Открытие малой планеты за Нептуном поставило под сомнение «девятую планету»
С тех пор как появилась возможность того, что на орбите Солнца где-то за Нептуном может кружиться большая девятая планета, астрономы были заняты ее поисками. Одна из групп изучает четыре новых движущихся объекта, найденные представителями общественности, чтобы увидеть, могут ли они быть новыми потенциальными открытиями Солнечной системы. Что самое интересное, эти ученые нашли кое-что, что может поставить под сомнение всю перспективу существования девятой планеты.
Одной из таких находок стало открытие малой планеты во внешней Солнечной системе: 2013 SY99. Этот маленький ледяной мир имеет столь отдаленную орбиту, что на один длинный, петлевой переход у него уходит 20 000 лет. Мы обнаружили SY99 при помощи телескопа Канада-Франция-Гавайи в рамках обследования происхождения внешней Солнечной системы. Большая дистанция до SY99 означает, что эта малая планета движется очень медленно по небу. Наши измерения показали, что орбита тела представляет собой очень вытянутый эллипс с ближайшим приближением к Солнцу в 50 астрономических единиц (1 а. е. — это расстояние от Земли до Солнца).
Новая малая планета петляет еще дальше, чем ранее открытые карликовые планеты, такие как Седна и 2013 VP113. Длинная ось ее орбитального эллипса составляет 730 астрономических единиц. Наши наблюдения других телескопов показали, что SY99 — это маленький, красноватый мир диаметром около 250 километров.
SY99 — один из семи известных малых миров, которые находятся на орбите за пределами Нептуна на значительных расстояниях. То, как эти «экстремальные транснептуновые объекты» расположены на своих орбитах, совершенно непонятно: их далекие пути изолированы в пространстве. Самый близкий подход к Солнцу пролегает настолько далеко за Нептуном, что их считают «отделенными» от мощного гравитационного влияния гигантских планет нашей Солнечной системы. Но в самых дальних точках они все еще слишком близки, чтобы их подталкивали медленные потоки самой галактики.
Высказывалось предположение, что экстремальные транснептуновые объекты могут быть сгруппированы в космосе гравитационным влиянием «девятой планеты», которая вращается намного дальше, чем Нептун. Притяжение этой планеты могло вытащить планеты и отделить их орбиты, постоянно меняя их наклон. Но существование этой планеты еще далеко не доказано.
По сути, ее существование основано на орбитах всего шести объектов, которые очень тусклые и которые сложно найти даже при помощи больших телескопов. Это как смотреть глубоко в океан в поиске определенной рыбы. Рыба у поверхности будет четко видна. Но уже на метровой глубине все становится расплывчатым и неясным. Где-то на самом дне рыбы становятся совершенно невидимыми. Но наличие рыбы у поверхности мешает увидеть рыбу на дне и при этом никак не выдает присутствие последней.
Из этого вытекает, что открытие SY99 не может доказать или опровергнуть существование «девятой планеты». Но компьютерные модели показывают, что Девятая планета будет недружественным соседом для крошечных миров вроде SY99: ее гравитационное влияние сильно изменило бы орбиту такой планеты — полностью выбросив ее из Солнечной системы или вытолкнув ее на орбиту столь сильно наклоненную и отдаленную, что мы ее не увидели бы. SY99 может быть одной из множества малых миров, которые постоянно всасываются и выбрасываются этой планетой.
Альтернативное объяснение
Оказывается, что существуют и другие объяснения. Ученые представили к публикации в Astronomical Journal исследование, в котором затронули такую идею из обычной физики, как диффузия. Это явление часто встречается в обычном мире. Диффузия по сути объясняет случайное движение вещества из области высокой концентрации в область низкой концентрации — как, например, по комнате разливается аромат духов.
Они показали, что определенная форма диффузии может привести к тому, что орбиты малых планет будут изменяться с эллипса в 730 а. е. по длинной оси до эллипса в 2000 а. е. по длинной оси или больше — и обратно. В процессе этого размер каждой орбиты будет меняться на случайную величину. Когда SY99 осуществляет подход на ближайшее расстояние каждые 20 000 лет, Нептун часто находится в другой части своей орбиты на противоположном конце Солнечной системы. Но когда SY99 и Нептун оказываются близки, гравитация Нептуна будет мягко подталкивать SY99, слегка меняя ее скорость. Когда SY99 уходит прочь от Солнца, форма ее следующей орбиты будет другой.
Длинная ось эллипса SY99 будет меняться, становясь больше или меньше в процессе «случайного блуждания», как его называют физики. Изменение орбиты происходит в истинно астрономических временных масштабах. Она рассеивается в пространстве на протяжении десятков миллионов лет. Длинная ось эллипса SY99 могла измениться на сотни астрономических единиц за всю историю Солнечной системы в 4,5 миллиарда лет.
Несколько других экстремальных транснептуновых объектов с орбитами поменьше тоже демонстрируют диффузию, но уже в меньших масштабах. За одним движутся и другие. Весьма вероятно, что постепенные эффекты диффузии действуют на десятки миллионов крошечных миров, вращающихся на ближнем краю облака Оорта (сферы ледяных объектов на краю Солнечной системы). Это нежное воздействие медленно приводит к тому, что некоторые из них случайно смещают свои орбиты ближе к нам, где мы рассматриваем их как экстремальные транснептуновые объекты.
И все же диффузия не может объяснить удаленную орбиту Седны, ближайшая точка которой находится слишком далеко от Нептуна, чтобы тот мог повлиять на форму ее орбиты. Возможно, Седна заполучила свою орбиту от проходящей звезды давным-давно. Но диффузия могла бы принести экстремальные транснептуновые объекты из внутреннего облака Оорта — без какой-либо нужды в девятой планете. Чтобы узнать это наверняка, нам придется постараться сделать больше открытий в этом далеком регионе ближайшего к нам космоса. В этом нам помогут самые большие наши телескопы.