Šių metų pradžioje žiniasklaida pranešė, kad amerikiečių mokslininkai K. Batyginas ir M. Brownas iš Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje atrado naują planetą Saulės sistemoje. Jis yra už Plutono ribų ir savo dydžiu yra panašus į Plutoną.
Ši planeta sukasi aplink Saulę pailga orbita, kurios dažnis yra 15 tūkstančių metų. Pagal savo cheminę sudėtį jis labai panašus į Uraną ir Neptūną. Pasak mokslininkų, šis objektas buvo išmuštas iš protoplanetinio disko šalia Saulės maždaug prieš 4,5 milijardo metų.
Artimiausias atstumas tarp šios planetos ir Saulės yra apie 200 astronominių vienetų. Mokslininkai apskaičiavo didžiausią atstumą 600–1200 astronominių vienetų. Taigi galima manyti, kad planetos orbita eina už Kuiperio juostos, kur yra Plutonas.
Norint patvirtinti naujo dangaus kūno egzistavimą, reikia penkerių metų, o teigiamo rezultato atveju atrastas objektas gali tapti devintąja Saulės sistemos planeta. Reikia pasakyti, kad anksčiau buvo bandoma ieškoti ir X planetos, o tai leido atrasti tokias planetas kaip Neptūnas (1864) ir Plutonas (1930).
Šiuo metu astronomai ieško. Reikalas tas, kad tikslios naujos planetos koordinatės nebuvo nustatytos, mokslininkai nurodė tik tą dangaus dalį, kurioje ji gali būti.
Po to, kai 2003 m. Buvo atrastas kitas trans-Neptunijos objektas - Sedna, mokslininkai padarė išvadą, kad Saulės sistemos pakraštyje yra dar vienas objektas, kuris veikia Kuiperio juostos planetų orbitas. Sedna, kuri yra 76 astronominiai vienetai nuo Saulės, turi būti apsaugota nuo esamų planetų įtakos. Bet kai buvo atrasti kiti trans-Neptunijos objektai (2012 GB17, 2012 VP113), tapo akivaizdu, kad kažkas paveikė jų trajektorijas.
Atlikdami astrofizinius tyrimus, Batyginas ir Brownas paskelbė visų žinomų objektų, esančių už Neptūno orbitos, daugiau nei 230 astronominių vienetų atstumu nuo Saulės, orbitų panašumą. Tuo pačiu metu mokslininkai atsitiktinio orbitų sutapimo tikimybę įvertino ne daugiau kaip 0,007 proc. Be to, tų objektų, kurie yra didesniu atstumu nuo Saulės nei kiti trans-Neptūno kūnai, orbitos pasižymi tokiomis panašiomis savybėmis, kad, pasak astrofizikų, tai galima paaiškinti tik dar vienos, devintos, Saulės sistemos planetos buvimu.
Mokslininkai įsitikinę, kad naujoji planeta turi būti pakankamai toli nuo žvaigždės ir masyvi, kad galėtų paveikti visų trans-Neptūno objektų ir Sednos orbitas toje kosmoso dalyje, kur žinomų planetų gravitacinis laukas nesitęsia. Mokslininkai sukūrė matematinį modelį, kuris dar kartą įrodė mažų objektų, kurių orbitos yra statmenos likusios Saulės sistemos plokštumai, egzistavimą. Astrofizikai teigė, kad šie objektai gali būti asteroidai Kentaurai, esantys tarp Neptūno ir Jupiterio orbitų. Reikėtų pažymėti, kad ankstesni astronomai negalėjo atspėti savo judėjimo trajektorijos.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Brownas ir Batyginas savo darbe atsižvelgė į keletą pagrindinių transneptūno kūnų parametrų. Pirmasis iš jų yra percentrinis argumentas, tai yra kampas, jungiantis arčiausiai Saulės esančią orbitos tašką (perihelį) ir pačią žvaigždę bei kryptį nuo Saulės iki taško, kuriame kūnas kerta dangaus pusiaują. Antrasis argumentas yra kampas tarp pavasario lygiadienio, kai žvaigždė kerta dangaus pusiaują, ir krypties į kylantį mazgą. Trečias argumentas yra kampas tarp ekliptikos (nuolydžio) ir orbitos plokštumos. Šie parametrai buvo transformuoti, kad parodytų, kur yra orbitos perihelis ir kur bus projektuojamas orbitos polius.
