Tidigare i år rapporterade media att amerikanska forskare K. Batygin och M. Brown från California Institute of Technology i Pasadena upptäckte en ny planet i solsystemet. Det ligger utanför Pluto och har samma storlek som Pluto.
Denna planet kretsar kring solen i en långsträckt bana med en frekvens på 15 tusen år. I sin kemiska sammansättning liknar den mycket Uranus och Neptun. Enligt forskare slogs detta objekt ut ur den protoplanetära skivan nära solen för ungefär 4,5 miljarder år sedan.
Det närmaste avståndet mellan denna planet och solen är cirka 200 astronomiska enheter. Forskare uppskattar det maximala avståndet till 600-1200 astronomiska enheter. Således kan det antas att planetens omlopp går bortom Kuiper-bältet, där Pluto ligger.
Det tar fem år att bekräfta förekomsten av en ny himmelkropp, och i händelse av ett positivt resultat kan det upptäckta objektet bli solsystemets nionde planet. Det måste sägas att tidigare försök också gjordes för att söka efter Planet X, vilket ledde till upptäckten av sådana planeter som Neptunus (1864) och Pluto (1930).
Astronomer söker för närvarande. Saken är att de exakta koordinaterna för den nya planeten inte fastställdes, forskare indikerade bara den del av himlen där den kan placeras.
Efter att ett annat transneptuniskt objekt, Sedna, upptäcktes 2003 kom forskarna till slutsatsen att det finns ett annat objekt i utkanten av solsystemet som påverkar banorna på Kuiper-bältets planeter. Sedna, som är 76 astronomiska enheter från solen, måste skyddas från påverkan av befintliga planeter. Men när andra transneptuniska föremål upptäcktes (2012 GB17, 2012 VP113), blev det uppenbart att något påverkade deras banor.
Under astrofysiska studier meddelade Batygin och Brown likheten mellan banorna för alla kända föremål som ligger bortom Neptuns bana på ett avstånd av mer än 230 astronomiska enheter från solen. Samtidigt uppskattade forskarna sannolikheten för en slumpmässig sammanfallning av banor till högst 0,007 procent. Dessutom har banorna på de föremål som ligger på ett större avstånd från solen än andra transneptuniska kroppar sådana liknande egenskaper att detta enligt astrofysiker bara kan förklaras med närvaron av en annan nionde planet i solsystemet.
Forskarna är säkra på att den nya planeten måste vara tillräckligt långt från stjärnan och vara massiv för att påverka banorna för alla transneptuniska föremål och Sedna i den del av rymden där gravitationens fält för kända planeter inte sträcker sig. Forskare har skapat en matematisk modell som återigen bevisade förekomsten av små föremål vars banor är vinkelräta mot resten av solsystemets plan. Astrofysiker har föreslagit att dessa objekt kan vara asteroiderna Centaurs, som ligger mellan banorna i Neptunus och Jupiter. Det är värt att notera att tidigare astronomer inte kunde gissa banan för deras rörelse.
Kampanjvideo:
Brown och Batygin betraktade i sitt arbete flera huvudparametrar för transneptuniska kroppar. Den första av dessa är pericenterargumentet, det vill säga vinkeln som förbinder omloppspunkten närmast solen (perihelion) och själva stjärnan och riktningen från solen till den punkt där kroppen korsar den himmelska ekvatorn. Det andra argumentet är vinkeln mellan vårdagjämningen, där stjärnan korsar den himmelska ekvatorn, och riktningen till den stigande noden. Det tredje argumentet är vinkeln mellan ekliptiken (lutningen) och banans plan. Dessa parametrar har omvandlats för att visa var banans perihelium är och var banans pol kommer att projiceras.
