Томится ли еще одна необнаруженная планета в отдаленных уголках нашей Солнечной системы? Следует ли он по далекой орбите вокруг Солнца в темном царстве комет и других ледяных объектов? По мнению некоторых исследователей, ответ — «почти наверняка».
История Девятой Планеты (P9) восходит как минимум к 2016 году. В том же году астрономы Майк Браун и Константин Батыгин опубликовали доказательства, указывающие на ее существование. С тех пор вместе с коллегами они опубликовали другие работы в поддержку P9.
Существует множество доказательств существования P9, но ни одно из них не достигло порога окончательных доказательств. Основные доказательства касаются орбит экстремальных транснептуновых объектов (ETNO). Они демонстрируют своеобразную группировку, указывающую на массивный объект. P9 может сопровождать эти объекты на их орбитах.
Имена Брауна и Батыгина, астрономов из Калифорнийского технологического института, часто упоминаются в связи с P9. Теперь они опубликовали еще одну статью вместе с коллегами Алессандро Морбиделли и Дэвидом Несворни, представив больше доказательств в пользу P9.
Он называется «Поколение девятой планеты ТНО с низким наклоном, пересекающих Нептун». Оно опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
«Отдаленные уголки Солнечной системы демонстрируют множество аномальных динамических структур, намекающих на присутствие еще не обнаруженного массивного транснептунового тела — Девятой планеты (P9)», — пишут авторы. «Предыдущие анализы показали, как орбитальная эволюция, вызванная этим объектом, может объяснить происхождение широкого спектра экзотических орбит».
Чтобы глубже разобраться в проблеме, Батыгин, Браун, Морбиделли и Несворный исследовали транснептуновые объекты (ТНО) с более традиционными орбитами. Они провели моделирование этих объектов N-телами, включая все: от притягивания планет-гигантов и Галактического прилива до проходящих звезд.
29 объектов в базе данных малых планет имеют хорошо охарактеризованные орбиты с радиусом > 100 а.е., наклонением 
Целью исследователей было проанализировать происхождение этих объектов и определить, можно ли их использовать в качестве зонда для P9. Для этого они провели два отдельных набора симуляций. Один комплект с P9 в Солнечной системе и один комплект без.
Моделирование началось в т= 300 миллионов лет, что означает 300 миллионов лет существования Солнечной системы. В то время «внутренняя динамическая эволюция во внешней Солнечной системе все еще находится в зачаточном состоянии», — объясняют авторы, хотя прошло достаточно времени, чтобы скопление звезд Солнечной системы рассеялось, а планеты-гиганты в основном завершили свои миграции. . В итоге в моделировании они получили около 2000 объектов или частиц с перигелиями более 30 а.е. и большими полуосями от 100 до 5000 а.е. Это исключило все объекты, пересекающие Нептун, из стартовых условий моделирования. «Важно, что этот выбор начальных условий неразрывно связан с предполагаемой орбитой P9», — отмечают они.
На рисунке ниже показана эволюция некоторых из 2000 объектов моделирования.
Это интересные результаты, но исследователи отмечают, что они никоим образом не доказывают существование P9. Эти орбиты могут быть созданы другими вещами, такими как Галактический прилив. На следующем этапе они исследовали распределение перигелий.
«Учитывая систематические ошибки наблюдений, наши результаты показывают, что орбитальная архитектура этой группы объектов близко соответствует предсказаниям модели, включающей P9», — пишут авторы. «Напротив, сценарий без P9 статистически отвергается при ~5? уровень доверия».
Авторы отмечают, что причиной нестабильности орбиты может быть что-то иное, чем P9. Звезда родилась в скоплении, и динамика скопления могла вывести эти объекты на их необычные орбиты до того, как скопление рассеялось. За это также может быть ответственно несколько планет-изгоев массой Земли, которые влияли на архитектуру внешней части Солнечной системы в течение нескольких сотен миллионов лет, прежде чем были каким-то образом удалены.
Однако авторы выбрали 17 ТНО не просто так. «Из-за малых наклонений и перигелий эти объекты испытывают быстрый орбитальный хаос и имеют короткое динамическое время жизни», — пишут авторы. Это означает, что все, что выводит эти объекты на эти орбиты, происходит постоянно, а не является пережитком прошлого.
Важным результатом этой работы является то, что она приводит к фальсифицируемым предсказаниям. И, возможно, нам не придется долго ждать проверки результатов. «Удивительно, что описанная здесь динамика, наряду со всеми другими доказательствами существования P9, вскоре подвергнется тщательной проверке с началом эксплуатации VRO (Обсерватории Веры Рубин)», — пишут авторы.
Если P9 реален, то что это? Это может быть ядро гигантской планеты, выброшенной на заре существования Солнечной системы. Это могла быть планета-изгой, которая дрейфовала в межзвездном пространстве, пока не оказалась в гравитационной среде нашей Солнечной системы. Или это могла быть планета, сформировавшаяся на далекой орбите, и проходящая звезда вывела ее на эксцентричную орбиту. Если астрономы смогут подтвердить существование P9, следующим вопросом будет: «Что это такое?»
Если вас вообще интересует, как работает наука, случай P9 очень поучителен. Моменты «Эврики» в современной астрономии немногочисленны. Доказательства накапливаются постепенно, сопровождаясь дискуссиями и контрапунктами. Выдвигаются возражения и указываются несоответствия, затем совершенствуются методы и развивается мышление. То, что началось как один всеобъемлющий вопрос, разбивается на более мелкие, на которые легче ответить.
Но сейчас доминирует главный вопрос, и, вероятно, он будет еще какое-то время: существует ли Девятая Планета?
Следите за обновлениями.
