter.
Simuleringar har visat att banorna på dvärgplaneten Sedna och kandidaten 2012 VP113 kommer att förbli stabila de närmaste hundra miljoner åren. Å andra sidan är banorna för de transneptuniska föremålen 2004 VN112, 2007 TG422 och 2013 RF98 (dessa himmellegemer når 100-300 kilometer i diameter) instabila och efter flera tiotals miljoner år kan de kastas ut ur solsystemet av Planet X.
Dessutom förklarade påverkan från Planet X, franska och brasilianska astronomer lutningen av solsystemets Laplace-plan. Forskare undersökte dynamiken i de fyra jätteplaneterna - Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Var och en av dessa himlakroppar påverkar solsystemets totala vinkelmoment, vinkelrätt mot Laplace-planet. Astronomer har studerat effekterna av Planet X på solen och jätteplaneter. Det visade sig att denna effekt förklarar lutningen på sex grader mellan Laplace-planet och solekvatorns plan.
Den analytiska modellen beskriver mängden lutning beroende på massa, excentricitet (omloppsförlängningsparameter), halvhuvudaxel för planet X: s omloppsbana och egenskaper hos jättar. Några dagar före publiceringen av denna upptäckt presenterade astronomen Elizabeth Bailey liknande slutsatser i samarbete med upptäckarna av Planet X.
Solrörelsesmodell
Bild: arXiv.org
Vissa forskare har också vågat sig i mer djärva hypoteser. Astrofysikerna Daniel Whitmeier och John Mats från USA har skyltat på Planet X för massutrotningen av djur på jorden var 27: e miljon år. Teorin bygger på det faktum att banan av Planet X: s rotation runt solen långsamt lutar och var 27: e miljon år korsar den Kuiper-bältet (beläget 30 till 55 AU från solen). Detta leder till gravitationella störningar och Planet X skjuter kometer från Kuiper-bältet in i det inre av solsystemet. De bombarderar planeterna (inklusive jorden). När de närmar sig solen sönderdelas de i fragment, vilket gör det svårt för solljus att nå himmelkroppar (inklusive jorden).
Enligt forskare är detta scenario det mest acceptabla för en kosmisk förklaring av massutrotningen av djur. Två andra scenarier - närvaron av en andra stjärna bredvid solen och vertikala svängningar av stjärnan när den roterar runt galaxens centrum, som författarna noterar, får inte paleontologisk bekräftelse. För första gången föreslog Whitmeier och Mats sin hypotes 1985. Deras studie publicerades av Nature and Time (med bild på omslaget). Enligt forskarnas initiala hypotes är Planet X en till fem gånger tyngre än jorden och ligger hundra gånger längre bort från solen.
Vad kommer härnäst
Astronomerna Carlos och Raul de la Fuente Marcos tror att det inte finns en, utan två superjordar utanför Plutos bana. De tillgängliga uppgifterna om perihelionpedessionen av Sedna, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 och 2013 RF98 är enligt författarnas arbete en bra förklaring om vi antar närvaron av minst två jätte himmellegemer, varav en kan vara en planet X. Sedan 2014 har Carlos och Raul de la Fuente Marcos pratat om möjligheten att det finns två superjordar utanför Pluto.
Alla slutsatser om Planet X baseras inte på direkta observationer, utan på analysen av dess inverkan på andra himmellegemer och datormodelleringsdata. Enligt astronomer räcker 20 dagars observationer vid det japanska Subaru-observatoriet på Hawaii (USA) för direkt upptäckt av Planet X. Forskare hoppas kunna reservera tid för detta vid observatoriet. Sedan, enligt Brown och Batygin, kommer existensen av Planet X äntligen att bevisas.
Andrey Borisov
