Päikesesüsteemi üheksanda planeedi võimalik olemasolu sai teada 2016. aasta jaanuaris. Planeet X on seotud Päikese pöörlemistelje kallutamise, planeedisüsteemi hävimise ja kataklüsmide esinemisega Maal. Samal ajal on teadlased arenenud selle taevakeha rolli mõistmisel Päikesesüsteemis, modelleerinud selle sisemist struktuuri ja pakkunud hüpoteese, mis selgitavad planeedi X päritolu. "Lenta.ru" räägib viimastest uuringutest.
Planeedi X võimalikust avastamisest väljaspool Pluuto orbiiti teatasid astronoomid Mike Brown ja Konstantin Batygin California tehnikainstituudist Pasadenas (USA). Päikesesüsteemi tõenäoline üheksas planeet on Maast umbes kümme korda raskem ja pöörleb tähe ümber pikliku orbiidiga (ja Maa orbiidi suhtes kaldus tasapinnal) 15 tuhande aasta jooksul. Füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest sarnaneb see jäägigantidega Uraan ja Neptuun. Browni ja Batygini sõnul löödi see kosmoseobjekt 4,5 miljardit aastat tagasi Päikese lähedal olevast protoplanetaarketast välja.
Lähim kaugus Päikesest on 200 astronoomilist ühikut (see on seitse korda rohkem kui Päikesest Neptuunini). Planeedi X maksimaalseks kauguseks hinnatakse 600–1200 astronoomilist ühikut, mis viib tema orbiidi väljapoole Kuiperi vööd, kus asub Pluuto. Brown ja Batygin hindavad vea tõenäosuseks 0,007 protsenti. Teadlased avastasid uue planeedi, analüüsides gravitatsioonilisi häireid, mida see teistele taevakehadele avaldab.
Füüsika ja keemia
Astronoomid Esther Linder ja Christoph Mordasini Berni ülikoolist (Šveits) jõudsid selle taevakeha füüsikalis-keemiliste omaduste kohta järgmistele järeldustele. Raadius on 3,7 korda suurem Maa omast. Vesinikust ja heeliumist koosneva atmosfääri temperatuur on miinus 226 kraadi Celsiuse järgi. Gaasimähise all on veejää kiht miinus 63 kraadi Celsiuse järgi. Veelgi sügavam - õhuke kiht silikaatmantlit, mille alla on peidetud rauast südamik. Selle temperatuur on hinnanguliselt 3,4 tuhat kraadi Celsiuse järgi. Astronoomide sõnul paiskab planeet X umbes tuhat korda rohkem energiat kui neelab ja jahtub järk-järgult. Teadlaste arvates on planeet X väiksem eksemplar gaasigigantidest Uraanist ja Neptuunist.
Planeedi X võimalik struktuur
Reklaamvideo:
Pilt: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern
Ameerika astronoomist kolleegid usuvad, et planeedi X värv on tumesinine, tumedam kui Neptuunil, millel on tumesinine toon optilises vahemikus, ja Uraan oma helesinise gaasilise ümbrisega. Kuna planeedil X on temperatuurid ülimadalad, pole erinevalt Neptuuni gaasikattest atmosfääris praktiliselt metaangaasi. See ühend kondenseerub teadlaste sõnul planeedi atmosfääri või selle pilvede põhjas.
Külaline külaline
Kui Brown ja Batygin usuvad, et planeet X löödi Päikese lähedal asuvast protoplaneedist kettalt välja, siis nende kolleegid Rootsist ja Prantsusmaalt arvavad teisiti: taevakeha võib olla eksoplaneet, mille Päike püüdis lähedal asuvalt tähelt. Oma töös kaalusid teadlased stsenaariumi, mille kohaselt püüdis Päike planeedi X teiselt tähelt oma sünniklastrisse. Päike asus mitme tuhande noore tähe rühmas ja nende vahel liikusid planeedid väikese kiirusega (umbes kilomeeter sekundis).
Planeet X orbiit (tähistatud kollasega)
Pilt: Caltech / R. Hurt (IPAC)
See nõuab kolme tingimuse samaaegset täitmist. Esiteks oleks planeedi X püüdmine Päikese poolt pidanud toimuma umbes 150 astronoomilise ühiku kaugusel (vältimaks häireid Kuiperi vööst). Teiseks pidi eksoplaneet pöörlema selle ümber asuva parves asuva teise tähe ümber (saja astronoomilise ühiku kaugusel). See võimaldaks päikesel ületada mõju oma esimese tähe X planeedile. Kolmas tingimus on see, et pärast eksoplaneedi püüdmist Päikese poolt on võimalik reprodutseerida päikesesüsteemi praegust dünaamilist konfiguratsiooni. N-keha probleemi raames läbi viidud modelleerimisel on astronoomid näidanud, et kõik kolm tingimust võivad olla täidetud.
