Натяк на девʼяту планету: на околицях Сонячної системи знайшли дивний світ

Попри використання усе більш потужних телескопів, сучасні астрономи все ще не можуть впевнено відповісти на питання, чи є в нашій Сонячній системі дев’ята планета. Відкрити її заважає те, що у зовнішній край системи проникає не так багато сонячного світла, а отже деякі об’єкти там можуть залишатись невидимими для дослідників.

Як пише видання Science Alert, небесні тіла, виявлені астрономами у цих темних куточках, є первісними, а їхні орбіти вказують на присутність ще більшої кількості незвіданих об'єктів. Зібрати все це докупи — непросте завдання.

У той час, як деякі небесні тіла заявляють про себе яскравими вибухами або смугами світла на небі, далекі об'єкти Сонячної системи не привертають особливої уваги. Знайти їх можна хіба за крихітними натяками: майже непомітному впливу на орбіти інших тіл, майже невидимими і короткочасними спалахами світла. І все ж таки ці об'єкти можуть розповісти нам щось важливе про те, як формувалася і розвивалася наша Сонячна система.

І нещодавно астрономи виявили натяки на існування дев'ятої планети у віддалених куточках Сонячної системи. Ця гіпотетична і невловима Дев'ята планета покликана пояснити загадкові орбітальні угруповання сімейства далеких об'єктів, які називаються транснептуновими об'єктами (ТНО).

Астрономи, які працюють із японським телескопом "Субару" на Гаваях, виявили свідчення існування нового далекого об'єкта в Сонячній системі. Це транснептуновий об'єкт, тобто він обертається навколо Сонця на більшій середній відстані, ніж Нептун, який, за сучасними даними, є найвіддаленішою від зірки відкритою планетою.

Але він також відноситься до важливого та загадкового підкласу об'єктів: сідноїди. Його назва – 2023 KQ14, але його прізвисько – Амоніт, на честь скам'янілого головоногого молюска.

Сідоїди мають більш екстремальні орбіти, ніж ТНО. Їхні орбіти надзвичайно витягнуті, характеризуються високим ексцентриситетом, віддаленими перигеліями та великими півосями. Вони названі на честь карликової планети Седна, і це відкриття – лише четвертий з колись виявлених седноїдів.

Про виявлені докази існування такого об’єкту вийшла стаття в журналі Nature Astronomy. Провідним автором роботи є Ін-Тун Чень з Інституту астрономії та астрофізики Академії Синіка в Тайбеї, Тайвань.

Амоніт був вперше виявлений телескопом Subaru під час спостережень у березні, травні та серпні 2023 року. Цих спостережень було недостатньо для підтвердження існування тьмяного об'єкта, і подальші спостереження у липні 2024 року за допомогою Канадсько-франко-гавайського телескопа, а також пошук у архівних даних інших обсерваторій підтвердили його існування. Загалом дослідники відстежували орбіту Амоніту протягом 19 років.

Загадковий об’єкт був виявлений у рамках програми спостережень FOSSIL (Формування зовнішньої Сонячної системи: Крижана спадщина). Програма використовує потужну камеру HyperSuprimeCam телескопа Subaru для вимірювання популяцій та субпопуляцій об'єктів, що населяють зовнішню Сонячну систему.

Команда FOSSIL використовувала комп'ютерне чисельне моделювання, щоб визначити, що Амоніт рухається стабільною орбітою не менше 4,5 мільярдів років, починаючи з ранніх часів Сонячної системи. Орбіта Амоніта в даний час відрізняється від орбіт інших седноїдів, але моделювання показує, що їхні орбіти уже були схожі близько 4,2 мільярда років тому.

Існує дивний розрив між перигелійними відстанями в далеких об'єктах Сонячної системи, і Амоніт перебуває у цьому розриві. "Орбіта Амоніта не збігається з орбітами інших об'єктів, подібних до Седні, і заповнює раніше незрозумілий "q-пробіл" у розподілі далеких об'єктів Сонячної системи, що спостерігається", — пояснюють автори у своїй статті.

