Selle aasta alguses teatas meedia, et Ameerika teadlased K. Batygin ja M. Brown California tehnikainstituudist Pasadenas avastasid uue planeedi päikesesüsteemis. See asub väljaspool Pluutot ja on suuruselt sarnane Pluutoga.
See planeet pöörleb ümber Päikese pikliku orbiidina, mille sagedus on 15 tuhat aastat. Oma keemilises koostises sarnaneb see väga Uraani ja Neptuuniga. Teadlaste sõnul löödi see objekt umbes 4,5 miljardit aastat tagasi Päikese lähedal asuvast planetaarketast.
Lähim kaugus selle planeedi ja Päikese vahel on umbes 200 astronoomilist ühikut. Teadlaste hinnangul on maksimaalne kaugus 600–1200 astronoomilist ühikut. Seega võib eeldada, et planeedi orbiit ületab Kuiperi vöö, kus asub Pluuto.
Uue taevakeha olemasolu kinnitamine võtab viis aastat ja positiivse tulemuse korral võib avastatud objektist saada Päikesesüsteemi üheksas planeet. Peab ütlema, et ka varem prooviti planeeti X otsida, mis viis selliste planeetide nagu Neptuun (1864) ja Pluuto (1930) avastamiseni.
Astronoomid otsivad praegu. Asi on selles, et uue planeedi täpseid koordinaate ei olnud kindlaks määratud, teadlased näitasid ainult seda taeva osa, kus see võib asuda.
Pärast seda, kui 2003. aastal avastati veel üks Neptuuniaülene objekt, Sedna, jõudsid teadlased järeldusele, et Päikesesüsteemi äärealadel on veel üks objekt, mis mõjutab Kuiperi vööplaneetide orbiite. Sedna, mis asub 76 astronoomilise üksuse kaugusel Päikesest, peab olema kaitstud olemasolevate planeetide mõju eest. Kuid kui avastati teisi Neptunuse-järgseid objekte (2012 GB17, 2012 VP113), sai ilmseks, et miski mõjutab nende trajektoore.
Astrofüüsikaliste uuringute käigus teatasid Batygin ja Brown kõigi Neptuuni orbiidist kaugemal asuvate teadaolevate objektide orbiitide sarnasusest Päikesest enam kui 230 astronoomilise ühiku kaugusel. Samal ajal hindasid teadlased orbiidide juhusliku kokkusattumise tõenäosuseks mitte rohkem kui 0,007 protsenti. Pealegi on nende objektide orbiitidel, mis asuvad Päikesest suuremal kaugusel kui teistel trans-Neptuunia kehadel, nii sarnased omadused, et astrofüüsikute sõnul saab seda seletada ainult teise, üheksanda Päikesesüsteemi planeedi olemasoluga.
Teadlased on kindlad, et uus planeet peab olema tähest piisavalt kaugel ja massiivne, et mõjutada kõigi Neptunuse-üleste objektide ja Sedna orbiite selles ruumi osas, kus tuntud planeetide gravitatsiooniväli ei laiene. Teadlased on loonud matemaatilise mudeli, mis tõestas taas väikeste objektide olemasolu, mille orbiidid on ülejäänud Päikesesüsteemi tasapinnaga risti. Astrofüüsikud on väitnud, et need objektid võivad olla Neptuuni ja Jupiteri orbiidide vahel asuvad kentaurid. Väärib märkimist, et varasemad astronoomid ei osanud oma liikumise trajektoori ära arvata.
Reklaamvideo:
Brown ja Batygin kaalusid oma töös transneptuunide kehade mitut peamist parameetrit. Esimene neist on peritsentriline argument, see tähendab nurk, mis ühendab Päikesele kõige lähemat orbitaalpunkti (perihelion) ja tähte ennast ning suunda Päikesest punkti, kus keha ületab taevaekvaatori. Teine argument on nurk kevadise pööripäeva, kus täht ületab taevaekvaatorit, ja suuna tõusvasse sõlme. Kolmas argument on ekliptika (kalle) ja orbiidi tasandi vaheline nurk. Neid parameetreid on teisendatud, et näidata orbiidi periheel ja kus projitseeritakse orbiidi poolus.
Kõigi kuue tranneptuunia objekti ja periheeliumipunkti orbiidipoolused, nagu mudel näitab, on rühmitatud nii, et uue planeedi tõenäosus neid mõjutada on üle 99 protsendi. Samal ajal on ka teistel kolmeteistkümnel kehal, mis asuvad Päikesest 100–300 astronoomilise ühiku kaugusel, samuti sarnased omadused, kuid juhuste tõenäosus ei ületa sel juhul viit protsenti. Saadud andmed näitavad uue planeedi massi ja selle orbiidi konfiguratsiooni. Nende omaduste kindlakstegemiseks pidid teadlased simuleerima päikesesüsteemi evolutsiooniprotsessi varajases arenguperioodis. Mudel sisaldas 40 taevase objekti (planetesimaali) embrüot, mis moodustuvad protoplanetaarse ketta tolmust.
