Postoji ili nema planete 9? Ima li planeta izlaz na periferiji našeg Sunčevog sustava, s dovoljnom masom da objasni kretanja udaljenih objekata? Ili je disk ledenog materijala odgovoran? Još nema izravnih dokaza o stvarnoj planeti 9, ali nešto dovoljno mase utječe na orbite udaljenih objekata Sunčevog sustava.
Novo istraživanje sugerira da disk ledenog materijala uzrokuje neobična kretanja vanjskih objekata Sunčevog sustava i da nam ne treba izmišljati drugu planetu da bismo objasnili ta kretanja. Studija dolazi
Profesor Jihad Touma s Američkog sveučilišta u Bejrutu i
Antranik Sefilian, doktorski studij Cambridgeova odsjeka za primijenjenu matematiku i teorijsku fiziku. Njihovi rezultati objavljeni su u Astronomical Journal.
Ideja drugog planeta vani u najudaljenijim dosezima našeg Sunčevog sustava privlačna je. Pobuđuje avanturiste u svima nama. A za astronoma ili astronoma koji bi ga napokon mogli otkriti, to bi bilo krunsko postignuće. Tko ne bi želio biti poznat kao otkrivač potpuno novog planeta, upravo ovdje u našem Sunčevom sustavu? Mnogo je uzbudljivije nego biti osoba koja je konačno potvrdila masu diska ledenog materijala.
Kako su astronomi postali bolji u proučavanju i razumijevanju udaljenog Sunčevog sustava, pronašli su sve više i više objekata. U posljednjih 15 godina ili tako, astronomi su otkrili oko 30 trans-neptunalnih objekata (TNO) koji putuju visokoeliptičnim orbitama. Najnoviji je bio „Goblin“, tijelo s orbiti koja ga vodi do 2300 AU od Sunca.
Budući da ta tijela ne djeluju gravitaciono na druge planete Sunčevog sustava, mora postojati neki drugi skup masa koji oblikuje njihove orbite. I dok je objašnjenje planete 9 dobilo pare tijekom godina, nema izravnih dokaza da je planet odgovoran za oblikovanje ove čudne orbite.
"Hipoteza o planeti devet je fascinantna, ali ako postoji hipotezirana deveta planeta, do sada je izbjegla otkrivanje."
Koautor studije Antranik Sefilian, doktorski studij Cambridgeova odjela za primijenjenu matematiku i teorijsku fiziku.
Nova studija sugerira da je disk ledenog materijala odgovoran za visoko-eliptične orbite udaljenih objekata. To nije prva teorija koja to sugerira, ali prva je koja može objasniti promatrane orbite, a istodobno izračunavati masu i gravitaciju ostalih osam planeta u našem Sunčevom sustavu.
30 TNO-ova koji putuju ovim visokoeliptičnim orbitama dio su veće skupine TNO-a i objekata koji čine Kuiperov pojas. Kuiperov pojas sastoji se od materijala preostalog od stvaranja Sunčevog sustava. Većina ovih objekata putuje gotovo kružnim stazama oko Sunca. Ali 30-ak koji ne putuju gotovo kružnim orbitama dijeli drugačiju prostornu orijentaciju i to zahtijeva objašnjenje.
Objašnjenje u kojem se najviše razgovaralo je Planet devet. Planet Devet morao bi biti oko 10 puta masivniji od Zemlje. Ovaj planet, skriven vani u maglovitom dosegu Sunčevog sustava, ubacio bi tih 30 tijela u svoje neobične orbite.
Problem je u tome što ga još nitko nije otkrio Planet Devet, a to se zna samo promatranim učinkom.
"Hipoteza o planeti devet je fascinantna, ali ako hipotezirana deveta planeta postoji, do sada je izbjegla otkrivanje", rekao je koautor Antranik Sefilian, doktorski studij iz Cambridgeova odjela za primijenjenu matematiku i teorijsku fiziku. „Željeli smo vidjeti može li postojati još jedan, manje dramatičan i možda prirodniji uzrok neobičnih orbita koje vidimo u nekim TNO-ima. Mislili smo, umjesto da dopustimo deveti planet, a zatim se brinemo o njegovom nastanku i neobičnoj orbiti, zašto jednostavno ne objasniti gravitaciju malih predmeta koji čine disk izvan orbite Neptuna i vidjeti što to čini za nas? "
Nova studija temelji se na detaljnom modeliranju Sunčevog sustava, a također i na promatranjima ostalih solarnih sustava.