Доктор Юкун Хуан із Національної астрономічної асоціації Японії (NAOJ) є співавтором статті, який проводив моделювання орбіти Амоніту. "Той факт, що поточна орбіта 2023 року KQ14 не збігається з орбітами трьох інших сідноїдів, знижує ймовірність гіпотези "дев'ятої планети", — заявив Хуан у прес-релізі. "Можливо, у Сонячній системі колись існувала планета, але згодом була викинута, що й призвело до появи незвичайних орбіт, які ми спостерігаємо сьогодні", — додав він.

Нептун – єдиний відомий масивний об'єкт поблизу зовнішніх меж Сонячної системи, який міг би сформувати орбіти транснептунових об'єктів та сідноїдів. Однак, за словами співавтора дослідження доктора Фумі Йосіди, Амоніт знаходиться поза його досяжністю. "2023 KQ14 було виявлено у віддаленому регіоні, де гравітація Нептуна практично не впливає. Присутність об'єктів з витягнутими орбітами та великими перигелійними відстанями у цій ділянці свідчить про те, що у давнину, коли утворився 2023 KQ14, сталося щось незвичайне", — сказав Йосіда.

Розуміння орбітальної еволюції та фізичних властивостей цих унікальних далеких об'єктів має вирішальне значення для розуміння всієї історії Сонячної системи. Нині телескоп Subaru — одне із небагатьох телескопів Землі, здатних робити подібні відкриття. Орбіта Амоніта зараз відрізняється від орбіти інших седноїдів, і цей факт вимагає пояснення. Це свідчить про більшу складність та різноманітність далеких об'єктів Сонячної системи.

Астрономи давно запитували, чи існує в нашій Сонячній системі "Дев'ята планета", яка керувала би орбітами цих далеких об'єктів. Якщо так, то відкриття Амоніту накладає додаткові обмеження на його орбіту та місця, де він може ховатися. Це фактично зменшує кількість місць, де може ховатися ця гіпотетична планета.

"При нинішній конфігурації планет немає життєздатних механізмів перенесення, дозволяють збільшити їх перигелії. Їх стійкість передбачає, що з формування їх орбіт потрібно зовнішнє гравітаційне вплив, перевищує вплив відомих нині планет Сонячної системи", — йдеться у статті.

Астрономи запропонували безліч джерел цього зовнішнього гравітаційного впливу, включаючи взаємодію космосу з блукаючою планетою чи зіркою, древні зоряні взаємодії, що відбувалися, коли Сонце ще перебувало у своєму батьківському скупченні, і захоплення об'єктів іншими зірками меншої маси на ранніх етапах розвитку Сонячної системи. Але найбільшу увагу привертає пояснення, пов'язане із взаємодією з гіпотетичною планетою, дев'ятою планетою.

Хоча це дослідження не підтверджує і не заперечує існування Дев'ятої планети, воно накладає додаткові обмеження на її орбіту. Фактично кожне відкриття чергового седноїда обмежує Дев'яту планету. Зараз астрономам відомо про чотири такі об'єкти, але вони не знають, скільки ще подібних небесних тіл може ховатися від їхнього погляду і, можливо, перебувати під впливом невловимої гіпотетичної дев'ятої планети.

Якщо Дев'ята планета існує, ділянка простору, де вона може існувати, просто величезна. Деякі астрономи, що будували гіпотези щодо цієї планети, припускають, вона може бути п’ятою за розміром планетою Сонячної системи. Але при цьому знаходитись так далеко, що залишатись надзвичайно тьмяною. Тим не менш, якщо вона існує, ми, можливо, близькі до її виявлення.

Обсерваторія Віри Рубін, яка нещодавно була введена в експлуатацію, розпочне свій десятирічний проект "Спадщина простору та часу" (LSST). LSST буде виявляти короткочасні події та об'єкти в Сонячній системі, як жоден інший телескоп до цього не міг побачити. Він спеціально був створений для пошуку об'єктів, що важко виявити, і навіть такий невловимий об'єкт, як Дев'ята планета, ймовірно, не зможе втекти від нього.

Раніше OBOZ.UA розповідав про виявлену NASA планету-суперземлю, яка випускає загадковий сигнал.

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.