Есть Планета 9 или нет? Есть ли выход на планету на окраине нашей Солнечной системы, с достаточной массой, чтобы объяснить движения отдаленных объектов? Или диск ледяного материала ответственен? Прямых доказательств существования Планеты 9 пока нет, но что-то с достаточной массой влияет на орбиты далеких объектов Солнечной системы.
Новое исследование предполагает, что диск из ледяного материала вызывает странные движения внешних объектов Солнечной системы, и что нам не нужно изобретать другую планету, чтобы объяснить эти движения. Исследование происходит от
Профессор Джихад Тоума из Американского университета в Бейруте и
Антраник Сефилян, аспирант кафедры прикладной математики и теоретической физики Кембриджа. Их результаты опубликованы в Астрономическом журнале.
Идея создания другой планеты в самых отдаленных уголках нашей Солнечной системы является привлекательной. Это заряжает энергией авантюриста во всех нас. А для астронома или астрономов, которые могут, наконец, обнаружить его, это было бы венчающим достижением. Кто не хотел бы быть известным как открыватель совершенно новой планеты, прямо здесь, в нашей собственной Солнечной системе? Это гораздо более захватывающе, чем быть человеком, который окончательно подтвердил массу диска из ледяного материала.
Поскольку астрономы стали лучше изучать и понимать далекую Солнечную систему, они находят все больше и больше объектов. За последние 15 лет или около того астрономы обнаружили около 30 транс-нептунальных объектов (TNO), которые движутся по высокоэллиптическим орбитам. Самым последним был «Гоблин», тело с орбитой, которая уносит его до 2300 а.е. от Солнца.
Поскольку эти тела не взаимодействуют гравитационно с другими планетами Солнечной системы, там должна быть какая-то другая совокупность масс, которая формирует их орбиты. И хотя объяснение Планеты 9 набирало обороты с годами, нет прямых доказательств того, что планета ответственна за формирование этих странных орбит.
«Гипотеза« Планета Девять »является захватывающей, но если гипотетическая девятая планета существует, она до сих пор избегала обнаружения».
Соавтор исследования Антраник Сефилян, аспирант кафедры прикладной математики и теоретической физики Кембриджа.
Новое исследование предполагает, что диск из ледяного материала ответственен за высокоэллиптические орбиты удаленных объектов. Это не первая теория, которая предлагает это, но это первая теория, которая может объяснить наблюдаемые орбиты, в то же время учитывая массу и гравитацию других восьми планет в нашей солнечной системе.
30 ТНО, которые путешествуют по этим высокоэллиптическим орбитам, являются частью большой группы ТНО и объектов, составляющих пояс Койпера. Пояс Койпера состоит из материала, оставшегося от образования Солнечной системы. Большинство этих объектов движутся по Солнцу почти по круговым путям Но 30, которые не движутся по почти круговым орбитам, имеют другую пространственную ориентацию, и это требует объяснения.
Самое обсуждаемое объяснение - Планета Девять. Планета Девять должна быть примерно в 10 раз массивнее Земли. Эта планета, спрятанная там в тусклых пределах Солнечной системы, вывела бы эти 30 тел на свои необычные орбиты.
Проблема в том, что никто еще не обнаружил Планету Девять, и это известно только по наблюдаемому эффекту.
«Гипотеза« Планета Девять »является захватывающей, но если гипотетическая девятая планета существует, она до сих пор избегала обнаружения», - сказал соавтор Антраник Сефилян, аспирант кафедры прикладной математики и теоретической физики Кембриджа. «Мы хотели выяснить, может ли быть другая, менее драматичная и, возможно, более естественная причина необычных орбит, которые мы видим в некоторых ТНО. Мы подумали, вместо того, чтобы учесть девятую планету, а затем беспокоиться о ее образовании и необычной орбите, почему бы просто не учесть гравитацию небольших объектов, составляющих диск за пределами орбиты Нептуна, и посмотреть, что она для нас делает? »
Новое исследование основано на детальном моделировании Солнечной системы, а также на наблюдениях других солнечных систем.