Visų šešių tranneptūnijų objektų ir perihelio taškų orbitiniai poliai, kaip parodyta modelyje, sugrupuoti taip, kad tikimybė, jog naujoji planeta juos paveiks, yra daugiau nei 99 proc. Tuo pačiu metu dar trylika kūnų, esančių 100–300 astronominių vienetų atstumu nuo Saulės, taip pat yra panašių savybių, tačiau sutapimo tikimybė šiuo atveju neviršija penkių procentų. Gauti duomenys rodo naujos planetos masę ir jos orbitos konfigūraciją. Norėdami nustatyti šias charakteristikas, mokslininkai turėjo imituoti Saulės sistemos evoliucinį procesą ankstyvuoju vystymosi laikotarpiu. Modelyje buvo 40 dangaus objektų (planetosžmogaus) embrionų, kurie susidaro iš protoplanetinio disko dulkių.
Sukurtame modelyje šiuos objektus iki didžiausio atstumo nuo Saulės pašalino 150–550 astronominių vienetų, o jų perihelis buvo 30–50 astronominių vienetų atstumu. Mokslininkams svarstyti prireikė 4 milijardų metų laiko intervalo. Tyrimų metu jie pastebėjo, kaip šie dangaus objektai elgtųsi žinomų planetų ir X planetos gravitacijos laukų įtakoje.
Modelyje mokslininkai bandė pasirinkti skirtingus naujos planetos orbitos parametrus, išdėstydami ją skirtingais atstumais nuo Saulės. Buvo svarstomi trys objekto masės variantai: 0,1, 1 ir 10 Žemės masių. Galiausiai mokslininkai gavo daugiau nei 190 skirtingų modelių.
Tyrimai parodė daug įdomių dalykų, susijusių su planetosimelių judėjimu orbitose. Jie juda nestabiliomis chaotiškomis orbitomis ir gali susidurti vienas su kitu arba išskristi iš protoplanetinio disko. Po kurio laiko šių dangaus objektų trajektorijos stabilizuojasi. Astronomai pasirinko orbitų, kurių perihelis buvo maždaug 80 astronominių vienetų atstumu, parametrus, nes tokius dangaus kūnus galima stebėti tikrovėje. Mokslininkai nusprendė netikrinti atskirų objektų, bet iškart patikrino ištisus orbitos verčių diapazonus.
Po to atsitiktinai buvo atrinkta 13 objektų, kurie buvo pašalinti iš Saulės maksimaliu atstumu. Ši atsitiktinė atranka buvo atlikta kelis kartus. Rasta labai nedaug modeliavimų, kurie suteiktų nulinę tikimybę. Ir tik tuo atveju, kai X planetos masė buvo lygi dešimčiai ar dešimčiai kartų didesnei už Žemės masę, imitacijų rinkinys atitiko stebėtus procesus.
Mokslininkai pasiūlė, kad paslaptingoji planeta, jei jos masė būtų tokia pati kaip Žemės, turėtų būti 200 astronominių vienetų atstumu nuo Saulės, o perihelis turėtų siekti 60 astronominių vienetų. Paprasčiau tariant, naujoji planeta turėtų judėti labai pailga trajektorija. Tačiau šią galimybę mokslininkai atmetė, nes Kuiperio diržas nebuvo įtrauktas į ją.
Jei manysime, kad naujoji planeta yra dešimt kartų didesnė ir masyvesnė už Žemę, tuomet galite gauti keletą gana priimtinų variantų. Tuo pačiu metu mokslininkai nesvarstė variantų, kai naujos planetos masė daugiau nei 10 kartų viršija Žemės masę, todėl reikalingi papildomi tyrimai.
3D modeliavimas buvo naudojamas norint nustatyti kitus orbitos parametrus, įskaitant orbitos pasvirimą ir perihelio argumentą. Dėl to buvo įmanoma nustatyti, kad naujo dangaus objekto orbitos nuolydis gali svyruoti nuo 20 iki 40 laipsnių.
Pasak astronomų, kaip ir daugelis milžiniškų egzoplanetų, naujoji planeta yra dujų milžinė. Anksčiau mokslininkams pavyko nustatyti, kad tokių dangaus objektų spindulį galima apskaičiuoti pagal jų masę, nes tarp šių charakteristikų yra statistinis ryšys, lygus maždaug 0,34. Taigi galite apskaičiuoti apytikslį devintosios Saulės sistemos planetos spindulį - nuo dviejų iki devynių Žemės spindulių. Greičiausiai ši planeta yra ledo milžinė, tokia kaip Uranas ar Neptūnas.
Taip pat reikėtų pažymėti, kad mokslininkai bandė numatyti, kurios astronomijos tarnybos gali atrasti naują planetą. Priemonės, galinčios tai padaryti, yra antžeminiai CRTS programos teleskopai, taip pat greito reagavimo ir panoraminiai teleskopai „Survey“ir „Pan-STARRS“. Vienas galingiausių yra japoniškas „Subaru“teleskopas, kuris nuo 2015 metų stebi dangaus dalį, kurioje esą yra didžioji devintosios planetos orbitos dalis. Visai įmanoma, kad po kurio laiko mokslininkai galės įtikti nauja informacija apie X planetą.