La începutul acestui an, mass-media a raportat că oamenii de știință americani K. Batygin și M. Brown de la California Institute of Technology din Pasadena au descoperit o nouă planetă în cadrul sistemului solar. Este în afara lui Pluto și are dimensiuni similare cu Pluto.
Această planetă se învârte în jurul Soarelui pe o orbită alungită cu o frecvență de 15 mii de ani. În compoziția sa chimică, este foarte asemănător cu Uranus și Neptun. Potrivit oamenilor de știință, acest obiect a fost scos din discul protoplanetar de lângă Soare în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani.
Cea mai apropiată distanță între această planetă și Soare este de aproximativ 200 de unități astronomice. Oamenii de știință estimează distanța maximă la 600-1200 de unități astronomice. Astfel, se poate presupune că orbita planetei depășește centura Kuiper, unde se află Pluto.
Este nevoie de cinci ani pentru a confirma existența unui nou corp ceresc și, în cazul unui rezultat pozitiv, obiectul descoperit poate deveni a noua planetă a sistemului solar. Trebuie spus că s-au făcut și încercări anterioare de căutare a Planetei X, ceea ce a dus la descoperirea unor planete precum Neptun (1864) și Pluto (1930).
Astronomii caută în prezent. Lucrul este că coordonatele exacte ale noii planete nu au fost stabilite, oamenii de știință au indicat doar acea parte a cerului în care poate fi localizată.
După ce un alt obiect trans-neptunian, Sedna, a fost descoperit în 2003, oamenii de știință au ajuns la concluzia că există un alt obiect la periferia sistemului solar care afectează orbitele planetelor centurii Kuiper. Sedna, care se află la 76 de unități astronomice de Soare, trebuie protejată de influența planetelor existente. Dar când au fost descoperite alte obiecte trans-neptuniene (2012 GB17, 2012 VP113), a devenit evident că ceva le afectează traiectoria.
În cursul studiilor astrofizice, Batygin și Brown au anunțat asemănarea orbitelor tuturor obiectelor cunoscute situate dincolo de orbita lui Neptun la o distanță de mai mult de 230 de unități astronomice de Soare. În același timp, oamenii de știință au estimat probabilitatea unei coincidențe aleatorii a orbitelor la cel mult 0,007 la sută. Mai mult decât atât, orbitele acelor obiecte care sunt situate la o distanță mai mare de Soare decât alte corpuri trans-neptuniene au caracteristici atât de similare încât, potrivit astrofizicienilor, acest lucru poate fi explicat doar prin prezența uneia, a noua, planetă a sistemului solar.
Oamenii de știință sunt siguri că noua planetă trebuie să fie suficient de departe de stea și masivă pentru a influența orbitele tuturor obiectelor trans-Neptuniene și Sedna în acea parte a spațiului în care câmpul gravitațional al planetelor cunoscute nu se extinde. Oamenii de știință au creat un model matematic care a dovedit încă o dată existența unor obiecte mici ale căror orbite sunt perpendiculare pe planul restului sistemului solar. Astrofizicienii au sugerat că aceste obiecte ar putea fi asteroizii Centauri, situați între orbitele lui Neptun și Jupiter. Este demn de remarcat faptul că astronomii anteriori nu puteau ghici traiectoria mișcării lor.
Video promotional:
În lucrarea lor, Brown și Batygin au considerat câțiva parametri de bază ai corpurilor transneptuniene. Primul dintre acestea este argumentul pericentrului, adică unghiul care leagă punctul orbital cel mai apropiat de Soare (periheliu) și de steaua însăși și direcția de la Soare la punctul în care corpul traversează ecuatorul ceresc. Al doilea argument este unghiul dintre echinocțiul de primăvară, unde steaua traversează ecuatorul ceresc și direcția către nodul ascendent. Al treilea argument este unghiul dintre ecliptică (înclinare) și planul orbitei. Acești parametri au fost transformați pentru a arăta unde este periheliul orbitei și unde va fi proiectat polul orbitei.
Polii orbitali ai tuturor celor șase obiecte transeptuniene și puncte de periheliu, așa cum arată modelul, sunt grupați în așa fel încât probabilitatea ca noua planetă să aibă impact asupra lor este mai mare de 99%. În același timp, alte treisprezece corpuri care se află la o distanță de 100-300 de unități astronomice de Soare au, de asemenea, caracteristici similare, dar probabilitatea coincidenței în acest caz nu depășește cinci la sută. Datele obținute indică masa noii planete și configurația orbitei acesteia. Pentru a determina aceste caracteristici, oamenii de știință au trebuit să simuleze procesul evolutiv al sistemului solar în prima perioadă de dezvoltare. Modelul a inclus 40 de embrioni de obiecte cerești (planetesimale), care sunt formate din praful discului protoplanetar.
