Възможното съществуване на деветата планета на Слънчевата система стана известно през януари 2016 г. Планетата X е свързана с наклона на оста на въртене на Слънцето, разрушаването на планетарната система и появата на катаклизми на Земята. В същото време учените са напреднали в разбирането за ролята на това небесно тяло в Слънчевата система, моделирали са вътрешната му структура и са предложили хипотези, обясняващи произхода на планетата X. "Lenta.ru" разказва за последните изследвания.
Възможното откриване на планета X извън орбитата на Плутон е съобщено от астрономите Майк Браун и Константин Батигин от Калифорнийския технологичен институт в Пасадена (САЩ). Вероятната девета планета на Слънчевата система е около десет пъти по-тежка от Земята и се върти около звездата в удължена орбита (и в равнина, наклонена спрямо земната орбита) с период от 15 хиляди години. По своите физични и химични свойства той прилича на ледените гиганти Уран и Нептун. Както вярват Браун и Батигин, този космически обект преди 4,5 милиарда години е бил избит от протопланетния диск близо до Слънцето.
Най-близкото разстояние от него до Слънцето е 200 астрономически единици (това е седем пъти повече, отколкото от Слънцето до Нептун). Максималното разстояние на Планета X се изчислява на 600-1200 астрономически единици, което извежда своята орбита извън пояса на Кайпер, в който се намира Плутон. Браун и Батигин оценяват вероятността от грешка на 0,007 процента. Учените откриха новата планета, като анализираха гравитационното смущение, което тя упражнява върху други небесни тела.
Физика и химия
Астрономите Естер Линдер и Кристоф Мордазини от университета в Берн (Швейцария) стигнаха до следните заключения относно физикохимичните свойства на това небесно тяло. Радиусът е 3,7 пъти по-голям от този на Земята. Температурата на атмосферата, състояща се от водород и хелий, е минус 226 градуса по Целзий. Под газовата обвивка има слой воден лед с температура минус 63 градуса по Целзий. Още по-дълбоко - тънък слой силикатна мантия, под която се крие желязна сърцевина. Температурата му се оценява на 3,4 хиляди градуса по Целзий. Според астрономите Планетата X излъчва около хиляда пъти повече енергия, отколкото поглъща и постепенно се охлажда. Учените смятат, че Planet X е по-малко копие на газовите гиганти Уран и Нептун.
Възможна структура на Планета X
Промоционално видео:
Изображение: Естер Линдер, Кристоф Мордазини, Университет Берн
Американски колеги астрономи вярват, че цветът на Планета X е тъмно син, по-тъмен от Нептун, който има тъмносин оттенък в оптичния диапазон, и Уран с неговата светлосиня газообразна обвивка. Тъй като температурите на планетата Х са изключително ниски, в атмосферата на практика няма газ метан, за разлика от газовата обвивка на Нептун. Според съединенията това съединение се кондензира и се намира в основата на атмосферата на планетата или нейните облаци.
Гост на гости
Ако Браун и Батигин вярват, че Планетата X е била избита от протопланетен диск близо до Слънцето, то колегите им от Швеция и Франция мислят по различен начин: небесно тяло може да е екзопланета, която Слънцето е заснело от близката звезда. В своята работа учените са разгледали сценарий, според който Планетата X е била заловена от Слънцето от друга звезда в нейния роден куп. Слънцето се намираше в група от няколко хиляди млади звезди и планетите се движеха между тях с ниска скорост (около километър в секунда).
Орбита на планетата X (маркирана в жълто)
Изображение: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Това изисква едновременното изпълнение на три условия. Първо, улавянето на планетата X от Слънцето е трябвало да се случи на разстояние около 150 астрономически единици от него (за да се избегнат смущения от пояса на Кайпер). На второ място, екзопланетата трябваше да се върти около друга звезда в куп на голямо разстояние от нея (от сто астрономически единици). Това би позволило на Слънцето да преодолее въздействието върху планетата X на първата си звезда. Третото условие е, че след улавянето на екзопланета от Слънцето, е възможно да се възпроизведе текущата динамична конфигурация на Слънчевата система. При моделирането, проведено в рамките на проблема с N-тялото, астрономите показаха, че и трите условия могат да бъдат изпълнени.
