Гипотетическая девятая планета может раскрыть тайны солнечной системы

Транснептуновые объекты (ТНО) – категория, охватывающая крошечные ледяные небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца за пределами Нептуна на расстояниях, превышающих 30 астрономических единиц (а.е.), – годами ставили ученых в тупик. (Одна а.е. равна среднему промежутку между Землей и Солнцем, равная примерно 93 миллионам миль или 150 миллионам километров).

Читайте на сайте В атмосфере экзопланеты обнаружили молекулу, которую на Земле производят только живые организмы.

Интересное поведение ТНО

Эти ТНО, остатки бурного формирования ранней Солнечной системы, представляют собой сложную загадку из-за их малого размера, отдаленного расположения и слабой светимости, что делает их обнаружение и изучение огромным вызовом. Следовательно, известные ТНО, представляющие лишь часть вращающихся объектов в этом диапазоне, имеют особые характеристики, которые пока не поддаются единому объяснению.

Уединенные

Одна из загадок состоит в том, что примерно 10% ТНО являются "отделенными", что означает отсутствие у них какой-либо заметной гравитационной связи с Нептуном. Эта аномалия противоречит общепринятым моделям формирования Солнечной системы, которые предполагают значительно меньшее количество существующих сегодня обособленных ТНО.

ТНО с необычными орбитами

Более того, значительная часть ТНО, примерно несколько процентов, демонстрирует чрезвычайно высокие наклонности орбит, что указывает на орбиты, превышающие 45 градусов относительно плоскости Солнца. Это опять же противоречит стандартным моделям формирования Солнечной системы, пытающимся объяснить рассеяние объектов на таких круто наклонных орбитах.

Экстремальные

Другая непонятная категория включает в себя ТНО с вытянутыми орбитами, которые часто называют "экстремальными" случаями. Седна, известная малая планета, служит примером: ее ближайшее приближение к Солнцу составляет примерно 76 а.е., а самая отдаленная точка находится на расстоянии 900 а.е. от Солнца. Гравитационное влияние известных планет не может убедительно объяснить наличие таких экстремальных объектов в Солнечной системе.

Компаньоны

Наконец, некоторые ТНО находятся в стабильных орбитальных резонансах с Нептуном, и это явление сохраняется в течение миллиардов лет, несмотря на гравитационное взаимодействие с соседними ТНО.

Новое исследование

Поиск всеобъемлющей теории для внешней Солнечной системы требует разрешения этих противоречивых наблюдений. В этой связи недавнее исследование пролило свет на возможное решение.

Предыдущие теории предполагали существование массивной планеты, скрывающейся в чрезвычайно далекой Солнечной системе, возможно, на расстоянии сотен астрономических единиц. Однако эти гипотезы преимущественно сосредотачивались на поведении нескольких экстремальных ТНО, а наличие такой массивной планеты нарушило бы наклонности и взаимоотношения многочисленных других ТНО относительно Нептуна.

В исследовании ученые провели многочисленные симуляции формирования Солнечной системы. Ранняя Солнечная система, вероятно, создала от 10 до 100 планет, каждая из которых имела массу, по меньшей мере, эквивалентную массе Земли, за пределами орбиты Нептуна. Хотя большинство этих планет со временем были выброшены из Солнечной системы из-за сложных гравитационных взаимодействий некоторые из них могли выжить и, возможно, сохранились до наших дней.

Загадочно друга Земля

Выводы исследователей предполагают существование одинокой планеты размером с Землю, с массой от 1,5 до трех раз больше Земли, которая, вероятно, расположена в пределах внешней Солнечной системы на орбите от 250 до 500 а.е. Эта предполагаемая планета крепко держалась бы в поясе Койпера, обычно обитаемом малыми планетами, такими как Плутон и Седна, а также мириадами меньших ледяных тел.

Если бы эта гипотетическая планета размером с Землю вращалась по орбите, наклоненной под углом 45 градусов, она могла бы предложить правдоподобное объяснение коллективного поведения ТНО, включая отрыв некоторых из них от Нептуна, орбитальные резонансы других, значительные наклонности наблюдаемой характеристики и особой ТНО.

Смотрите также Астрономы хотят запустить рой крошечных зондов в соседнюю звезду – долетят за 50 лет

Однако важно подчеркнуть, что в настоящее время не существует никаких конкретных доказательств, подтверждающих наличие этой планеты земного масштаба или каких-либо других недавно предложенных планет в Поясе Койпера. Единственным основанием для этой гипотезы остается особенная орбитальная динамика, которую демонстрируют далекие и слабые ТНО.

Однако это открытие открывает интригующий путь для дальнейших исследований и предлагает один из наиболее последовательных методов учета имеющихся доказательств.

Следующий этап исследований предполагает разработку более подробных моделей для прогнозирования расположения гипотетической планеты земной массы на ее орбите, а также планы наблюдательной кампании, направленной на поиск этого загадочного небесного тела.