Транс-нептунові об'єкти (ТНО) – категорія, що охоплює крихітні крижані небесні тіла, які обертаються навколо Сонця за межами Нептуна на відстанях, що перевищують 30 астрономічних одиниць (а.о.), – роками ставили вчених у глухий кут. (Одна а.о. дорівнює середньому проміжку між Землею і Сонцем, що дорівнює приблизно 93 мільйонам миль або 150 мільйонам кілометрів).
Читайте на сайті В атмосфері екзопланети знайшли молекулу, яку на Землі виробляють тільки живі організми
Цікава поведінка ТНО
Ці ТНО, залишки бурхливого формування ранньої Сонячної системи, являють собою складну загадку через їхній малий розмір, віддалене розташування і слабку світність, що робить їхнє виявлення і вивчення величезним викликом. Отже, відомі ТНО, які представляють лише частину об'єктів, що обертаються в цьому діапазоні, мають особливі характеристики, які наразі не піддаються єдиному поясненню.
Відокремлені
Одна з загадок полягає в тому, що приблизно 10% ТНО є "відокремленими", що означає відсутність у них будь-якого помітного гравітаційного зв'язку з Нептуном. Ця аномалія суперечить загальноприйнятим моделям формування Сонячної системи, які передбачають значно меншу кількість відокремлених ТНО, що існують сьогодні.
ТНО з незвичними орбітами
Мало того, значна частина ТНО, приблизно кілька відсотків, демонструє надзвичайно високі нахили орбіт, що вказує на орбіти, які перевищують 45 градусів відносно площини Сонця. Це знову ж таки суперечить стандартним моделям формування Сонячної системи, які намагаються пояснити розсіювання об'єктів на таких круто нахилених орбітах.
Екстремальні
Інша незрозуміла категорія включає ТНО з витягнутими орбітами, які часто називають "екстремальними" випадками. Седна, відома мала планета, слугує прикладом: її найближче наближення до Сонця становить приблизно 76 а.о., а найвіддаленіша точка знаходиться на відстані 900 а.о. від Сонця. Гравітаційні впливи відомих планет не можуть переконливо пояснити наявність таких екстремальних об'єктів у Сонячній системі.
Компаньйони
Нарешті, деякі ТНО перебувають у стабільних орбітальних резонансах з Нептуном, і це явище зберігається протягом мільярдів років, попри гравітаційну взаємодію з сусідніми ТНО.
Нове дослідження
Пошук всеосяжної теорії для зовнішньої Сонячної системи вимагає розв'язання цих суперечливих спостережень. У зв'язку з цим нещодавнє дослідження пролило світло на можливе рішення.
Попередні теорії припускали існування масивної планети, що ховається у надзвичайно далекій Сонячній системі, можливо, на відстані сотень астрономічних одиниць. Однак ці гіпотези переважно зосереджувалися на поведінці кількох екстремальних ТНО, а наявність такої масивної планети порушила б нахили і взаємовідносини численних інших ТНО відносно Нептуна.
У своєму дослідженні вчені провели численні симуляції формування Сонячної системи. Рання Сонячна система, ймовірно, створила від 10 до 100 планет, кожна з яких мала масу, щонайменше еквівалентну масі Землі, за межами орбіти Нептуна. Хоча більшість цих планет з часом були викинуті з Сонячної системи через складні гравітаційні взаємодії, деякі з них могли вижити і, можливо, збереглися до наших днів.
Загадкова друга Земля
Висновки дослідників припускають існування самотньої планети розміром із Землю, з масою від 1,5 до трьох разів більшою за Землю, яка, ймовірно, розташована в межах зовнішньої Сонячної системи на орбіті від 250 до 500 а.о. Ця передбачувана планета міцно трималася б у поясі Койпера, зазвичай населеному малими планетами, такими як Плутон і Седна, а також міріадами менших крижаних тіл.
Якби ця гіпотетична планета розміром із Землю оберталася по орбіті, нахиленій під кутом 45 градусів, вона могла б запропонувати правдоподібне пояснення колективної поведінки ТНО, включаючи відрив деяких з них від Нептуна, орбітальні резонанси інших, значні нахили, що спостерігаються, і особливі характеристики вибраної групи ТНО.
Дивіться також Астрономи хочуть запустити рій крихітних зондів до сусідньої зірки – долетять за 50 років
Однак важливо підкреслити, що наразі не існує жодних конкретних доказів, які б підтверджували наявність цієї планети земного масштабу або будь-яких інших нещодавно запропонованих планет у Поясі Койпера. Єдиною підставою для цієї гіпотези залишається особлива орбітальна динаміка, яку демонструють далекі і слабкі ТНО.
А проте, це відкриття відкриває інтригуючий шлях для подальших досліджень і пропонує один з найбільш послідовних методів врахування наявних доказів.
Наступний етап досліджень передбачає розробку більш детальних моделей для прогнозування розташування гіпотетичної планети земної маси на її орбіті, а також плани спостережної кампанії, спрямованої на пошук цього загадкового небесного тіла.