Orbitalstolparna för alla sex tranneptuniska föremål och perihelpunkter, som visas i modellen, är grupperade på ett sådant sätt att sannolikheten för att den nya planeten påverkar dem är mer än 99 procent. Samtidigt har ytterligare tretton kroppar som ligger på ett avstånd av 100-300 astronomiska enheter från solen också liknande egenskaper, men sannolikheten för sammanfall i detta fall överstiger inte fem procent. De erhållna uppgifterna indikerar massan på den nya planeten och konfigurationen av dess bana. För att bestämma dessa egenskaper var forskarna tvungna att simulera solsystemets evolutionsprocess under den tidiga utvecklingsperioden. Modellen inkluderade 40 embryon med himmelska föremål (planetesimals), som är bildade av den protoplanetära skivans damm.
I den skapade modellen avlägsnades dessa föremål på maximalt avstånd från solen med 150-550 astronomiska enheter, och deras perihelium var på ett avstånd av 30-50 astronomiska enheter. Forskare för övervägande tog ett tidsintervall som motsvarade 4 miljarder år. Under sin forskning observerade de hur dessa himmelska föremål skulle bete sig under påverkan av kända planets och planet Xs gravitationsfält.
I modellen försökte forskare välja olika parametrar för den nya planetens bana och placera den på olika avstånd från solen. Betraktades tre alternativ för objektets massa: 0,1, 1 och 10 jordmassor. I slutändan fick forskare över 190 olika modeller.
Forskning har visat en hel del intressanta saker relaterade till planetizimels rörelse i banor. De rör sig i instabila kaotiska banor och kan kollidera med varandra eller flyga ut ur den protoplanetära skivan. Efter en tid stabiliseras banorna för dessa himmelska föremål. Astronomer valde parametrarna för banor, vars perihelion var ungefär 80 astronomiska enheter, eftersom sådana himmellegemer finns tillgängliga för observation i verkligheten. Forskare bestämde sig för att inte kontrollera enskilda objekt, men kontrollerade omedelbart hela intervall av omloppsvärden.
Därefter valdes 13 objekt slumpmässigt som togs bort från solen på maximalt avstånd. Detta slumpmässiga urval har utförts flera gånger. Mycket få simuleringar har visat sig ge en noll sannolikhet. Och bara i fallet då massan av Planet X var lika med en eller tio gånger jordens massa, motsvarade uppsättningen simuleringar de observerade processerna.
Forskare har föreslagit att den mystiska planeten, om den har samma massa som jorden, ska vara 200 astronomiska enheter bort från solen, och periheliet ska nå 60 astronomiska enheter. Enkelt uttryckt, den nya planeten bör röra sig längs en mycket långsträckt bana. Detta alternativ avvisades dock av forskare, eftersom Kuiper-bältet inte ingick i det.
Om vi antar att den nya planeten är tio gånger större och mer massiv än jorden, kan du få flera ganska acceptabla alternativ. Samtidigt övervägde forskare inte alternativ där massan på den nya planeten överstiger jordens massa mer än tio gånger, varför ytterligare forskning behövs.
En 3D-simulering användes för att bestämma andra omloppsparametrar, inklusive orbital lutning och perihelion argument. Som ett resultat var det möjligt att fastställa att lutningen för banan för ett nytt himmelobjekt kan sträcka sig från 20 till 40 grader.
Enligt astronomer är den nya planeten, precis som många jättexoplaneter, en gasjätt. Tidigare kunde forskare fastställa att det är möjligt att beräkna radien för sådana himmelobjekt på grund av deras massa på grund av förekomsten av ett statistiskt samband mellan dessa egenskaper, ungefär 0,34. Således kan du beräkna den ungefärliga radien för den nionde planeten i solsystemet - från två till nio radier av jorden. Troligtvis är denna planet en isjätt, som Uranus eller Neptun.
Det bör också noteras att forskare har försökt förutsäga vilka astronomiska tjänster som kan upptäcka en ny planet. Verktygen som kan göra detta är markbaserade teleskop i CRTS-programmet, liksom snabbinspektion och panoramateleskopundersökning och Pan-STARRS. En av de mest kraftfulla är det japanska teleskopet Subaru Telescope, som har observerat den del av himlen där det mesta av den nionde planetens omlopp förmodligen ligger sedan 2015. Det är mycket möjligt att forskare efter en tid kommer att kunna behaga med ny information om Planet X.