Astronoomid usuvad, et kobarietapp kestab umbes sada miljonit aastat ja sellest piisab massiivsete ja kaugete planeetide (nagu Neptuun) jaotumiseks kõige raskemate tähtede vahel. Samamoodi saate selgitada paljude Kuiperi vööndis asuvate Neptunust ületavate objektide olemust - neid, mis asuvad Päikesest 30–55 astronoomilise ühiku kaugusel.
Puhastada
Hispaania ja Suurbritannia astronoomide sõnul on planeet X võimeline häirima päikesesüsteemi taevakehade orbiite ja neid sealt välja viskama. Teadlased analüüsisid planeedi X mõju kuue äärmise objekti liikumisele väljaspool Neptuuni orbiiti, mille pool-põhitelg ületab 150 astronoomilist ühikut ja periheel on 30 astronoomilist ühikut.
Simulatsioonid on näidanud, et kääbusplaneedi Sedna ja kandidaadi 2012 VP113 orbiidid püsivad järgmised mitusada miljonit aastat stabiilsed. Teisalt on Neptunuse-üleste objektide trajektoorid 2004 VN112, 2007 TG422 ja 2013 RF98 (nende taevakehade läbimõõt ulatub 100–300 kilomeetrini) ebastabiilsed ja pärast mitukümmend miljonit aastat võib planeet X need Päikesesüsteemist välja visata.
X planeedi, Prantsuse ja Brasiilia astronoomide mõju selgitas ka Päikesesüsteemi Laplace'i taseme kallet. Teadlased uurisid nelja hiidplaneedi - Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni - dünaamikat. Kõik need taevakehad mõjutavad päikesesüsteemi kogu nurkkiiruse vektorit, mis on risti Laplace'i tasapinnaga. Astronoomid on uurinud planeedi X mõju Päikesele ja hiidplaneetidele. Selgus, et see efekt seletab kuue kraadi kallet Laplace'i tasapinna ja päikeseekvaatori tasapinna vahel.
Analüütiline mudel kirjeldab kallutuse suurust sõltuvalt massist, ekstsentrilisusest (orbiidi pikenemise parameeter), planeedi X orbiidi pool-põhiteljest ja hiiglaste omadustest. Mõni päev enne selle avastuse avaldamist esitas astronoom Elizabeth Bailey koostöös planeedi X avastajatega sarnased järeldused.
Päikese liikumise mudel
Pilt: arXiv.org
Mõned teadlased on julgenud ka julgematesse hüpoteesidesse. Astrofüüsikud Ameerika Ühendriikidest Daniel Whitmeier ja John Mats süüdistavad planeeti X loomade massilises väljasuremises Maal iga 27 miljoni aasta tagant. Teooria põhineb asjaolul, et planeedi X orbiit Päikese ümber pöörleb aeglaselt ja iga 27 miljoni aasta järel ületab see Kuiperi vöö (asub Päikesest 30–55 AU kaugusel). See viib gravitatsioonihäireteni ja planeet X surub komeedid Kuiperi vööst päikesesüsteemi sisemusse. Nad pommitavad planeete (ka Maad). Päikesele lähenedes lagunevad nad killudeks, muutes päikesevalguse taevakehadesse (ka Maale) jõudmise keeruliseks.
Teadlaste sõnul on see stsenaarium loomade massilise väljasuremise kosmilise seletuse jaoks kõige vastuvõetavam. Kaks teist stsenaariumi - teise tähe olemasolu Päikese kõrval ja tähe vertikaalsed võnked, kui see pöörleb ümber galaktika keskme, nagu autorid märgivad, ei saa paleontoloogilist kinnitust. Esimest korda esitasid Whitmeier ja Mats oma hüpoteesi 1985. aastal. Nende uuringu avaldas Nature and Time (pildil kaanel). Teadlaste esialgse hüpoteesi kohaselt on planeet X Maast üks kuni viis korda raskem ja asub Päikesest sada korda kaugemal.
Mis järgmiseks
Astronoomid Carlos ja Raul de la Fuente Marcos usuvad, et väljaspool Pluuto orbiiti pole mitte üks, vaid kaks supermaad. Olemasolevad andmed Sedna periheeliaalse pretsessiooni kohta, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 ja 2013 RF98, saavad autorite töö kohaselt hea selgituse, kui eeldame vähemalt kahe hiiglasliku taevakeha olemasolu, millest üks võib olla planeet X. Alates 2014. aastast on Carlos ja Raul de la Fuente Marcos rääkinud kahe super-Maa eksisteerimise võimalusest väljaspool Pluutot.
Kõik järeldused planeedi X kohta ei põhine otsestel vaatlustel, vaid selle mõju analüüsimisel teistele taevakehadele ja arvutimodelleerimise andmetele. Astronoomide sõnul piisab planeedi X otseseks avastamiseks 20 päevast vaatlust Hawaiil (USA) asuvas Jaapani Subaru observatooriumis. Teadlased loodavad tähetornis selleks aega varuda. Siis saab Brown ja Batygini sõnul planeedi X olemasolu lõplikult tõestatud.
Andrei Borisov