Астрономите вярват, че клъстерната фаза продължава около сто милиона години и това е напълно достатъчно за разпределението на масивни и отдалечени планети (като Нептун) между най-тежките звезди. По същия начин можете да обясните естеството на много транснептунови обекти в пояса на Кайпер - тези, които се намират на разстояние от 30 до 55 астрономически единици от Слънцето.
Да изчистя
Според испанските и британските астрономи планетата X е способна да наруши орбитите на небесните тела в Слънчевата система и да ги изхвърли от нея. Учените анализираха влиянието на Планета X върху движението на шест екстремни обекта извън орбитата на Нептун, чиято полу-голяма ос надвишава 150 астрономически единици, а перихелът е 30 астрономически единици.
Симулациите показаха, че орбитите на планетата джудже Sedna и кандидат 2012 VP113 ще останат стабилни през следващите няколкостотин милиона години. От друга страна, траекториите на транснептуновите обекти 2004 VN112, 2007 TG422 и 2013 RF98 (тези небесни тела достигат 100-300 километра в диаметър) са нестабилни и след няколко десетки милиона години те могат да бъдат изхвърлени от Слънчевата система от Планета X.
Също така влиянието на Планета X, френски и бразилски астрономи обясняват наклона на равнината Лаплас на Слънчевата система. Учените са изследвали динамиката на четирите гигантски планети - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Всяко от тези небесни тела влияе върху общия вектор на ъгловия импулс на Слънчевата система, перпендикулярен на равнината на Лаплас. Астрономите са изследвали въздействието на планетата X върху Слънцето и гигантските планети. Оказа се, че този ефект обяснява наклона от шест градуса между равнината на Лаплас и равнината на слънчевия екватор.
Аналитичният модел описва количеството на наклон в зависимост от масата, ексцентриситета (параметър на удължаване на орбитата), полу-голямата ос на орбитата на Планета X и характеристиките на гиганти. Няколко дни преди публикуването на това откритие астрономът Елизабет Бейли представи подобни заключения в сътрудничество с откривателите на Планета X.
Модел на движението на слънцето
Изображение: arXiv.org
Някои учени също са се впуснали в по-смели хипотези. Астрофизиците Даниел Уитмайер и Джон Матс от САЩ обвиняват Планета Х за масовото изчезване на животни на Земята на всеки 27 милиона години. Теорията се основава на факта, че орбитата на въртенето на планетата X около Слънцето бавно се накланя и на всеки 27 милиона години тя пресича пояса на Кайпер (намира се на 30 до 55 AU от Слънцето). Това води до гравитационни смущения и Планета X изтласква комети от пояса на Кайпер във вътрешността на Слънчевата система. Те бомбардират планетите (включително Земята). Когато се приближават до Слънцето, те се разпадат на фрагменти, което затруднява слънчевата светлина да достигне до небесните тела (включително Земята).
Според учените този сценарий е най-приемлив за космическо обяснение на масовото измиране на животните. Два други сценария - наличието на втора звезда до Слънцето и вертикални трептения на звездата, когато тя се върти около центъра на галактиката, както отбелязват авторите, не получават палеонтологично потвърждение. За първи път Уитмайер и Матс предлагат своята хипотеза през 1985 г. Изследването им е публикувано от Nature and Time (със снимка на корицата). Според първоначалната хипотеза на учените, Планета X е един до пет пъти по-тежка от Земята и се намира сто пъти по-далеч от Слънцето.
Какво следва
Астрономите Карлос и Раул де ла Фуенте Маркос вярват, че извън орбитата на Плутон има не една, а две суперземи. Наличните данни за перихелната прецесия на Седна, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 и 2013 RF98, според работата на авторите са добро обяснение, ако приемем наличието на поне две гигантски небесни тела, едното от които може да е планета X. От 2014 г. Карлос и Раул де ла Фуенте Маркос говорят за възможността за съществуване извън Плутон на две суперземи.
Всички заключения относно Планетата X не се основават на преки наблюдения, а на анализ на въздействието му върху други небесни тела и данни от компютърна симулация. Според астрономите 20 дни наблюдения в японската обсерватория Субару на Хаваите (САЩ) са достатъчни за директното откриване на планетата X. Учените се надяват да запазят време за това в обсерваторията. Тогава според Браун и Батигин окончателно ще бъде доказано съществуването на Планета X.
Андрей Борисов
