Введение
С конца XIX века астрономы подозревают, что на окраинах Солнечной системы скрывается неизвестная массивная планета. Сегодня она известна под неофициальным названием «Планета Девять». Исследования показывают, что аномальные орбиты ряда объектов пояса Койпера могут быть вызваны гравитационным влиянием такой планеты. Но где она? Почему до сих пор не найдена?
Современные методы поиска выходят за пределы видимого спектра — в инфракрасный диапазон. Именно в нем холодные и удалённые объекты, как предполагаемая Планета Девять, излучают заметное тепло. Недавнее исследование использовало уникальные данные двух инфракрасных спутников — IRAS (1983) и японского AKARI (2006–2007), разделённых 23 годами. Такой временной промежуток открывает возможность «увидеть» медленное движение далёкой планеты на фоне звёзд.
Почему инфракрасные наблюдения?
Планета Девять, предположительно, находится на расстоянии от 500 до 700 астрономических единиц (AU) от Солнца — в 20 раз дальше Нептуна. Свет от неё в оптическом диапазоне практически не достигает Земли. Но её собственное тепловое излучение, хоть и слабое, регистрируется в инфракрасных лучах.
IRAS и AKARI провели полные обзоры неба в ИК-диапазоне с чувствительностью до 0.2 Джански (единица измерения потока излучения). Однако, чтобы обнаружить движущийся объект вроде Планеты Девять, нужно было использовать не стандартные каталоги, а специализированные наборы данных, позволяющие отслеживать перемещения с точностью до нескольких угловых минут.
Как искали Планету Девять?
Авторы работы использовали метод «паров» — сопоставление источников из IRAS и AKARI, которые могли быть одной и той же движущейся точкой с интервалом в 23 года. Чтобы такая пара считалась кандидатом:
- объект должен был быть достаточно ярким;
- его положение должно было сместиться на 42–69.6 угловых минут (соответствует предполагаемой орбите);
- источники не должны находиться вблизи Галактической плоскости, где фон сильно мешает измерениям;
- спектральные характеристики (цвет, температура) должны соответствовать холодной планете с температурой ~30–50 К.
Также использовались более чувствительные, но менее надёжные списки AKARI, включающие источники без подтверждения в разные месяцы (AKARI-MUSL). Это важно, ведь настоящая Планета Девять должна быть видна только в течение короткого периода — она слишком далеко и движется слишком медленно.
Результаты
Из миллионов источников после многоступенчатого отбора осталось 13 потенциальных пар IRAS–AKARI. Лишь одна из них прошла финальную проверку по изображениям: объект виден на снимках IRAS в 1983 году, но отсутствует в том же месте на снимках AKARI 2006 года — и наоборот. Это указывает на движение, согласующееся с ожидаемым от далёкой планеты.
Инфракрасные характеристики этого объекта также соответствуют массе от 7 до 17 масс Земли и расстоянию 500–700 AU. Это делает его отличным кандидатом.
А это точно Планета Девять?
Нет. Чтобы подтвердить, что найденный объект действительно планета, необходимо проследить его движение по орбите — для этого нужно больше точек наблюдения. Пока есть только два кадра с интервалом в 23 года. Следующим шагом станут наземные оптические наблюдения, например, с помощью камеры DECam, способной регистрировать объекты до 26 звёздной величины — предела яркости, ожидаемого от Планеты Девять.
Если объект подтвердится и будет двигаться по орбите, предсказанной моделями, это станет крупнейшим открытием в Солнечной системе за последнее столетие.
Почему это важно?
Обнаружение Планеты Девять изменит наше представление о структуре Солнечной системы, объяснит аномальные орбиты ряда транснептуновых объектов и станет новым стимулом для изучения её истории. А главное — покажет, что даже спустя столетия после открытия Нептуна и Плутона, Солнечная система всё ещё полна загадок.
Подписывайтесь на канал чтобы не пропустить новые статьи