Тайна девятой планеты: все, что вы хотели узнать, но боялись спросить

В середине 19 века астрономы предположили, что между Солнцем и Меркурием должна быть планета, еще одна планета нашей Солнечной системы. Они ее даже не видели, но рассчитали орбиту и окрестили Вулканом. По их мнению, только планета могла объяснить небольшие отклонения в орбите Меркурия. Шли годы, и астрономы все глаза проглядели, но так и не нашли Вулкан. И в 1915 году теория относительности Эйнштейна объяснила странное поведение Меркурия, устранив необходимость в Вулкане. О поисках забыли. К чему мы это все?

Вулкан — одна из множества планет, существование которых в нашей Солнечной системе неправильно предсказывалось десятилетиями.

Нибиру, Тихе, а также разнообразные «планеты Х» за орбитой Нептуна, доводили наивную публику до дрожи, неистово волнуя воображение и разжигая фантазию. И только однажды математическое моделирование оказалось правильным. Этот случай хорошо известен. Существование Нептуна — восьмой и самой дальней из известных планет от Солнца — было выведено по тяге, которую он оказывал на орбиту Урана.

Ученые настроили телескопы, и планету обнаружили в считанные дни.

На днях дуэт американских астрономов сообщил, что надеется найти еще одну планету за орбитой Нептуна — гиганта в десять раз массивнее Земли. Пока не открытая «Девятая планета» идеально объяснила бы изворотливое движение скопившейся небольшой группы кометоподобных тел во внешних чертогах нашей Солнечной системы.

Предложение добавить планету в арсенал Солнечной системы вызвало большое волнение, но эксперты предупреждают: пока теория остается теорией. Возможно, уйдут годы на ее подтверждение.

«Работа, которую они проделали, впечатляет. Они собрали много информации, они были очень осторожны. Но на самом деле это лишь первый шаг, — рассказал Эдвард Блумер из Королевской Гринвичской обсерватории. — Множество людей по всему миру будет изучать эту информацию. Даже если сама команда решить пересмотреть все заново, она найдет что-то новое».

Иголка в стоге сена

Астрономы постоянно используют моделирование, чтобы предсказать существование, природу и поведение вещей, которых они не могут видеть. Черные дыры, например, «наблюдаются» исключительно по их влиянию на окружающие звезды.

«Ничто не может быть точным, если основывается на моделировании, — говорит Франсуа Фогет из института LMD в Париже. — Такова природа науки».

Взять Плутон, к примеру. Он был открыт в 1930 году случайно, его нашли астрономы, которые искали девятую планету, объясняющую орбитальные аномалии Нептуна и Урана. Сперва Плутон прекрасно вписывался в модель. Но позже оказалось, что он слишком мал, чтобы быть реальной планетой, и в 2006 году Плутон переклассифицировали в карликовую планету.

И все же последние свидетельства в пользу гипотетической планеты были «более убедительны», чем другие недавние предположения, говорит Морган Холлис из Королевского астрономического общества.

Но, опять же, «это исследование лишь показывает, что планета может быть возможным решением… это может быть и что-то другое». Алессандро Морбиделли из Научно-исследовательского института JL Lagrange в Ницце, на юге Франции, считает, что сезон охотников на планеты с телескопами открыт. Но это будет нелегко. Если планета и существует, она очень, очень далеко, куда почти не доходит свет Солнца.

«Мы понятия не имеем, где проходит орбита планеты, — говорит Морбиделли. — Это как искать иголку в стоге сена».

Моделирование, конечно, неточная наука, и «дикие заявления» о новых планетах сокращаются по мере развития технологий. Анализ становится более изощренным, а люди осторожнее. Все проверяется дважды. Блумер говорит, что пока не поставил бы ни копейки на то, что девятую планету найдут.

«Не потому, что я думаю, что это маловероятно, а потому, что на данном этапе, хотя все и выглядит заманчиво, а ребята проделали много хорошей работы, это пока первый шаг».

В прекрасной, энергичной и технически блестящей работе ученые Константин Батыгин и Майк Браун из Калтеха поставили весь мир на уши. Если коротко, странные кластерные орбитальные конфигурации кучки далеких тел пояса Койпера проще всего объясняются гравитационными возмущениями планеты массой в минимум 10 земных, вращающейся в 700 а. е., с эллиптичностью в 0,6 (что выливается в орбиту длиной в 19 000 лет).

Возможное появление гигантской планеты в нашей Солнечной системе поднимает немало вопросов. Некоторые из них уже начали получать ответы.

Это будет «суперземля» или «мини-Нептун»?

Скорее мини-Нептун (этот термин, возможно, впервые появился в работе 2009 года). Из того, что мы выяснили о формировании планет и популяции экзопланет, мир с такой массой будет, вероятно, укрыт глубокой атмосферой, в которой будут преобладать первичный водород и гелий. Поскольку масса Нептуна в 17 раз превышает земную, новопредложенный мир скорее будет больше похож на младший из ледовитых гигантских миров, нежели на старшую из твердых планет.

Что это будет означать для статуса нашей Солнечной системы?

До сих пор Солнечная система считалась несколько необычной с точки зрения планетарного содержания и архитектуры по сравнению с изобилием открытых экзопланетарных систем. В частности, большинство планетарных систем вокруг холодных звезд содержат как минимум один мир с массой между Землей и Нептуном (такое наблюдается в 60% систем). Добавление мини-Нептуна вокруг Солнца сразу же поместит нас в более ординарную категорию — а хорошо это или плохо, решать вам.

Может ли эта планета быть обитаемой?

На первый взгляд, можно решить, что нет. Она далеко от Солнца и получает крайне мало солнечного тепла. Но плотная водородная атмосфера, с высоким давлением на глубине, особенно непрозрачна для инфракрасного излучения и служит прекрасным тепловым одеялом. Так хорошо, что тепло изначального образования этого мира с массой в десять земных, возможно, еще не утекло полностью. Существует возможность, что где-то на глубине условия этого мира позволяют существовать воде — что делает этот мир темным океаном, поверхность которого по давлению и температурам можно сравнить с океанскими безднами Земли. Может ли она поддерживать жизнь — это другой вопрос. Возможно, планете не хватило химической подкормки, чтобы запустить в работу биологическую систему.

Какого черта она там забыла, эта планета?

Хотя наши теории образования планет, для Солнечной системы и других мест, далеки от завершения или подтверждения, они включают идеи, позволяющие существовать таким мирам. Традиционная астрофизическая мудрость подсказывает нам, что если ранняя Солнечная система не обладала бы чрезвычайно большим и богатым протозвездным диском, планета таких размеров вряд ли смогла образоваться далеко от звезды — ей не хватило бы материала. Но несколько многообещающих моделей, появившихся 4,5 года назад и объясняющих динамическое покачивание и орбитальную перестройку крупных планет, включают пятый гигантский мир. Чтобы прийти к порядку, который мы наблюдаем во внутренних мирах сегодня и в поясе Койпера, такая планета должна была сыграть роль жертвенной массы — быть выброшенной прочь. Ее могло даже выбросить в межзвездное пространство — как «изгоя» — или отправить на длинную и очень вытянутую орбиту. Планета, предложенная Батыгиным и Брауном, вполне могла бы подойти.

Так. Станет ли она девятой планетой?

Весь процесс классификации планет служит (в принципе) для повышения нашего научного понимания, но вместе с тем история играет важную роль. Если этот объект сформировался среди других гигантских миров, то он определенно должен считаться девятой крупной планетой.