În modelul creat, aceste obiecte au fost îndepărtate la distanța maximă de Soare cu 150-550 de unități astronomice, iar periheliul lor se afla la o distanță de 30-50 de unități astronomice. Oamenii de știință au luat în considerare un interval de timp egal cu 4 miliarde de ani. În cursul cercetărilor lor, ei au observat modul în care aceste obiecte cerești s-ar comporta sub influența câmpurilor gravitaționale ale planetelor cunoscute și ale Planetei X.
În model, oamenii de știință au încercat să selecteze diferiți parametri ai orbitei noii planete, plasând-o la distanțe diferite de Soare. Au fost luate în considerare trei opțiuni pentru masa obiectului: 0,1, 1 și 10 mase terestre. În cele din urmă, oamenii de știință au primit peste 190 de modele diferite.
Cercetările au arătat o mulțime de lucruri interesante legate de mișcarea planetisimelelor pe orbite. Se mișcă pe orbite haotice instabile și se pot ciocni între ele sau pot zbura din discul protoplanetar. După ceva timp, traiectoriile acestor obiecte cerești se stabilizează. Astronomii au selectat parametrii orbitelor, al căror periheliu era de aproximativ 80 de unități astronomice, deoarece astfel de corpuri cerești sunt disponibile pentru observare în realitate. Oamenii de știință au decis să nu verifice obiecte individuale, dar au verificat imediat game întregi de valori orbitale.
După aceea, au fost selectate aleator 13 obiecte care au fost scoase de la Soare la distanța maximă. Această selecție aleatorie a fost efectuată de mai multe ori. S-au găsit foarte puține simulări care dau o probabilitate zero. Și numai în cazul în care masa Planetei X era egală cu una sau de zece ori masa Pământului, setul de simulări corespundea proceselor observate.
Oamenii de știință au sugerat că planeta misterioasă, dacă are aceeași masă ca Pământul, ar trebui să se afle la 200 de unități astronomice de Soare, iar periheliul să ajungă la 60 de unități astronomice. Pur și simplu, noua planetă ar trebui să se deplaseze de-a lungul unei traiectorii extrem de alungite. Cu toate acestea, această opțiune a fost respinsă de oamenii de știință, deoarece centura Kuiper nu a fost inclusă în ea.
Dacă presupunem că noua planetă este de zece ori mai mare și mai masivă decât Pământul, atunci puteți obține mai multe opțiuni destul de acceptabile. În același timp, oamenii de știință nu au luat în considerare opțiunile în care masa noii planete depășește masa Pământului de peste 10 ori, motiv pentru care sunt necesare cercetări suplimentare.
O simulare 3D a fost utilizată pentru a determina alți parametri orbitali, incluzând înclinația orbitală și argumentul periheliului. Ca urmare, a fost posibil să se stabilească faptul că înclinația orbitei unui nou obiect ceresc poate varia de la 20 la 40 de grade.
Potrivit astronomilor, la fel ca multe exoplanete gigantice, noua planetă este un gigant gazos. Anterior, oamenii de știință au putut stabili că este posibil să se calculeze raza unor astfel de obiecte cerești după masa lor datorită existenței unei relații statistice între aceste caracteristici, egală cu aproximativ 0,34. Astfel, puteți calcula raza aproximativă a celei de-a noua planete din sistemul solar - de la două la nouă raze ale Pământului. Cel mai probabil, această planetă este un gigant de gheață, precum Uranus sau Neptun.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că oamenii de știință au încercat să prezică ce servicii astronomice ar putea descoperi o nouă planetă. Instrumentele capabile să facă acest lucru sunt telescoapele de la sol ale programului CRTS, precum și răspunsul rapid și telescoapele panoramice Survey și Pan-STARRS. Unul dintre cele mai puternice este Telescopul japonez Subaru, care, din 2015, observă partea cerului în care se presupune că se află cea mai mare parte a orbitei celei de-a noua planete. Este foarte posibil ca, după un timp, oamenii de știință să poată plăcea cu noi informații despre Planeta X.
