Поиски таинственного планетарного тела за Нептуном сузили круг его возможного местонахождения — если оно вообще существует, пишет американский астроном, писатель и популяризатор науки Фил Плейт в журнале Scientific American
Существует ли Девятая планета?
Эта загадка мучает учёных уже несколько десятилетий, но ответ на неё - и предполагаемая планета - остается неуловимым. Астрономы, ведущие поиски потенциальной планеты, вращающейся по орбите нашего Солнца далеко за Нептуном, недавно сообщили, что им удалось определить, где она может находиться в небе, и устранить 78 процентов возможных мест её укрытия. Хотя это и увеличивает шансы на существование планеты, остается ещё много неба для поиска, включая места, которые гораздо сложнее просеять.
Наблюдая за другими звездами, мы знаем, что возможность существования такого пока еще не открытого мира не так уж и далека (образно говоря). В 2000 году астрономы опубликовали работу о том, что вокруг звезды HD 163296 может существовать экзопланета на расстоянии почти 50 миллиардов километров, что в 10 раз больше расстояния Нептуна от Солнца (не скрою: я был одним из авторов этой работы), и гораздо дальше, чем предполагали тогдашние модели. Действительно, позже было обнаружено несколько планет, вращающихся вокруг этой звезды на большом расстоянии. Так что априори можно предположить, что в холодных, темных глубинах нашей Солнечной системы может существовать планета. Она может быть даже довольно большой, размером с ледяной гигант вроде Нептуна.
Первые достоверные наблюдения, подтверждающие существование такой планеты по соседству с нами, появились в конце 2003 года, когда был открыт транснептуновый объект (или ТНО) Седна. При размере около 1 000 километров в поперечнике она классифицируется как карликовая планета, а ее орбита очень необычна: она никогда не приближается к Солнцу ближе, чем на 11 миллиардов километров, что намного дальше орбиты Нептуна, и достигает поразительных 140 миллиардов километров в самом отдаленном месте; для сравнения, это более чем в 75 и 900 раз больше расстояния между Землей и Солнцем, соответственно. Теоретические модели показывают, что тело с такими характеристиками трудно сформировать на месте. Более вероятно, что оно сформировалось ближе к Солнцу, а невидимая планетарная масса, находящаяся дальше - Девятая планета, - вытащила его на нынешнюю орбиту. Открытие второго подобного странного объекта, 2012 VP113, побудило астрономов Чада Трухильо и Скотта Шеппарда выдвинуть предположение о возможном существовании именно такого планетарного тела во внешней части Солнечной системы.
По мере обнаружения все большего числа ТНО, особенно очень далеких, выявилась необычная и неожиданная закономерность. Они движутся по эллиптическим орбитам, которые должны быть ориентированы в любом направлении, но вместо этого, казалось, имеют необычное выравнивание: все их длинные оси (то, что астрономы называют главными осями) были приблизительно выровнены. Не точно параллельны, но достаточно близки, чтобы возникло подозрение, что происходит что-то неслучайное. В 2016 году астрономы Калтеха Константин Батыгин и Майк Браун (полное раскрытие: Браун - мой личный друг) опубликовали работу, в которой показали, что орбиты этих объектов не только выровнены по ориентации, но и имеют одинаковый наклон по отношению к орбите Земли. Вероятность такого выравнивания в столь малой выборке, по их мнению, была намного меньше 1 процента. Они также утверждают, что виновником может быть планетарный объект, масса которого в 10 раз больше массы Земли, и его гравитация со временем притягивает эти далекие ледяные тела, выравнивая их.
В шутку они дали этой гипотетической планете прозвище Девятая планета (или P9), немного подтрунивая над астрономами, всё ещё недовольными тем, что Международный астрономический союз понизил планетарный статус Плутона в 2006 году. И раз уж я заговорил об этом, добавлю, что я не думаю, что "планета" - это что-то, что нам нужно определить; на самом деле, я не думаю, что её можно определить. Это понятие, а не определение, как "красный" или "континент". Границы вокруг таких слов нечеткие, и мы не должны позволять нашим мыслям о них быть слишком ограниченными произвольными определениями.
Как бы то ни было, со временем появились и другие косвенные доказательства существования P9, в частности, небольшой наклон оси вращения Солнца. Ни одно из них не было убедительным, но все они были достаточно любопытны, чтобы астрономы продолжали искать виновника. Тем не менее, все косвенные свидетельства в мире (или мирах) не сводятся к одному прямому наблюдению планеты. Так что игра была начата.
Многие телескопы проводят обзор неба - широкоугольные съемки, в ходе которых на карту наносятся большие участки неба в поисках того, что астрономы называют "переходными процессами": объектов, меняющих яркость или положение с течением времени. К ним относятся взрывающиеся звезды, чёрные дыры, судорожно поглощающие материю, астероиды и, возможно, Девятая планета.
Браун и Батыгин возглавили работу по изучению данных поиска. Вместе со своим коллегой Мэтью Холманом они опубликовали последние результаты в апрельском номере журнала Astronomical Journal за 2024 год.
Используя выравнивания ТНО и работая в обратном направлении, они рассчитали наиболее вероятную орбиту для P9, вычислив её приблизительную форму и пространство ориентации. К сожалению, фактическое положение возможной планеты на её орбите не ограничено. Это означает, что она может находиться в любом месте на своем пути вокруг Солнца, а значит, большая часть неба всё ещё потенциально скрывает планету Девять.
В поисках этого исторического открытия астрономы прочесали множество прошлых обзоров неба. Сначала наблюдения Dark Energy Survey (DES) дали отрицательный результат после изучения около 10 процентов пространства, где может скрываться Планета Девять. Затем 56 процентов этого возможного пространства было исключено, если проанализировать трёхлетние данные, полученные с помощью Zwicky Transient Facility (ZTF). Наконец, они обратились к обзору Pan-STARRS1, который с 2009 по 2015 год охватывал три четверти всего неба, видимого с телескопа на вершине Халеакала на острове Мауи. Астрономы прочесали все данные в поисках движущегося объекта, который соответствовал бы предсказанному поведению Планеты Девять. Это непростая задача: сначала они нашли 1,3 миллиарда объектов, но с помощью различных методов смогли сократить их число до 244 миллионов. На обработку этих данных ушли месяцы компьютерного времени.
К сожалению, ни одна планета не обнаружила себя в полученных данных. В совокупности с исследованиями DES и ZTF (и с учетом перекрытий в покрытии) астрономы теперь устранили 78 процентов укрытий P9.
Это увеличивает шансы на то, что предполагаемая планета существует. Но хотя она и уменьшилась, это еще не конец. 22 процента неба, где она может скрываться, включают большой кусок, который смотрит в плоскость нашей галактики Млечный Путь, где звезды расположены гораздо более плотно друг к другу, что усложняет поиск. Если она там и есть, то хорошо спрятана. Обсерватория имени Веры Рубин, которая, как ожидается, будет полностью введена в эксплуатацию в 2025 году, сможет эффективно исследовать эти участки неба, так что, возможно, скоро мы узнаем, что представляет собой P9.
Считаю ли я лично, что он существует? Как ученый я не могу сказать однозначно. Но как человек я с готовностью признаю, что хочу, чтобы она существовала. Ещё одна планета в Солнечной системе! Мы бы узнали так много нового об этом далёком регионе, и это продвинуло бы наше понимание того, как формировалась и развивалась Солнечная система на протяжении веков. Но даже если астрономы не найдут P9, это не значит, что её никогда не существовало: странные выравнивания во внешней части Солнечной системы могли быть созданы в далёком прошлом, но тогда гравитация близкой проходящей звезды могла выбросить планету из нашей Солнечной системы.
Или она может быть где-то там, холодная и тёмная, и ждать, пока мы обнаружим её слабое свечение от отраженного света ужасно далекого Солнца. Даже если не считать Плутона, прошло почти столетие с момента открытия новой планеты Солнечной системы, а если не считать его, то ближе к двум столетиям. Скоро мы всё узнаем, так или иначе.
© Перевод с английского Александра Жабского.
Оригинал.
Буду несказанно благодарен если, зайдя однажды, останетесь с каналом навсегда.
Желающие поддержать канал, в ЧЕТВЁРТЫЙ раз поднимающийся из дзеновских руин, могут присылать донаты.
Номер карты Сбербанка — 2202 2068 8896 0247 (Александр Васильевич Ж.). Пожалуйста, сопроводите перевод сообщением: «Для Каморки».
