Odkąd pojawiła się możliwość, że duża dziewiąta planeta może krążyć wokół Słońca gdzieś poza Neptunem, astronomowie byli zajęci jej poszukiwaniem. Jeden z zespołów bada cztery nowe ruchome obiekty znalezione przez członków społeczeństwa, aby sprawdzić, czy mogą one być nowymi potencjalnymi odkryciami Układu Słonecznego. Co najciekawsze, naukowcy ci odkryli coś, co może zakwestionować całą perspektywę dziewiątej planety.
Jednym z tych znalezisk było odkrycie mniejszej planety w zewnętrznym Układzie Słonecznym: 2013 SY99. Ten mały, lodowy świat ma tak odległą orbitę, że jedno długie, zapętlone przejście zajmuje 20 000 lat. Odkryliśmy SY99 za pomocą teleskopu Kanada-Francja-Hawaje w ramach naszego przeglądu pochodzenia zewnętrznego Układu Słonecznego. Duża odległość do SY99 oznacza, że ta mała planeta porusza się bardzo wolno po niebie. Nasze pomiary wykazały, że orbita ciała jest bardzo wydłużoną elipsą o najbliższym zbliżeniu do Słońca wynoszącym 50 jednostek astronomicznych (1 AU to odległość od Ziemi do Słońca).
Nowa mniejsza planeta porusza się zygzakiem jeszcze bardziej niż wcześniej odkryte planety karłowate, takie jak Sedna i 2013 VP113. Długa oś jego elipsy orbitalnej to 730 jednostek astronomicznych. Nasze obserwacje za pomocą innych teleskopów wykazały, że SY99 to mały, czerwonawy świat o średnicy około 250 kilometrów.
SY99 jest jednym z siedmiu znanych mniejszych światów, które krążą wokół znacznych odległości poza Neptunem. To, w jaki sposób te „ekstremalne obiekty trans-neptunowe” znajdują się na swoich orbitach, jest całkowicie niezrozumiałe: ich odległe ścieżki są odizolowane w przestrzeni. Najbliższe podejście do Słońca znajduje się tak daleko poza Neptunem, że uważa się je za „oddzielone” od potężnego wpływu grawitacji olbrzymich planet naszego Układu Słonecznego. Ale w najdalszych punktach wciąż są zbyt blisko, by mogły być napędzane przez powolne strumienie samej galaktyki.
Zasugerowano, że ekstremalne obiekty trans-Neptunowe mogą być grupowane w przestrzeni pod wpływem grawitacji „dziewiątej planety”, która orbituje znacznie dalej niż Neptun. Grawitacja tej planety mogłaby wyciągnąć planety i rozdzielić ich orbity, ciągle zmieniając ich nachylenie. Ale istnienie tej planety jest dalekie od udowodnienia.
W rzeczywistości jego istnienie opiera się na orbitach tylko sześciu obiektów, które są bardzo słabe i trudne do znalezienia nawet przy użyciu dużych teleskopów. To tak, jakby patrzeć w głąb oceanu w poszukiwaniu konkretnej ryby. Ryby w pobliżu powierzchni będą wyraźnie widoczne. Ale już na głębokości metra wszystko staje się niejasne i niejasne. Gdzieś na samym dnie ryby stają się całkowicie niewidoczne. Ale obecność ryb na powierzchni utrudnia dostrzeżenie ryb na dnie i nie zdradza obecności tych ostatnich.
Wynika z tego, że odkrycie SY99 nie może udowodnić ani obalić istnienia „dziewiątej planety”. Ale modele komputerowe pokazują, że Planeta Dziewiąta będzie nieprzyjaznym sąsiadem dla małych światów, takich jak SY99: jej wpływ grawitacyjny znacznie zmieni orbitę takiej planety - wyrzucając ją całkowicie z Układu Słonecznego lub wsuwając na orbitę tak nachyloną i odległą, że byśmy jej nie widzieli … SY99 może być jednym z wielu pomniejszych światów, które są stale zasysane i usuwane przez tę planetę.
Film promocyjny:
Alternatywne wyjaśnienie
Okazuje się, że są też inne wyjaśnienia. Naukowcy przedłożyli badanie do publikacji w Astronomical Journal, w którym wysunęli ze zwykłej fizyki taki pomysł, jak dyfuzja. Zjawisko to jest powszechne w zwykłym świecie. Dyfuzja zasadniczo wyjaśnia przypadkowe przemieszczanie się substancji z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu - na przykład zapach perfum rozlewa się po pomieszczeniu.
Wykazali, że pewna forma dyfuzji może spowodować zmianę orbity mniejszych planet z elipsy 730 AU. To znaczy wzdłuż długiej osi do elipsy 2000 AU. To znaczy wzdłuż długiej osi lub więcej - i odwrotnie. W tym procesie rozmiar każdej orbity zmieni się losowo. Kiedy SY99 zbliża się do swojej najbliższej odległości co 20 000 lat, Neptun często znajduje się w innej części swojej orbity na przeciwległym końcu Układu Słonecznego. Ale kiedy SY99 i Neptun zbliżą się, grawitacja Neptuna delikatnie popchnie SY99, nieznacznie zmieniając jego prędkość. Kiedy SY99 oddala się od Słońca, kształt jego następnej orbity będzie inny.
Długa oś elipsy SY99 zmieni się, zwiększając lub zmniejszając w „błądzeniu losowym”, jak nazywają to fizycy. Zmiana orbity zachodzi w prawdziwie astronomicznych skalach czasu. Znika w kosmosie przez dziesiątki milionów lat. Długa oś elipsy SY99 mogła ulec zmianie o setki jednostek astronomicznych w ciągu całej historii Układu Słonecznego trwającej 4,5 miliarda lat.
Kilka innych ekstremalnych obiektów trans-neptunowych o mniejszych orbitach również wykazuje dyfuzję, ale na mniejszą skalę. Za jednym idą inni. Jest bardzo prawdopodobne, że efekty stopniowej dyfuzji oddziałują na dziesiątki milionów maleńkich światów krążących wokół bliskiej krawędzi chmury Oorta (sfery lodowych obiektów na krawędzi Układu Słonecznego). To delikatne uderzenie powoli powoduje, że niektóre z nich przypadkowo przesuwają swoje orbity bliżej nas, gdzie postrzegamy je jako ekstremalne obiekty transneptunowe.
Jednak dyfuzja nie może wyjaśnić odległej orbity Sedny, której najbliższy punkt znajduje się zbyt daleko od Neptuna, by wpłynąć na kształt jej orbity. Być może Sedna dostała swoją orbitę od przelatującej gwiazdy dawno temu. Jednak dyfuzja może przynieść ekstremalne obiekty trans-Neptuna z wewnętrznej chmury Oorta - bez potrzeby posiadania dziewiątej planety. Aby się tego upewnić, będziemy musieli spróbować dokonać kolejnych odkryć w tym odległym rejonie najbliższej nam przestrzeni. Pomogą nam w tym nasze największe teleskopy.
ILYA KHEL