Новая Планета X

В 2006 году Плутон был лишен статуса девятой планеты Солнечной системы благодаря стараниям одного астронома — Майкла Брауна. Вместе со своими коллегами он открыл Эриду, а затем и другие карликовые планеты далеко за орбитой Нептуна. Тем самым он доказал, что Плутон недостаточно примечательный и большой для звания полноценной планеты. Однако сейчас Браун с нашим соотечественником Константином Батыгином утверждают, что новая Планета 9 уже почти открыта… и что осталось только ее увидеть.

Особенности «охоты за планетами»

Да-да, «почти открытую» девятую планету Солнечной системы еще никто не видел! Собственно говоря, ее открытие — это плод долгих наблюдений за орбитами других планет. По гравитационным законам Кеплера и Ньютона место каждой планеты Солнечной системы определяется ее характеристиками, преимущественно массой. И если орбита не соответствует параметрам планеты или вообще носит аномальный характер — значит, на нее влияет какой-то другой, не менее массивный объект. Первой планетой, открытой математическими уравнениями, а не живыми наблюдениями, стал Нептун — в 1846 году его нашли на месте, вычисленном французским математиком Урбеном Леверье.

Причем влиять друг на друга планеты могут очень активно — в прошлом Солнечной системы они путешествовали на сотни миллионов километров, приближаясь и отдаляясь от Солнца. Особенно отличились тут газовые гиганты. В молодых планетных системах они поглощают все зародыши планет и зависают вплотную к звезде — столь же близко, как и Меркурий. Из-за этого они очень сильно раскаляются и становятся нестабильными. Ученые называют такие планеты «горячими Юпитерами» или «горячими Нептунами» — в зависимости от их массы и размеров.

Неспокойная история Солнечной системы

Однако в Солнечной системе все изменил Юпитер — крупнейшая и наиболее влиятельная планета. Первоначально появившись на расстоянии от 5 до 10 астрономических единиц от Солнца, он спровоцировал активные столкновения рассеянного материала в протопланетном диске вокруг светила. Это дало толчок к созданию других газовых гигантов, вроде Сатурна или Нептуна, на столь же близких от Солнца расстояниях.

Однако новообразованные планеты повели себя «неблагодарно», следуя гравитационным законам — они вытолкали своего «родителя» ближе к Солнцу, на современную орбиту Марса. Тем самым Юпитер вторгнулся во внутреннюю часть Солнечной системы. В других планетных системах эта часть наиболее насыщенная веществом и космическими объектами. Но тяжелая поступь массы Юпитера разбросала там зародыши планет и астероидов, вкинув их в ядерную топку Солнцу или же выбросив на окраины системы в зону современных Пояса Койпера и Облака Оорта.

Если бы не Сатурн, который связал Юпитер орбитальным резонансом и не вывел его на современную орбиту, газовый гигант смог бы окончательно разорить Солнечную систему, выкинув из нее 99% планетного вещества. Однако его путешествия не остались без следа — так Нептун и Уран поменялись своими орбитами, образовав большинство долгопериодических комет.

В конечном итоге, в планетной системе Солнца восцарило необычное равновесие — газовые гиганты, которые формируются вблизи от звезды, оказались на окраинах, а «твердые планеты» вроде Земли перекочевали ближе к Солнцу. Однако некоторые астрономы считали, что для достижения такого баланса нужна еще одна планета — причем достаточно массивная, чтобы влиять на большие Нептун и Уран. Ее, Планету X, полтора века искало множество астрономов — и, похоже, Браун и Батыгин наконец-то подобрались к ней вплотную.

История поисков планеты X

После того как по возмущениям орбиты Урана Леверье вычислил Нептун, астрономы обнаружили, что даже его присутствие не объясняет особенности орбиты ледяного гиганта. Некоторое время пытались найти еще одну планету, которая могла бы влиять на последние крупные объекты Солнечной системы — однако сумели найти только Плутон, который массой и направлением орбиты никак не мог тревожить более крупные тела. Вопрос аномалий Урана-Нептуна окончательно разрешил «Вояджер-2», измеривший в 1989 массу Нептуна и тем самым обнаруживший, что никаких противоречий в орбитах не существует.

