Tämän vuoden alussa tiedotusvälineet kertoivat, että amerikkalaiset tutkijat K. Batygin ja M. Brown Kalifornian teknillisestä instituutista Pasadenassa löysivät uuden planeetan aurinkokunnasta. Se on Pluton ulkopuolella ja on kooltaan samanlainen kuin Pluto.
Tämä planeetta pyörii Auringon ympäri pitkänomaisella kiertoradalla, jonka taajuus on 15 tuhatta vuotta. Kemiallisessa koostumuksessaan se on hyvin samanlainen kuin Uranus ja Neptune. Tutkijoiden mukaan tämä esine pudotettiin protoplaneettalevystä Auringon lähellä noin 4,5 miljardia vuotta sitten.
Lähin etäisyys tämän planeetan ja Auringon välillä on noin 200 tähtitieteellistä yksikköä. Tutkijat arvioivat maksimietäisyyden 600-1200 tähtitieteellisessä yksikössä. Siten voidaan olettaa, että planeetan kiertorata ylittää Kuiperin vyön, jossa Pluto sijaitsee.
Uuden taivaankappaleen olemassaolon vahvistaminen kestää viisi vuotta, ja positiivisen tuloksen tapauksessa löydetystä esineestä voi tulla aurinkokunnan yhdeksäs planeetta. On sanottava, että aikaisemmin yritettiin etsiä myös Planeetta X, mikä johti sellaisten planeettojen löytämiseen kuin Neptunus (1864) ja Pluto (1930).
Tähtitieteilijät etsivät parhaillaan. Asia on, että uuden planeetan tarkkoja koordinaatteja ei ole määritetty, tutkijat ilmoittivat vain sen taivaan osan, jossa se voi sijaita.
Sen jälkeen, kun vuonna 2003 löydettiin toinen trans-Neptunian-esine, Sedna, tutkijat tulivat siihen tulokseen, että aurinkokunnan laitamilla on toinen esine, joka vaikuttaa Kuiperin vyö planeettojen kiertoradoihin. Sedna, joka on 76 tähtitieteellistä yksikköä Auringosta, on suojattava olemassa olevien planeettojen vaikutuksilta. Mutta kun muita Neptunuksen ylittäviä esineitä löydettiin (2012 GB17, 2012 VP113), kävi ilmeiseksi, että jokin vaikuttaa heidän liikeradoihinsa.
Astrofyysisten tutkimusten aikana Batygin ja Brown ilmoittivat kaikkien Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella olevien yli 230 tähtitieteellisen yksikön etäisyydellä Auringosta sijaitsevien kaikkien tunnettujen esineiden kiertoradoista. Samaan aikaan tutkijat arvioivat kiertoradojen satunnaisen sattuman todennäköisyydeksi enintään 0,007 prosenttia. Lisäksi niiden esineiden kiertoradoilla, jotka sijaitsevat kauempana Auringosta kuin muilla trans-Neptunuksen kehoilla, on niin samanlaisia ominaisuuksia, että astrofyysikkojen mukaan tämä voidaan selittää vain yhden, yhdeksännen, aurinkokunnan planeetan läsnäololla.
Uuden planeetan, tiedemiehet ovat varmoja, on oltava riittävän kaukana tähdestä ja massiivinen vaikuttamaan kaikkien Neptunuksen ylittävien kohteiden ja Sednan kiertoradoihin avaruuden siinä osassa, jossa tunnettujen planeettojen painovoimakenttä ei ulotu. Tutkijat ovat luoneet matemaattisen mallin, joka jälleen kerran osoitti pienten esineiden olemassaolon, joiden kiertoradat ovat kohtisuorassa muun aurinkokunnan tasoon nähden. Astrofyysikot ovat ehdottaneet, että nämä kohteet voivat olla Kentaurien asteroidit, jotka sijaitsevat Neptunuksen ja Jupiterin kiertoradan välissä. On syytä huomata, että aikaisemmat tähtitieteilijät eivät osanneet arvata liikkumisensa reittiä.
Mainosvideo:
Brown ja Batygin tarkastelivat työssään useita transneptunisten kappaleiden perusparametreja. Ensimmäinen näistä on perentrenttiargumentti, toisin sanoen kulma, joka yhdistää aurinkoa lähinnä olevan kiertoradan (perihelion) ja tähden itse ja suunnan auringosta kehon leikkauspisteeseen taivaallisen päiväntasaajan kohdalla. Toinen argumentti on kulta kevään päiväntasauksen aikana, jossa tähti ylittää taivaan päiväntasaajan, ja suunnan nousevaan solmuun. Kolmas argumentti on ekliptikan (kaltevuus) ja kiertoradan tason välinen kulma. Nämä parametrit on muunnettu osoittamaan, missä kiertoradan perihelion on ja missä kiertoradan napa heijastuu.
