Почему девятую планету так долго «открывают»?

Недавно двое ученых Калифорнийского технологического института взорвали мир, разместив в Astrophysical Journal работу, в которой заявили об обнаружении свидетельств, указывающих на существование гигантской планеты на краю нашей Солнечной системы, движущейся по странной вытянутой орбите в 150 миллиардах километров от Солнца. Новый мир, предварительно названный «Девятой планетой», должен быть в 15 раз дальше от Солнца, чем Плутон, и в 5000 раз массивнее карликовой планеты, которую понизили в статусе и лишили звания планеты в 2006 году.

«Это должна быть девятая планета», — объяснил в пресс-релизе профессор планетарной астрономии Майк Браун, обнаруживший свидетельства ее существования вместе с коллегой Константином Батыгиным. В отличие от Плутона, Девятая планета должна быть настолько массивной, что ее гравитация буквально царит в этом регионе Солнечной системы. По факту, она должна быть больше других известных планет — Браун считает ее «самой планетной из планет Солнечной системы».

Но те, кто не занимается космической наукой, немного не понимают. Если Девятая планета так огромна, почему мы до сих пор ее ищем? Почему никто ее не видел? Сами Браун и Батыгин пришли к выводам о ее существовании, используя математическое моделирование и компьютерные симуляции, но не прямое наблюдение.

Но когда мы задумываемся о таких вещах, мы лишь убеждаемся в том, как мало мы знаем об огромных масштабах нашей Солнечной системы и возможностях исследования этого обширного пространства. На самом деле, можно считать чудом, если кто-то вообще обнаружит Девятую планету. Чтобы сделать это, нужно не только применить изобретательность, но и пройти через длинную вереницу неудач и «предыдущих открытий», свести воедино все подсказки о вероятном существовании гигантского мира.

Что особенно интересно в открытии Брауна и Батыгина, так это то, что Девятая планета может быть первой истинной планетой (прости, Плутон), открытой с 1846 года. Тогда немецкий астроном Иоганн Готфрид Галле официально впервые наблюдал Нептун. Он знал, где искать, поскольку два других ученых, Джон Куч Адамс и Урбен Леверье, заметили, что планета Уран слега уходит со своей нормальной орбиты, и рассчитали, что этот эффект должен быть вызван еще одной неизвестной планетой.

Астрономы часто прибегают к таким уловкам в попытках сделать открытие, поскольку наблюдать объекты размером с планету на таком огромном расстоянии очень и очень трудно. Когда они обнаруживают экзопланеты, например, они обычно делают это, изучая поведение звезды при прохождении планеты перед ней.

Хотя Девятая планета должна быть ближе, чем эти миры, она все еще в сотни раз дальше от Солнца, чем наша планета. Она так далека, что солнечный свет, достигающий ее, в 300 000 раз слабее того света, что достигает нас. Объект, который находится так далеко и отражает так мало света, будет чрезвычайно сложно обнаружить с помощью телескопа, даже если примерно знать, где искать.

Планета далекая и очень «слабая».

Как объяснил Браун, астрономы искали другую планету на краю Солнечной системы 160 лет. Они потратили это время на изучение положений известных планет в поисках намеков, но оказалось, что все зря. Анализ 1993 года показал, что все планеты ровно там, где и должны быть.

Но открытие астрономами пояса Койпера в начале 90-х годов, региона, заполненного тысячами небольших объектов, предоставило новые подсказки. В марте 2014 года в статье Nature астрономы Чад Трухильо и Скотт Шеппард отметили, что несколько из самых удаленных объектов пояса Койпера обладают необычными орбитами, и предположили, что этот эффект вызван гравитацией небольшой планеты. Тогда эту идею опровергли с помощью компьютерного моделирования, говорит Браун, но в сентябре бразильские и японские астрономы нашли другой набор объектов пояса Койпера, на который, возможно, влияет гравитация неоткрытой планеты.

Когда Браун и Батыгин ознакомились с находками других ученых, они увидели новую возможность. Согласно пресс-релизу Калтеха, они поняли, что шесть самых далеких объектов в исследовании Трухильо и Шеппарда следуют эллиптическим орбитам, указывающим в одном направлении космоса, что трудно объяснить, поскольку объекты движутся на орбите с разной скоростью. Ученые провели ряд компьютерных моделирований, чтобы проверить ряд возможных объяснений. «Компьютеры стали мощнее, чем были когда-либо, поэтому мы можем быстро осуществить моделирование», — говорит Браун.

В конце концов, ученые заметили, что при проведении моделирования с участием гипотетической массивной планеты, когда путь перигелия планеты оказывается в 180 градусах от всех других объектов и известных планет Солнечной системы, шесть странно ведущих себя объектов оказываются выровнены именно так, как показали наблюдения.

И хотя Браун и Батыгин определили грубую орбиту Девятой планеты, они не знают точное местоположение планеты. Так что потребуется некоторое время, прежде чем кто-то рассмотрит ее в телескоп. Браун говорит, что хотел бы первым ее «открыть», а также надеется, что другие астрономы с удовольствием присоединятся к поискам. Скорее бы.