Touma i Sefilian modelirali su punu prostornu dinamiku TNO-a kombiniranim djelovanjem divovskih vanjskih planeta i masivnim, proširenim diskom materijala izvan Neptuna. Izračunali su model koji može objasniti visoko-eliptične, prostorno klasterirane orbite od 30 TNO-a. Također su identificirali raspon masa i oblike za ledeni disk materijala. Nadalje, uspjeli su primijeniti postupne pomake u svojim usmjerenjima (ili precesijskoj stopi), koji su vjerno reproducirali vanjske TNO orbite.
"Ako uklonite planetu devet iz modela i umjesto toga omogućite mnoštvo malih objekata razasutih po širokom području, kolektivne atrakcije među tim objektima mogu se jednako lako objasniti ekscentričnim orbitama koje vidimo u nekim TNO-ima", rekao je Sefilian, koji je Gates Cambridge Scholar i član Darwin Collegea.
Dakle, slučaj je zatvoren? Ne baš.
"Dok nemamo izravne opažačke dokaze za disk, niti ga imamo za Planet Nine. Zbog toga istražujemo druge mogućnosti."
Antranik Sefilian
Nekako je lako predložiti drugu neotkrivenu planetu upravo prave mase koja bi objasnila ove promatrane orbite. Ali do sada je takav planet izbjegavao otkrivanje. No, na neki način, disk teorije ledenog materijala pati od iste stvari. To je dovoljno jednostavno predložiti, a izgradnja uspješnog matematičkog modela koji podržava teoriju ledenog diska barem dokazuje da je moguće, ali još nije otkrivena.
U stvari, raniji pokušaji da se procijeni masa ledenih objekata izvan Neptuna zbrojili su tek otprilike jednu desetinu mase Zemlje, što nije gotovo dovoljno za objašnjenje ovog neobičnog skupa orbita. Model koji su stvorila dvojica znanstvenika koji stoji iza ove nove studije zahtijeva deset puta veću masu od toga.
Ovdje dolazi u obzir promatranje drugih solarnih sustava.
"Problem je kada promatrate disk iz sustava, gotovo je nemoguće vidjeti cijelu stvar odjednom."
Antranik Sefilian.
"Kada promatramo druge sustave, često proučavamo disk oko zvijezde domaćina kako bismo zaključili svojstva bilo kojeg planeta u orbiti oko njega", rekao je Sefilian. "Problem je kada promatrate disk iz sustava, gotovo je nemoguće vidjeti cijelu stvar odjednom. Iako nemamo izravne opažačke dokaze za disk, niti ga imamo za Planet Nine, zbog čega istražujemo druge mogućnosti. Ipak, zanimljivo je primijetiti da promatranja analoga Kuiperovog pojasa oko drugih zvijezda, kao i modeli formiranja planeta, otkrivaju masovno ostatke populacija krhotina. "
Ostali solarni sustavi imaju disk od ledenog materijala koji je preostao od njihove formiranja, s dovoljnom masom da se može odgonetnuti visokoeliptična orbita objekata na rubu sustava. Može li to biti istina u našem Sunčevom sustavu? Mogu li biti i disk od ledenog materijala i Planeta 9?
Sefilian misli tako. "Također je moguće da bi obje stvari mogle biti istinite - mogao bi postojati ogroman disk i deveta planeta. Otkrivanjem svakog novog TNO-a prikupljamo još dokaza koji bi mogli pomoći objasniti njihovo ponašanje. "
U ovom broju prikazan je povratak znanstvenika koji nastoje otkriti dokaze, koji se ponekad podudaraju, a ponekad žestoko ne slažu.
Studija, posebno uvod i zaključak, predstavlja i navodi druge studije koje se s ovom i podržavaju i ne slažu. Još smo u ranim danima razumijevanja udaljenog Sunčevog sustava u bilo kojem velikom detalju. Uz snažnije teleskope koji će se pojaviti na mreži tijekom sljedećih nekoliko godina, i sa snažnijim računalima i poboljšanim metodama promatranja, samo je pitanje vremena kad će se konačno objasniti čudne orbite ovih udaljenih tijela.
Izvori:
- Istraživački rad: ŠEBIRANJE SAMO-GRAVITIRNOG DISKA TRANS-NEPTUNSKIH OBJEKATA
- Priopćenje za javnost: Tajanstvene orbite u najudaljenijim dometima Sunčevog sustava koje nije uzrokovalo 'Planet devet', kažu istraživači
- Članak svemirskog časopisa: Nova patuljasta planeta pronađena u periferiji Sunčevog sustava, pružajući astronomima više municije za traženje dokaza planete 9
- Caltech Press Release: Caltech istraživači pronalaze dokaze o stvarnoj devetoj planeti
- Istraživački rad: DOKAZ ZA DISTANT GIANT PLANET U SOLARNOM SUSTAVU