Kaikkien kuuden tranneptunian objektin ja perihelionipisteen kiertoradat on mallin mukaan ryhmitelty siten, että uuden planeetan todennäköisyys vaikuttaa niihin on yli 99 prosenttia. Samalla toisella kolmetoista ruumiilla, jotka ovat 100-300 tähtitieteellisen yksikön päässä Auringosta, on myös samanlaiset ominaisuudet, mutta sattuman todennäköisyys ei tässä tapauksessa ylitä viittä prosenttia. Saadut tiedot osoittavat uuden planeetan massan ja sen kiertoradan kokoonpanon. Näiden ominaisuuksien määrittämiseksi tutkijoiden oli simuloitava varhaisen aurinkokunnan evoluutioprosessi. Malli sisälsi 40 taivaallisten esineiden alkioita (planetesimaaleja), jotka muodostuvat protoplaneettalevyn pölystä.
Luodussa mallissa nämä esineet poistettiin suurimmalle etäisyydelle Auringosta 150-550 tähtitieteellisellä yksiköllä, ja niiden perihelioni oli 30-50 tähtitieteellisen yksikön etäisyydellä. Tutkijat harkitsivat 4 miljardin vuoden ajanjaksoa. Tutkimuksensa aikana he havaitsivat, kuinka nämä taivaankappaleet käyttäytyisivät tunnettujen planeettojen ja planeetan X painovoimakenttien vaikutuksesta.
Mallissa tutkijat yrittivät valita uuden planeetan kiertoradan eri parametrit sijoittamalla sen eri etäisyyksille auringosta. Harkittiin kolmen vaihtoehdon kohteen massaa: 0,1, 1 ja 10 maapallon massaa. Viime kädessä tutkijat saivat yli 190 erilaista mallia.
Tutkimukset ovat osoittaneet paljon mielenkiintoisia asioita, jotka liittyvät planeetanimelien liikkumiseen kiertoradoilla. Ne liikkuvat epävakailla kaoottisilla kiertoradoilla ja voivat törmätä toisiinsa tai lentää ulos protoplaneettalevystä. Jonkin ajan kuluttua näiden taivaankappaleiden liikeradat vakiintuvat. Tähtitieteilijät valitsivat kiertoradojen parametrit, joiden perihelion oli noin 80 tähtitieteellisen yksikön etäisyydellä, koska tällaisia taivaankappaleita on havaittavissa todellisuudessa. Tutkijat päättivät olla tarkistamatta yksittäisiä esineitä, mutta tarkasivat välittömästi kokonaiset kiertoradan arvot.
Sen jälkeen satunnaisesti valittiin 13 objektia, jotka poistettiin auringosta enimmäisetäisyydellä. Tämä satunnainen valinta on tehty useita kertoja. Hyvin harvoista simulaatioista on löydetty nollatodennäköisyys. Ja vain siinä tapauksessa, että planeetan X massa oli yhtä tai kymmenen kertaa maan massa, simulaatiojoukko vastasi havaittuja prosesseja.
Tutkijat ovat ehdottaneet, että salaperäisen planeetan, jos sillä on sama massa kuin maapallolla, tulisi olla 200 tähtitieteellistä yksikköä kaukana auringosta ja perihelionin tulisi saavuttaa 60 tähtitieteellistä yksikköä. Yksinkertaisesti sanottuna uuden planeetan on liikkuttava pitkin pitkittäistä liikerataa. Tutkijat hylkäsivät tämän vaihtoehdon, koska Kuiper-vyö ei sisältynyt siihen.
Jos oletamme, että uusi planeetta on kymmenen kertaa suurempi ja massiivisempi kuin maapallo, voit saada useita varsin hyväksyttäviä vaihtoehtoja. Samaan aikaan tutkijat eivät harkinneet vaihtoehtoja, joissa uuden planeetan massa ylittäisi Maan massan yli 10 kertaa, minkä vuoksi tarvitaan lisätutkimuksia.
3D-simulaatiota käytettiin määrittämään muut kiertoradan parametrit, mukaan lukien kiertoradan kallistuma ja perihelioniargumentti. Tuloksena oli mahdollista todeta, että uuden taivaankappaleen kiertoradan kaltevuus voi vaihdella 20-40 astetta.
Tähtitieteilijöiden mukaan uusi planeetta on monien jättiläisten eksoplaneettojen tavoin kaasujätti. Aikaisemmin tutkijat pystyivät selvittämään, että tällaisten taivaankappaleiden säde on mahdollista laskea niiden massan perusteella, koska näiden ominaisuuksien välillä on tilastollinen suhde, joka on noin 0,34. Voit siis laskea aurinkokunnan yhdeksännen planeetan likimääräisen säteen - maapallon kahdesta yhdeksään säteen. Todennäköisesti tämä planeetta on jääjätti, kuten Uranus tai Neptune.
On myös huomattava, että tutkijat ovat yrittäneet ennustaa, mitkä tähtitieteelliset palvelut saattavat löytää uuden planeetan. Työkalut, jotka pystyvät tähän, ovat CRTS-ohjelman maanalaiset kaukoputket sekä nopean toiminnan ja panoraamateleskoopit Survey ja Pan-STARRS. Yksi tehokkaimmista on japanilainen teleskooppi Subaru-teleskooppi, joka on havainnut taivaan sitä osaa, jossa oletettavasti sijaitsee suurin osa yhdeksännen planeetan kiertoradasta vuodesta 2015. On aivan mahdollista, että jonkin ajan kuluttua tutkijat voivat miellyttää uutta tietoa Planet X: stä.