Новый шаг к обнаружению Девятой планеты Солнечной Системы

Перевод внезапной статьи с сайта NASA ^[1], которая уже успела наделать много шума

Доказательства существования спорной Девятой планеты обнаружены в обзорах неба, проведенных с разницей в 23 года

Если объект действительно является Девятой планетой, он будет больше Нептуна и находиться в 700 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Лучший кандидат на роль неуловимой Девятой планеты был обнаружен в двух глубоких инфракрасных обзорах, проведенных с разницей в 23 года. Если этот загадочный объект действительно Девятая планета, он должен иметь массу больше Нептуна и в настоящее время находиться примерно в 700 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Возможность существования дополнительных планет в нашей солнечной системе предлагалась много раз под такими названиями, как «Планета X ^[2]», поскольку эксперты считали, что концепция дополнительной планеты в нашем окружении космоса может объяснить воспринимаемую регулярность массовых вымираний на Земле. Возможно, говорили они, периодический приток комет , которые падают на Землю, подталкивается к нам невидимой планетой. Однако предполагаемая периодичность массовых вымираний не выдержала проверки, и поэтому необходимость в этой конкретной Планете X отпала. Это приводит нас к Девятой Планете.

Девятая планета не связана с концепцией Планеты X, а была выдвинута в 2016 году Майклом Брауном и Константином Батыгиным из Калифорнийского технологического института для объяснения необычного скопления орбит некоторых объектов в поясе Койпера , таких как Седна. Эта предполагаемая Девятая планета будет массивнее Земли и будет вращаться по очень эксцентричной траектории, которая уведет ее на сотни астрономических единиц от Солнца (одна астрономическая единица — это расстояние между Землей и Солнцем). Так далеко ее будет крайне сложно обнаружить.

Однако ожидается, что Девятая планета будет выглядеть ярче в среднем и дальнем инфракрасном свете, чем в видимом свете.

Теперь группа под руководством астронома Терри Лонг Фана (Terry Long Phan) из Национального университета Цинхуа на Тайване изучила архивы двух обзоров неба в дальнем инфракрасном диапазоне в поисках Девятой планеты — и, как ни странно, они нашли нечто, что, возможно, является Девятой планетой.

Инфракрасный астрономический спутник IRAS был запущен в 1983 году и исследовал вселенную почти год, прежде чем был выведен из эксплуатации. Затем, в 2006 году, Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) запустило AKARI, еще один инфракрасный астрономический спутник, который был активен с 2006 по 2011 год.

Команда Фана искала объекты, которые появились в базе данных IRAS, а затем, как оказалось, переместились к моменту, когда AKARI взялся за поиски. Количество движения на небе будет крошечным — около трех угловых минут в год на расстоянии около 700 астрономических единиц (AU). Одна угловая минута составляет 1/60 углового градуса.

Но есть дополнительное движение, которое команда Фана должна была учесть. Когда Земля вращается вокруг Солнца, наш взгляд на положение очень удаленных объектов немного меняется в результате эффекта, называемого параллаксом . Это то же самое явление, что и когда вы подносите указательный палец к лицу, закрываете один глаз и смотрите на свой палец, а затем переключаете глаза — кажется, что ваш палец движется, потому что вы смотрите на него с немного другой позиции.

Девятая планета будет казаться движущейся по небу из-за параллакса, поскольку Земля движется вокруг Солнца. В любой конкретный день она может казаться в одном положении, затем через шесть месяцев, когда Земля находится по другую сторону Солнца, она может сместиться в другое положение, возможно, на 10–15 угловых минут — затем, через шесть месяцев после этого, она будет казаться смещенной обратно в свое первоначальное положение. Чтобы удалить эффекты параллакса, команда Фана искала Планету Девять в одну и ту же дату каждый год в данных AKARI, потому что в любую заданную дату она будет появляться в одном и том же месте с нулевым смещением параллакса каждый год.

Затем они также тщательно изучили каждый объект-кандидат, который их поиск выдавал ежечасно. Если кандидат — это быстро движущийся, близкий объект, то его движение можно было бы обнаружить из часа в час, и, следовательно, его можно было бы исключить.

Тщательный поиск привел команду Фана к единственному объекту — крошечной точке на инфракрасных данных.

