Доводы в пользу существования девятой планеты

Таится ли еще одна пока не обнаруженная крупная планета в отдаленных уголках нашей Солнечной системы? По мнению некоторых авторитетных исследователей, ответ на этот вопрос: «Почти наверняка».

История этой Девятой планеты (Планеты X, или, как ее сейчас стали еще обозначать, P9) восходит как минимум к 2016 году. В том году астрономы из Калифорнийского технологического института Майк Браун и Константин Батыгин обнародовали некоторые свидетельства ее существования ¹, а позже к ним присоединились и многие их коллеги, которые также публиковали свои работы, посвященные этому вопросу.

Таким образом, появилось множество косвенных доказательств существования P9, но ни одно из них не может считаться окончательным. Основные доводы связаны с характером орбит экстремальных транснептуновых объектов (ETNO). Их орбиты группируются своеобразным образом, что вроде бы указывает на существование невидимого массивного объекта, воздействовавшего на формирование подобных орбит, однако в настоящее время оказавшегося на большом отдалении от Солнца.

В конце апреля Браун и Батыгин опубликовали еще одну статью в The Astrophysical Journal Letters ² совместно с Алессандро Морбиделли и Дэвидом Несворы, представив в ней новые доказательства в пользу существования P9.

«Отдаленные уголки Солнечной системы демонстрируют множество аномальных динамических структур, намекающих на присутствие еще не обнаруженного массивного транснептунового тела — Девятой планеты (P9), — пишут авторы. — Предыдущий анализ показал, как орбитальная эволюция, вызванная этим объектом, может объяснить происхождение широкого спектра экзотических орбит».

Чтобы глубже разобраться в проблеме, Батыгин, Браун, Морбиделли и Несворны изучили транснептуновые объекты (ТНО) с более привычными орбитами. Они провели моделирование поведения этих объектов N-телами, включая все взаимодействия — от гравитации планет-гигантов до галактических приливов и проходящих звезд.

29 объектов в базе данных по малым планетам имеют известные орбиты с радиусами > 100 а. е., наклонением < 40° и перигелиями < 30 а. е. Из этих 29 объектов орбиты у 17 хорошо определены. Исследователи сосредоточили свое моделирование именно на этих 17.

Моделирование началось при t = 300 млн лет (что означает 300 млн лет с начала существования Солнечной системы). В то время «внутренняя динамическая эволюция во внешней Солнечной системе всё еще находилась в зачаточном состоянии» (как поясняют авторы), хотя прошло достаточно времени, чтобы планеты-гиганты в основном завершили свои миграции. В итоге в результате моделирования были получены около 2000 объектов с перигелиями свыше 30 а. е. и большими полуосями от 100 до 5000 а. е. Это позволило исключить все объекты, пересекающие орбиту Нептуна, из стартовых условий моделирования. «Важно, что этот выбор начальных условий неразрывно связан с предполагаемой орбитой P9», — отмечают ученые.

Результаты получились, конечно, интересные, но исследователи отмечают, что сами они еще никоим образом не доказывают существование P9. Полученные орбиты могут быть вызваны другими процессами, такими, как галактические приливы. На следующем этапе были исследованы распределения перигелиев.

Авторы отмечают, что причиной нестабильности орбит может быть и что-то иное помимо P9. Все звезды рождаются в общем скоплении, и его динамика могла вывести эти объекты на их необычные орбиты до того, как само скопление вокруг рассеялось. За это также могут нести ответственность несколько планет-изгоев с массой, сравнимой с земной, которые влияли на архитектуру внешней части Солнечной системы в течение нескольких сотен миллионов лет, прежде чем были каким-либо образом удалены.

Однако Батыгин, Браун, Морбиделли и Несворны выбрали свои 17 объектов не просто так. «Из-за малых наклонений и перигелиев эти объекты испытывают такое явление, как быстрый орбитальный хаос, и имеют короткое динамическое время жизни», — пишут астрономы. Это означает, что всё, что выводит эти объекты на их орбиты, оказывает постоянное воздействие, а не является исключительно пережитком прошлого.

Важным результатом этой работы стало то, что она приводит ко вполне фальсифицируемым предсказаниям, и, возможно, нам даже не придется долго ждать проверки этих результатов. «Удивительно, что описанная здесь динамика, наряду со всеми другими доказательствами существования P9, вскоре подвергнется тщательной проверке с началом эксплуатации Обсерватории Веры Рубин», — уверены Батыгин, Морбиделли, Браун и Несворы.

Что может представлять собой планета P9, если она действительно реальна? Это может оказаться ядром гигантской планеты, выброшенной из центральной части Солнечной системы на заре ее существования. А может быть, это планета-изгой, которая долго дрейфовала в межзвездном пространстве, прежде чем «прибилась» к гравитационной среде нашей Солнечной системы. Или это могла быть еще планета, сформировавшаяся на правильной удаленной орбите, тогда как какая-то проходящая звезда вывела ее на орбиту эксцентричную… В общем, если астрономы смогут подтвердить существование P9, то следующим вопросом неизбежно станет: «Что это вообще такое?»

Максим Борисов

¹ elementy.ru/novosti_nauki/432674/Na_konchike_pera_otkryta_transplutonovaya_planeta_razmerom_s_Neptun

² Generation of Low-inclination, Neptune-crossing Trans-Neptunian Objects by Planet Nine. iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad3cd2
Популярное изложение сути исследования приводится в блоге Universe Today: universetoday.com/166889/new-evidence-for-our-solar-systems-ghost-planet-nine/