Тоума и Сефилиан смоделировали полную пространственную динамику ТНО с помощью совместного действия гигантских внешних планет и массивного протяженного диска материала за пределами Нептуна. Они рассчитали модель, которая может объяснить высокоэллиптические, пространственно кластеризованные орбиты 30 TNO. Они также определили диапазоны массы и формы для ледяного диска материала. Кроме того, они смогли форсировать постепенные сдвиги в его ориентации (или скорости прецессии), которые точно воспроизводили выделяющиеся орбиты TNO.
«Если вы удалите девятую планету из модели и вместо этого допустите множество мелких объектов, разбросанных по обширной территории, коллективные притяжения между этими объектами с такой же легкостью могут объяснить эксцентричные орбиты, которые мы видим в некоторых ТНО», - сказал Сефилиан, который является Гейтс Кембриджский ученый и член Дарвиновского колледжа.
Итак, дело закрыто? Не совсем.
«Хотя у нас нет прямых наблюдательных доказательств для диска, мы также не имеем его и для Планеты 9, поэтому мы исследуем другие возможности».
Антраник Сефилян
В некотором роде легко предложить другую неизученную планету с правильной массой, чтобы объяснить эти наблюдаемые орбиты. Но пока такая планета избежала обнаружения. Но в некотором смысле диск теории ледяного материала страдает от того же самого. Это достаточно легко предложить, и построение успешной математической модели, которая поддерживает теорию ледяного диска, по крайней мере, доказывает, что это возможно, но это еще не обнаружено.
Фактически, более ранние попытки оценить массу ледяных объектов за пределами Нептуна составили всего лишь одну десятую массы Земли, что недостаточно для объяснения этого странного скопления орбит. Модель, созданная двумя учеными за этим новым исследованием, требует в десять раз большей массы, чем эта.
Это где наблюдение других солнечных систем вступает в игру.
«Проблема в том, что когда вы наблюдаете за диском изнутри системы, почти невозможно увидеть все это сразу».
Антраник Сефилян.
«При наблюдении за другими системами мы часто изучаем диск, окружающий звезду-хозяина, чтобы определить свойства любых планет на орбите вокруг нее», - сказал Сефилиан. «Проблема в том, что когда вы наблюдаете за диском изнутри системы, почти невозможно увидеть все это сразу. Несмотря на то, что у нас нет прямых наблюдательных данных для диска, мы также не имеем их и для Планеты 9, поэтому мы исследуем другие возможности. Тем не менее, интересно отметить, что наблюдения аналогов пояса Койпера вокруг других звезд, а также модели формирования планет показывают массивные остатки популяций мусора ».
У других солнечных систем есть диск ледяного материала, оставшегося от их формирования, с достаточной массой, чтобы учесть высокоэллиптические орбиты объектов на краю систем. Может ли то же самое быть правдой в нашей Солнечной системе? Может ли быть как диск из ледяного материала, так и Планета 9?
Сефилиан так думает. «Также возможно, что обе вещи могут быть правдой - это может быть массивный диск и девятая планета». С обнаружением каждого нового TNO мы собираем больше доказательств, которые могут помочь объяснить их поведение ».
В этом выпуске демонстрируется взад-вперед ученых, стремящихся найти доказательства, иногда совпадающих, а иногда и не соглашающихся.
Исследование, особенно введение и заключение, представляет и цитирует другие исследования, которые поддерживают и не согласны с этим. Мы все еще находимся на ранних этапах понимания далекой Солнечной системы в мельчайших деталях. С появлением в ближайшие несколько лет более мощных телескопов, а также с более мощными компьютерами и улучшенными методами наблюдения, только странное объяснение странных орбит этих далеких тел станет вопросом времени.
Источники:
- Научная работа: ПАРЕНЬ НА САМОГРАВИТАЦИОННОМ ДИСКЕ ТРАНСПЕПТУНОВСКИХ ОБЪЕКТОВ
- Пресс-релиз: «Таинственные орбиты в самых дальних уголках Солнечной системы не вызваны« Планетой Девять », говорят исследователи
- Статья в космическом журнале: Новая планета гномов, найденная на окраине Солнечной системы, дает астрономам больше боеприпасов для поиска доказательств планеты 9
- Пресс-релиз Caltech: Исследователи Caltech находят доказательства реальной девятой планеты
- Исследование: ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ДИСТАНЦИОННОЙ ГИГАНТСКОЙ ПЛАНЕТЫ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ
