Астрономы Майк Браун и Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института в Пасадене сообщили об обнаружении за пределами орбиты Плутона кандидата в девятую планету Солнечной системы. Находка может стать одной из самых сенсационных в текущем десятилетии, сравнимой с открытием нового континента на Земле. Результаты поисков Планеты Х авторы опубликовали в The Astronomical Journal. Кратко о них рассказывают Science News и Nature News.
Планета Х представляет собой объект размером с Нептун и в десять раз тяжелее Земли. Небесное тело вращается вокруг Солнца по сильно вытянутой и наклоненной к земной орбите с периодом в 15 тысяч лет. Ближайшее расстояние между Солнцем и Планетой Х равняется 200 астрономическим единицам (это в семь раз больше расстояния между Нептуном и светилом), а максимальное оценивается в 600-1200 астрономических единиц. Это выводит орбиту объекта за пределы пояса Койпера, в котором располагается Плутон, в сторону облака Оорта.
Определение планеты, предлагаемое Международным астрономическим союзом (МАС), применяется только к небесным телам в Солнечной системе. Согласно нему, планетой считается округлое массивное тело, очистившее окрестности своей орбиты от большого количества более мелких тел. МАС официально признает существование пяти карликовых планет. Одна из них (Церера) находится в астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера, другие (Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа) — дальше орбиты Нептуна. Самой крупной из них считается Плутон.
Всего в Солнечной системе, согласно МАС, насчитывается восемь планет. Самая крупная и массивная из них — Юпитер. Плутон решением МАС в 2006 году перестал считаться планетой, поскольку не удовлетворяет одному из определяющих ее критериев (доминированию в пространстве своей орбиты). К настоящему времени астрономы обнаружили более 40 кандидатов в карликовые планеты. Оценки ученых свидетельствуют, что в Солнечной системе может быть более двух тысяч карликовых планет, из которых 200 находятся в пределах пояса Койпера (на расстоянии от 30 до 55 астрономических единиц от Солнца). Остальные — вне него.
Определение планеты как карликовой вызывает споры у ученых. В частности, решающую роль при этом могут играть размеры небесного тела. Планета Х, будучи пятым по массе и размерам из известных науке небесным телом Солнечной системы наверняка не может считаться карликовой. Необычная орбита и происхождение Планеты Х могут привести к пересмотру МАС определения карликовой планеты.
Существование Планеты Х заподозрили в 2014 году. Тогда Чедвик Трухильо из Обсерватории Джемини на Гавайях и Скотт Шеппард из Института Карнеги в Вашингтоне опубликовали в Nature статью, где сообщили об обнаружении на расстоянии 80 астрономических единиц (Плутон находится на расстоянии 48 астрономических единиц от Солнца) от Солнца транснептунового объекта 2012 VP113. В своей работе астрономы также предположили, что на удалении 250 астрономических единиц от светила есть планета крупнее Земли.
Астроном-наблюдатель Браун и эксперт по компьютингу в астрономии Батыгин решили опровергнуть данные Трухильо и Шеппарда. Но получилось иначе. Новую планету ученые обнаружили при помощи анализа данных по оказываемому ею гравитационному воздействию на другие небесные тела за орбитой Нептуна. Среди них, в частности, значится открытая в 2003 году Брауном, Трухильо и Дэвидом Рабиновицем кандидат в карликовую планету Седна. Компьютерное моделирование и теоретические расчеты, проведенные Брауном и Батыгиным, объясняют результаты наблюдений существованием Планеты Х. Вероятность ошибки в своих выводах астрономы оценивают в 0,007 процента.
Точного ответа на вопрос о происхождении Планеты Х астрономы пока дать не могут. Они склоняются к следующей гипотезе. На заре существования Солнечной системы в ней было пять крупных протопланет, четыре из которых сформировали современные Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Однако примерно через три миллиона лет после их рождения гравитация двух первых небесных тел выкинула Протопланету Х за пределы орбиты Нептуна.
Происхождение Планеты Х дает основание предположить, что изначально она была похожа на ледяные гиганты Уран и Нептун. Последний в 17 раз тяжелее Земли, а его диаметр в четыре раза больше, чем у Голубой планеты. Уран и Нептун относятся к категории ледяных гигантов. Их атмосфера состоит из газов (водорода, гелия и углеводородов) и частиц льда (водяного, аммиачного и метанового). Под атмосферой гигантов расположена мантия из водяного, аммиачного и метанового льда, под которым скрывается твердое ядро из металлов, силикатов и льдов. Планета Х может иметь похожие ядро и мантию без плотной атмосферы.
Референтом работы ученых в The Astronomical Journal выступил небесный механик Алессандро Морбиделли из Ниццы. Он оптимистично оценил шансы на открытие Планеты Х астрономами Брауном и Батыгиным. Не в последнюю очередь — благодаря авторитету ученых. Планетолог Хал Левисон из Колорадо скептически отнесся к работе коллег, сославшись на поспешность делаемых Брауном и Батыгиным выводов и необходимость дальнейшей проверки. Как отмечают сами первооткрыватели Планеты Х, астрономы поверят в их находку только тогда, когда смогут наблюдать планету в телескоп.
Для обнаружения Планеты Х астрономы зарезервировали время на японской обсерватории Subaru на Гавайях. Конкуренцию в поисках планеты ученым составят Трухильо и Шеппард. Подтверждение существования небесного тела может занять время до пяти лет. В случае открытия объект может стать девятой планетой Солнечной системы. Ранее поиски Планеты Х в Солнечной системе привели ученых к обнаружению Нептуна (в 1864 году) и Плутона (в 1930 году). Почти не вызывает сомнения, что существование девятой планеты будет подтверждено.