Galimas devintosios Saulės sistemos planetos egzistavimas tapo žinomas 2016 m. Sausio mėn. X planeta siejama su Saulės sukimosi ašies pasvirimu, planetų sistemos sunaikinimu ir kataklizmų atsiradimu Žemėje. Tuo pačiu metu mokslininkai pažengė suprasdami šio dangaus kūno vaidmenį Saulės sistemoje, sumodeliavo jo vidinę struktūrą ir pasiūlė hipotezes, paaiškinančias X planetos kilmę. „Lenta.ru“pasakoja apie naujausius tyrimus.
Apie galimą X planetos atradimą už Plutono orbitos ribų pranešė astronomai Mike'as Brownas ir Konstantinas Batyginas iš Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje (JAV). Tikėtina devintoji Saulės sistemos planeta yra maždaug dešimt kartų sunkesnė už Žemę ir sukasi aplink žvaigždę pailgoje orbitoje (ir plokštumoje, pasvirusioje Žemės orbitos atžvilgiu) 15 tūkstančių metų laikotarpiu. Pagal savo fizines ir chemines savybes jis primena ledo milžinus Uraną ir Neptūną. Kaip tikina Brownas ir Batyginas, šis kosminis objektas prieš 4,5 milijardo metų buvo išmuštas iš protoplanetinio disko šalia Saulės.
Artimiausias atstumas nuo jos iki Saulės yra 200 astronominių vienetų (tai yra septynis kartus daugiau nei nuo Saulės iki Neptūno). Apskaičiuota, kad maksimalus X planetos atstumas yra 600–1200 astronominių vienetų, o tai jo orbitą iškelia už Kuiperio juostos, kurioje yra Plutonas, ribų. Brownas ir Batyginas klaidos tikimybę vertina 0,007 proc. Mokslininkai naująją planetą atrado analizuodami gravitacinius sutrikimus, kuriuos ji daro kitiems dangaus kūnams.
Fizika ir chemija
Astronomai Esther Linder ir Christoph Mordasini iš Berno universiteto (Šveicarija) padarė šias išvadas apie šio dangaus kūno fizikines ir chemines savybes. Spindulys yra 3,7 karto didesnis nei Žemės. Atmosferos, susidedančios iš vandenilio ir helio, temperatūra yra minus 226 laipsniai Celsijaus. Po dujų gaubtu yra vandens ledo sluoksnis, kurio temperatūra yra minus 63 laipsnių Celsijaus. Dar giliau - plonas silikatinės mantijos sluoksnis, po kuriuo slepiasi geležinė šerdis. Manoma, kad jo temperatūra yra 3,4 tūkstančio laipsnių šilumos. Astronomų teigimu, X planeta išskiria apie tūkstantį kartų daugiau energijos, nei sugeria, ir palaipsniui vėsta. Mokslininkai mano, kad X planeta yra mažesnė dujų milžinių Urano ir Neptūno kopija.
Galima X planetos struktūra
Reklaminis vaizdo įrašas:
Vaizdas: Esther Linder, Christoph Mordasini, Berno universitetas
Amerikiečių astronomų kolegos mano, kad X planetos spalva yra tamsiai mėlyna, tamsesnė už Neptūną, kurio optiniame diapazone yra tamsiai mėlynas atspalvis, ir Uraną su šviesiai mėlynu dujiniu gaubtu. Kadangi X planetoje temperatūra yra ypač žema, atmosferoje praktiškai nėra metano dujų, skirtingai nei Neptūno dujų gaubte. Šis junginys, pasak mokslininkų, kondensuojasi ir yra planetos atmosferos ar jos debesų pagrinde.
Lankantis svečias
Jei Brownas ir Batyginas mano, kad X planeta buvo išmušta iš protoplanetinio disko šalia Saulės, tai jų kolegos iš Švedijos ir Prancūzijos mano kitaip: dangaus kūnas gali būti egzoplaneta, kurią Saulė užfiksavo iš netoliese esančios žvaigždės. Savo darbe mokslininkai svarstė scenarijų, pagal kurį X planetą Saulė užfiksavo iš kitos savo gimimo grupės žvaigždės. Saulė buvo kelių tūkstančių jaunų žvaigždžių grupėje, o planetos judėjo tarp jų mažu greičiu (apie kilometrą per sekundę).
X planetos orbita (pažymėta geltona spalva)
Vaizdas: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Tam reikia vienu metu įvykdyti tris sąlygas. Pirma, X planetą Saulė turėjo užfiksuoti maždaug 150 astronominių vienetų atstumu nuo jos (kad būtų išvengta Kuiperio juostos trikdžių). Antra, egzoplaneta turėjo suktis aplink kitą žvaigždę, esančią spietoje, esančioje dideliu atstumu nuo jos (nuo šimto astronominių vienetų). Tai leistų Saulei įveikti pirmosios žvaigždės poveikį X planetai. Trečioji sąlyga yra ta, kad Saulei užfiksavus egzoplanetą, galima atkurti dabartinę dinaminę Saulės sistemos konfigūraciją. Modeliuodami, atlikdami N kūno problemą, astronomai parodė, kad visos trys sąlygos gali būti įvykdytos.
Astronomai mano, kad klasterio fazė trunka apie šimtą milijonų metų, ir to visiškai pakanka, kad masyvios ir tolimos planetos (pvz., Neptūnas) pasiskirstytų tarp sunkiausių žvaigždžių. Panašiai galite paaiškinti daugelio trans-Neptunijos objektų, esančių Kuiperio juostoje, pobūdį - tuos, kurie yra 30–55 astronominių vienetų atstumu nuo Saulės.
Išvalyti
X planeta, pasak ispanų ir britų astronomų, sugeba sutrikdyti dangaus kūnų orbitas Saulės sistemoje ir išmesti juos iš jos. Mokslininkai išanalizavo X planetos įtaką šešių kraštutinių objektų judėjimui už Neptūno orbitos, kurių pusiau pagrindinė ašis viršija 150 astronominių vienetų, o perihelis yra 30 astronominių vienetų.
Modeliavimas parodė, kad nykštukinės planetos „Sedna“ir kandidato 2012 m. VP113 orbitos išliks stabilios ateinančius kelis šimtus milijonų metų. Kita vertus, trans-Neptunijos objektų trajektorijos 2004 VN112, 2007 TG422 ir 2013 RF98 (šie dangaus kūnai pasiekia 100-300 kilometrų skersmenį) yra nestabilūs ir per kelias dešimtis milijonų metų juos gali išmesti iš Saulės sistemos X planeta.
Taip pat X planetos, Prancūzijos ir Brazilijos astronomų įtaka paaiškino Saulės sistemos Laplaso plokštumos polinkį. Mokslininkai ištyrė keturių milžiniškų planetų - Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno - dinamiką. Kiekvienas iš šių dangaus kūnų veikia bendrą Saulės sistemos kampinio impulso vektorių, statmeną Laplaso plokštumai. Astronomai ištyrė X planetos poveikį Saulei ir milžiniškoms planetoms. Paaiškėjo, kad šis efektas paaiškina šešių laipsnių pasvirimą tarp Laplaso plokštumos ir Saulės pusiaujo plokštumos.
Analitinis modelis apibūdina pasvirimo dydį, priklausomai nuo masės, ekscentriškumo (orbitos pailgėjimo parametro), pusiau pagrindinės X planetos orbitos ašies ir milžinų charakteristikų. Kelios dienos prieš šio atradimo paskelbimą astronomė Elizabeth Bailey pateikė panašias išvadas bendradarbiaudama su X planetos atradėjais.
Saulės judesio modelis
Vaizdas: arXiv.org
Kai kurie mokslininkai taip pat ryžosi drąsesnėms hipotezėms. Astrofizikai iš JAV Danielis Whitmeieris ir Johnas Matsas kaltino X planetą dėl masinio gyvūnų išnykimo Žemėje kas 27 milijonus metų. Teorija grindžiama tuo, kad X planetos sukimosi aplink Saulę orbita lėtai pakrypsta ir kas 27 milijonus metų ji kerta Kuiperio juostą (esančią 30–55 AU nuo Saulės). Tai sukelia gravitacinius sutrikimus, o X planeta stumia kometas iš Kuiperio juostos į Saulės sistemos vidų. Jie bombarduoja planetas (įskaitant Žemę). Priartėję prie Saulės, jie suyra į fragmentus, todėl saulės šviesai sunku pasiekti dangaus kūnus (įskaitant Žemę).
Mokslininkų teigimu, šis scenarijus yra priimtiniausias kosminiam gyvūnų masinio išnykimo paaiškinimui. Du kiti scenarijai - antrosios žvaigždės buvimas šalia Saulės ir vertikalūs žvaigždės svyravimai jai sukantis aplink galaktikos centrą, kaip pažymi autoriai, negauna paleontologinio patvirtinimo. Pirmą kartą Whitmeier ir Mats savo hipotezę pasiūlė 1985 m. Jų tyrimus paskelbė „Nature and Time“(su nuotrauka viršelyje). Pagal pradinę mokslininkų hipotezę, X planeta yra nuo vieno iki penkių kartų sunkesnė už Žemę ir yra šimtą kartų toliau nuo Saulės.
Kas toliau
Astronomai Carlosas ir Raulas de la Fuente Marcosas mano, kad už Plutono orbitos yra ne viena, o dvi superžemės. Turimi duomenys apie Sedna, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 ir 2013 RF98, perihelinę precesiją, pasak autorių darbo, yra geras paaiškinimas, jei manome, kad yra bent du milžiniški dangaus kūnai, iš kurių vienas gali būti Planeta X. Nuo 2014 m. Carlosas ir Raulas de la Fuente Marcosas kalba apie dviejų superžemių egzistavimo už Plutono ribų galimybę.
Visos išvados apie X planetą yra pagrįstos ne tiesioginiais stebėjimais, o jos poveikio kitiems dangaus kūnams analize ir kompiuterinio modeliavimo duomenimis. Astronomų teigimu, tiesioginiam X planetos atradimui pakanka 20 dienų stebėjimų Japonijos „Subaru“observatorijoje Havajuose (JAV). Mokslininkai tikisi tam skirti laiko observatorijoje. Tada, pasak Browno ir Batygino, pagaliau bus įrodyta X planetos egzistavimas.
Andrejus Borisovas