К тому времени мощности телескопов значительно выросли, что позволило заглянуть астрономам в глубины Солнечной системы. Было обнаружено множество транснептуновых объектов — карликовых планет и крупных астероидов, чья самая ближняя точка орбиты находится дальше от Солнца, чем Нептун. Так, в 2005 была обнаружена уже упомянутая Эрида, вторая по размеру после Плутона карликовая планета. А еще в 2003 нашли Седну, объект диаметров свыше 2 тысяч километров, который отдаляется от Солнца на расстояние 1,4×10¹¹ км — дальше любого крупного транснептунового объекта! Скоро она обросла целым семейством «седноидов», обособленных транснептуновых объектов, обладающих схожими характеристиками.

Девятая планета — где и почему?

Наблюдая за новообнаруженными планетоидами, астрономы Ч. Трухильо и С. Шеппард, коллеги, обнаружили интересную закономерность. Большинство из них обладают вытянутыми, кометообразными орбитами, которые кратковременно подходят «близко» к Солнцу, на расстояние от 40 до 70 астрономических единиц, а затем на сотни, а то и тысячи лет удаляются прочь. И чем крупнее объект, тем сильнее его удаление. Кроме того, седноиды отклонялись от Солнца в одну и ту же сторону.

Такое совпадение могло бы быть случайностью, иди речь о простых кометах — на протяжении миллиардов лет истории Солнечной системы их разбрасывали все крупные планеты, в особенности уже упомянутые «путешественники» Юпитер, Уран и Нептун. Однако для такого совпадения в отклонениях крупных объектов нужна очень большая планета, чья орбита достигала бы облака Оорта.

Тут Браун и Батыгин и отличились — сопоставив орбитальные характеристики седноидов, они обнаружили математическим путем, что вероятность их случайного совпадения — всего 0,007%. Ученые пошли дальше и составили компьютерную модель, направленную на поиск характеристик планеты, способной изменять орбиты тел, находящихся за Нептуном. Полученные ими в январе 2016 года данные стали основанием для объявления о предоткрытии новой планеты Солнечной системы.

Характеристики Планеты Х

В своих интервью Браун утверждает, что вероятность обнаружения новой планеты равна 90%. Однако пока она не будет обнаружена фактически, при помощи телескопа, говорить об окончательном открытии рано. Тем не менее были опубликованы расчетные характеристики Планеты 9 — они будут использованы в грядущих поисках.

• Орбитальные параметры Планеты X будут зеркальны параметрам седноидов — орбита планеты будет все так же вытянутой, эксцентричной и наклоненной относительно плоскости основных планет Солнечной системы, однако направленной в другую сторону. Соответственно, перигелий планеты — точка максимального приближения к Солнцу — будет составлять 200 астрономических единиц в ближайшей точке, а афелий — максимальное удаление — доходить до 1200 астрономических единиц. Это даже больше, чем у Седны! Год на Планете 9 будет длиться до 20 тысяч земных лет — именно столько может понадобится для прохождения всей орбиты.

• Для того чтобы влиять на планетоиды, Планете X понадобится значительная масса — поэтому ее считают в 10 раз тяжелее Земли и от 2 до 4 раз объемнее. Однако, эти цифры выведены относительно Нептуна и Урана — астрономы считают, что по параметрам Планета Х должна быть похожей именно на них.
• Также как и Нептун и Уран, Девятая планета будет ледяным гигантом — шаром изо льда, скальной породы и разнообразных газов, тяжелее водорода и гелия. Однако ее итоговая консистенция неизвестна. Путь по Солнечной системе, на котором Планета X собирала свой материал, был очень долгим — соответственно, ее состав может отличаться от прогнозов ученых.

Отдаленную от Солнца планету трудновато обнаружить — для этого нужны телескопы, работающие в инфракрасном спектре, или же мощные оптические устройства, способные зафиксировать даже самые маленькие солнечные блики на поверхности. На инфракрасных телескопах работа будет двигаться быстрее, однако возможны погрешности — а на оптических результат будет достоверным, пусть и ценой затрат времени. Инфракрасный орбитальный телескоп WISE, который проводил широкополосные исследования в 2009 году, пока что не обнаружил Планету X, хотя и предоставил достаточно детальные снимки.

Поэтому Браун, Батыгин и другие астрономы планируют найти ее с применением телеспопа «Субару» на Гавайских островах, который считается одним из наиболее больших и качественных телескопов в мире — диаметр его главного зеркала превышает 8 метров! Кроме того, он способен работать как и в оптическом, так и в инфракрасном диапазонах света. Но даже с таким инструментом ученым понадобится как минимум 5 лет для того, чтобы поставить точку в вопросе Планеты X.