Он появляется в одном положении на изображении IRAS 1983 года, хотя он не был в этом положении, когда смотрел AKARI. Однако есть объект, видимый AKARI в положении 47,4 угловых минут, которого нет на изображении IRAS, и он находится в диапазоне, который Девятая планета могла пройти за это время. Другими словами, этот объект переместился немного дальше по своей орбите вокруг Солнца за 23 или более лет между IRAS и AKARI.

Знание его движения в этот промежуток времени недостаточно, чтобы экстраполировать полную орбиту объекта, поэтому пока невозможно сказать наверняка, является ли это Девятой планетой. Во-первых, астрономам необходимо восстановить ее на более современных снимках.

«Как только мы узнаем положение кандидата, более длительная экспозиция с текущими большими оптическими телескопами может обнаружить его», — сказал Фан Space.com ^[3]. «Однако последующие наблюдения с оптическими телескопами все еще должны охватывать около трех квадратных градусов, потому что Девятая планета сместилась бы с позиции, где AKARI обнаружил ее в 2006 году. Это осуществимо с камерой с большим полем зрения, такой как Dark Energy Camera , которая имеет поле зрения три квадратных градуса на четырехметровом телескопе Blanco [в Чили]».

Основываясь на яркости объекта-кандидата на снимках IRAS и AKARI, Фан оценивает, что объект, если это действительно Девятая планета, должен быть массивнее Нептуна. Это стало неожиданностью, поскольку он и его команда искали тело размером с супер-Землю. Предыдущие исследования, проведенные NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), исключили любые планеты размером с Юпитер до 256 000 а. е. и любые планеты размером с Сатурн до 10 000 а. е., но меньший мир размером с Нептун или Уран все еще мог остаться незамеченным. Фан рассказал Space.com ^[3], что он искал своего кандидата в данных WISE, «но не нашел убедительного аналога, потому что он переместился с позиции 2006 года», и, не зная его орбиты более точно, мы не можем сказать, куда он переместился.

Еще одна загадка заключается в том, как Девятая планета, если она реальна, оказалась на орбите, которая потенциально приближает ее на 280 а.е. и отдаляет на 1120 а.е., что находится далеко за пределами области других планет. Для сравнения, самая удаленная планета, Нептун , находится в 30 а.е. (2,8 миллиарда миль или 4,5 миллиарда километров) от Солнца. На расстоянии 700 а.е. Девятая планета будет находиться в 65 миллиардах миль (105 миллиардов километров) от Солнца.

«Одна из возможностей заключается в том, что Девятая планета сформировалась ближе к Солнцу, возможно, недалеко от региона, где сформировались Юпитер , Сатурн , Уран и Нептун, а затем была гравитационно рассеяна вовне одной или несколькими из этих гигантских планет в ранние дни существования Солнечной системы», — сказал Фан.

В качестве альтернативы, возможно, это была блуждающая планета, подхваченная Солнцем, возможно, в самом начале истории Солнечной системы, когда Солнце еще находилось близко к своим собратьям и планеты могли быть выброшены и захвачены другими системами.

Это не первый случай, когда кандидат на Девятую планету был обнаружен в инфракрасных данных. В 2021 году астроном Майкл Роуэн-Робинсон из Имперского колледжа в Лондоне обнаружил объект в данных IRAS, который имел предполагаемую массу от трех до пяти масс Земли и находился гораздо ближе к Солнцу, примерно в 225 а. е. Однако обнаружение не было подтверждено и не было сделано ни в одном другом наборе данных, например, AKARI. Фан считает, что его кандидат имеет гораздо больше оснований претендовать на то, чтобы быть Девятой планетой, поскольку он был обнаружен как IRAS, так и AKARI.

Действительно ли это Девятая планета, покажет только время. С учетом того, что вскоре будет запущен космический телескоп Нэнси Грейс Роман для проведения глубоких обзоров неба с высоким разрешением, а также с учетом обсерватории Веры К. Рубин, которая должна увидеть первый свет в этом году, а также с учетом возможностей уже существующей Камеры темной энергии, если Девятая планета действительно существует, ей становится все меньше мест, где можно спрятаться.

Объект-кандидат описан группой Фана в статье ^[4], принятой к публикации в Publications of the Astronomical Society of Australia.

Перевёл с английского Андрей Климковский ^[5]

Об авторе: