Девятую планету от Солнца обнаружат в ближайшее десятилетие, считают американские астрономы. Она движется по эллиптической орбите в поясе Койпера — малоизученной области далеко за Нептуном. Новые данные оставляют мало сомнений в том, что в Солнечной системе существует суперземля. Человек изучает Солнечную систему не первое тысячелетие, но белых пятен еще хватает. К примеру, в 1980-е астрономы увлеченно искали Немезиду — темную звезду, напарницу Солнца. Предполагалось, что она могла вызвать экологическую катастрофу на Земле 65 миллионов лет назад, когда погибли динозавры.
Плутон раньше считался девятой планетой Солнечной системы, но в 2006 году его лишили этого статуса, переквалифицировав в карликовую планету, по сути, астероид. Инициатором выступил американский астроном Майкл Браун из Калифорнийского технологического института (США). Все это он описал в книге "Как я убил Плутон и почему это было неизбежно".
Поиски звезды-убийцы закончились ничем, однако десяток лет спустя доказали существование пояса Койпера — области, где сосредоточены ледяные осколки материи, оставшиеся после образования Солнечной системы. Самые крупные — порядка девятисот километров. Всего там обнаружено примерно две тысячи небесных тел. Браун целенаправленно исследует пояс Койпера, ищет другие транснептуновые объекты — то есть те, что дальше от Солнца, чем Нептун. Он открыл 27 небесных тел, в том числе карликовые планеты Седну и Эриду.
Среди транснептуновых объектов есть аномальные, чьи орбиты очень сильно вытянуты: их большие полуоси простираются на 250 астрономических единиц (расстояний от Солнца до Земли), вместе с тем ближайшие к звезде точки орбит находятся в одной области. Чтобы объяснить эту странность, Браун вместе с коллегой по Калтеху Константином Батыгиным в 2016 году выдвинул гипотезу о существовании на задворках Солнечной системы еще одной планеты.
Вне конкуренции
На поиски новой планеты бросили значительные силы, подключили астрономов-любителей — безрезультатно. Тем не менее гипотезу не отбросили, наоборот, теперь она кажется еще более обоснованной. "Мы беспокоились, что найдется более простое или естественное объяснение аномалий, которые мы видим в данных, и что гипотеза девятой планеты вскоре окажется неактуальной. Но этого не произошло. Гипотеза довольно успешно прошла проверку временем", — пишет Константин Батыгин в своем блоге.
Есть только две альтернативные версии, объясняющие аномалии орбит самых удаленных объектов пояса Койпера. Первая — ошибка наблюдения. Ее разбору посвящена новая статья Брауна и Батыгина, опубликованная в январе в "The Astronomical Journal". Ученые рассчитали вероятность, с которой орбиты этих тел выглядят именно так, как их видят сейчас, благодаря ошибке. Результат — всего две десятых процента. Вывод: наблюдаемые странности статистически весомы.
Другая альтернатива — существование еще одного массивного диска в Солнечной системе, состоящего из ледяных планетезималей — остатков протопланетного диска, чья гравитация вытягивает орбиты транснептуновых объектов так же, как это сделала бы целая планета. Но, отмечает Майкл Браун, этот сценарий еще более сложный.
Суперземля в Солнечной системе?
Итоги двух лет поисков девятой планеты подводит статья Брауна и Батыгина, подготовленная совместно с коллегами из Университета Мичигана для журнала "Physics Reports". Ученые проанализировали заново все факты, уточнили характеристики гипотетической планеты, выполнили численное моделирование и представили убедительные доказательства ее существования.
Девятая планета раза в два меньше по всем параметрам, чем это представлялось три года назад, поясняет Батыгин. Большая полуось ее орбиты равна примерно 400-500 астрономическим единицам, эксцентриситет — 0,15-0,3 (показатель сжатости эллипса), наклонение — 20 градусов. Лучшие результаты моделирования получаются при массе планеты в пять раз больше земной. В любом случае, десять масс Земли — это потолок. Для сравнения: Нептун тяжелее в 17,2 раза.
Судя по характеристикам, девятая планета очень напоминает суперземлю — особый класс экзопланет, часто наблюдаемых у других звезд. Возможно, это небесное тело действительно образовалось не здесь, а было захвачено Солнцем в момент сближения с другой звездной системой. Впрочем, вопрос происхождения гипотетической планеты поднимать рано.
Приют скитальца
Звездная величина, или яркость, нового члена планетной семьи очень мала — 24-25 магнитуд. Это на пределе возможностей земной техники. Объект мог бы обнаружить телескоп Pan-STARRS, сканирующий все небо. Однако есть сложность — самая удаленная точка орбиты интересующего нас небесного тела, возможно, пересекает плоскость Млечного пути, где высокая концентрация звезд. На их фоне трудно что-нибудь различить.
Браун и Батыгин ищут свою планету на телескопе "Субару" на Гавайях, располагающем камерой гипервысокого разрешения. В прошлом году с ее помощью открыли очередной объект в далеком поясе Койпера — Гоблин. Из оптических приборов для поисков девятой планеты подходит также четырехметровый телескоп имени Виктора Бланко в Чили с мощной камерой, предназначенной для изучения темной энергии. Там же, в Чили, в 2022 году заработает восьмиметровый Большой обзорный телескоп LSST.
Кроме того, перспективны поиски в инфракрасном и микроволновом диапазонах длин волн. Планета хоть и мало, но нагревается от Солнца, она несколько теплее окружающего ее пространства, значит, ее можно найти в данных орбитального телескопа WISE. Пока астрономы не знают даже приблизительно, куда направить приборы, чтобы искать девятую планету: она может находиться где угодно. Возможно, ее изображение уже получено, но еще не идентифицировано.
"Девятая планета, если она существует такой, как мы ее описываем, вероятно, будет открыта в ближайшее десятилетие", — уверены авторы гипотезы.