Loodud mudelis eemaldasid need objektid Päikesest maksimaalsele kaugusele 150–550 astronoomilist ühikut ja nende periheel oli 30–50 astronoomilise ühiku kaugusel. Teadlaste kaalumiseks kulus ajavahemik, mis võrdus 4 miljardi aastaga. Oma uurimistöö käigus jälgisid nad, kuidas need taevased objektid käituksid tuntud planeetide ja planeedi X gravitatsiooniväljade mõjul.
Mudelis proovisid teadlased valida uue planeedi orbiidi erinevad parameetrid, asetades selle Päikesest erinevatele kaugustele. Kaaluti objekti massi kolme varianti: 0,1, 1 ja 10 Maa massi. Lõppkokkuvõttes said teadlased üle 190 erineva mudeli.
Uuringud on näidanud palju huvitavat seoses orbiidil olevate planetaimellide liikumisega. Nad liiguvad ebastabiilsetes kaootilistel orbiitidel ja võivad üksteisega kokku põrgata või protoplanetaarsest kettast välja lennata. Mõne aja pärast nende taevaste objektide trajektoorid stabiliseeruvad. Astronoomid valisid orbiidide parameetrid, mille periheel oli umbes 80 astronoomilist ühikut, kuna sellised taevakehad on tegelikkuses vaatlemiseks kättesaadavad. Teadlased otsustasid üksikuid objekte mitte kontrollida, vaid kontrollisid kohe kogu orbiidi väärtuste vahemikke.
Pärast seda valiti juhuslikult 13 objekti, mis eemaldati Päikesest maksimaalsel kaugusel. Seda juhuslikku valikut on tehtud mitu korda. Leiti väga vähesed simulatsioonid, mis annavad nulltõenäosuse. Ja ainult juhul, kui planeedi X mass oli võrdne ühe või kümnekordse Maa massiga, vastas simulatsioonide komplekt vaadeldud protsessidele.
Teadlased on soovitanud, et salapärane planeet, kui selle mass on sama kui Maal, peaks olema Päikesest 200 astronoomilise ühiku kaugusel ja periheel peaks jõudma 60 astronoomilise ühikuni. Lihtsamalt öeldes peaks uus planeet liikuma pikliku trajektooriga. Kuid teadlased lükkasid selle variandi tagasi, kuna Kuiperi vöö ei olnud selle hulgas.
Kui eeldame, et uus planeet on Maast kümme korda suurem ja massiivsem, siis võite saada mitu üsna vastuvõetavat varianti. Samal ajal ei kaalunud teadlased võimalusi, kus uue planeedi mass ületab Maa massi rohkem kui 10 korda, mistõttu on vaja täiendavaid uuringuid.
Muude orbiidi parameetrite, sealhulgas orbiidi kalle ja periheeliargument määramiseks kasutati 3D-simulatsiooni. Selle tulemusena oli võimalik kindlaks teha, et uue taevaobjekti orbiidi kalle võib ulatuda 20–40 kraadini.
Astronoomide sõnul on uus planeet, nagu paljud hiiglaslikud eksoplaneedid, gaasigigant. Varem suutsid teadlased kindlaks teha, et selliste taevaobjektide raadiust on võimalik arvutada nende massi järgi, kuna nende omaduste vahel on statistiline seos, mis võrdub umbes 0,34. Seega saate arvutada päikesesüsteemi üheksanda planeedi ligikaudse raadiuse - kahe kuni üheksa Maa raadiusega. Tõenäoliselt on see planeet jäähiiglane, nagu Uraan või Neptuun.
Samuti tuleb märkida, et teadlased on püüdnud ennustada, millised astronoomiateenused võivad uue planeedi avastada. Tööriistad, mis seda võimaldavad, on CRTS-programmi maapealsed teleskoobid, samuti kiirreageerimis- ja panoraamteleskoobid Survey ja Pan-STARRS. Üks võimsamaid on Jaapani Subaru teleskoop, mis on alates 2015. aastast jälginud seda taevaosa, kus väidetavalt asub suurem osa üheksanda planeedi orbiidist. On täiesti võimalik, et mõne aja pärast saavad teadlased rõõmustada uue teabega planeedi X kohta.
