Υπάρχει ή δεν υπάρχει Planet 9; Υπάρχει πλανήτης διέξοδος στα περίχωρα του Ηλιακού μας Συστήματος, με επαρκή μάζα για να εξηγήσει τις κινήσεις των απομακρυσμένων αντικειμένων; Ή είναι υπεύθυνος ένας δίσκος παγωμένου υλικού; Δεν υπάρχουν ακόμη άμεσα στοιχεία για έναν πραγματικό πλανήτη 9, αλλά κάτι με επαρκή μάζα επηρεάζει τις τροχιές μακρινών αντικειμένων του ηλιακού συστήματος.
Μια νέα μελέτη δείχνει ότι ένας δίσκος παγωμένου υλικού προκαλεί τις παράξενες κινήσεις των εξωτερικών αντικειμένων του Ηλιακού Συστήματος και ότι δεν χρειάζεται να εφεύρουμε έναν άλλο πλανήτη για να εξηγήσουμε αυτές τις κινήσεις. Η μελέτη προέρχεται από
Ο καθηγητής Jihad Touma, από το Αμερικανικό Πανεπιστήμιο της Βηρυτού, και
Ο Antranik Sefilian, διδακτορικός φοιτητής στο Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Θεωρητικής Φυσικής του Cambridge. Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύονται στο Astronomical Journal.
Η ιδέα ενός άλλου πλανήτη εκεί έξω στις πιο απομακρυσμένες περιοχές του Ηλιακού μας Συστήματος είναι ελκυστική. Ενεργοποιεί τον τυχοδιώκτη σε όλους μας. Και για τον αστρονόμο ή τους αστρονόμους που μπορεί τελικά να το ανακαλύψουν, θα ήταν ένα κορυφαίο επίτευγμα. Ποιος δεν θα ήθελε να γίνει γνωστός ως ανακάλυψε έναν εντελώς νέο πλανήτη, εδώ στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα; Είναι πολύ πιο συναρπαστικό από το να είναι το άτομο που τελικά επιβεβαίωσε τη μάζα ενός δίσκου παγωμένου υλικού.
Καθώς οι αστρονόμοι έχουν βελτιωθεί στη μελέτη και την κατανόηση του απομακρυσμένου ηλιακού συστήματος, έχουν βρει όλο και περισσότερα αντικείμενα. Τα τελευταία 15 χρόνια περίπου, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν περίπου 30 Υπερ-Ποσειδώνα Αντικείμενα (TNO) που ταξιδεύουν σε πολύ ελλειπτικές τροχιές. Το πιο πρόσφατο ήταν το "The Goblin", ένα σώμα με τροχιά που το φτάνει μέχρι τις 2300 AU από τον Ήλιο.
Δεδομένου ότι αυτά τα σώματα δεν αλληλεπιδρούν βαρυτικά με τους άλλους πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα, πρέπει να υπάρχει κάποιο άλλο άθροισμα μάζας εκεί έξω που σχηματίζει τις τροχιές τους. Και ενώ η εξήγηση του Πλανήτη 9 έχει αποκτήσει ατμό όλα αυτά τα χρόνια, δεν υπάρχουν άμεσες ενδείξεις ότι ένας πλανήτης είναι υπεύθυνος για τη διαμόρφωση αυτών των περίεργων τροχιών.
«Η υπόθεση του Πλανήτη Εννέα είναι συναρπαστική, αλλά εάν υπάρχει ο υποθετικός ένατος πλανήτης, έχει μέχρι στιγμής αποφύγει τον εντοπισμό».
Συν-συγγραφέας της μελέτης Antranik Sefilian, διδακτορικός φοιτητής στο Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Θεωρητικής Φυσικής του Cambridge.
Η νέα μελέτη προτείνει ότι ένας δίσκος παγωμένου υλικού είναι υπεύθυνος για τις εξαιρετικά ελλειπτικές τροχιές μακρινών αντικειμένων. Δεν είναι η πρώτη θεωρία που το προτείνει, αλλά είναι η πρώτη που μπορεί να εξηγήσει τις παρατηρούμενες τροχιές, ενώ ταυτόχρονα υπολογίζει τη μάζα και τη βαρύτητα των άλλων οκτώ πλανητών στο ηλιακό μας σύστημα.
Τα 30 TNO που ταξιδεύουν σε αυτές τις εξαιρετικά ελλειπτικές τροχιές αποτελούν μέρος μιας μεγαλύτερης ομάδας TNO και αντικειμένων που αποτελούν τη ζώνη Kuiper. Ο ιμάντας Kuiper αποτελείται από υλικό που έχει απομείνει από τον σχηματισμό του ηλιακού συστήματος. Τα περισσότερα από αυτά τα αντικείμενα ταξιδεύουν σχεδόν κυκλικά μονοπάτια γύρω από τον Ήλιο. Αλλά τα 30 που δεν ταξιδεύουν σχεδόν κυκλικές τροχιές έχουν διαφορετικό χωρικό προσανατολισμό και αυτό απαιτεί εξήγηση.
Η πιο πολυσυζητημένη εξήγηση είναι ο Planet Nine. Το Planet Nine θα πρέπει να είναι περίπου 10 φορές πιο ογκώδες από τη Γη. Αυτός ο πλανήτης, κρυμμένος εκεί έξω στα σκοτεινά σημεία του Ηλιακού Συστήματος, θα βοσκώνει αυτά τα 30 σώματα στις ασυνήθιστες τροχιές τους.
Το πρόβλημα είναι ότι κανείς δεν το έχει εντοπίσει ακόμα και τον Πλανήτη Εννέα και είναι γνωστό μόνο από το παρατηρούμενο αποτέλεσμα.
«Η υπόθεση του Planet Nine είναι συναρπαστική, αλλά αν υπάρχει ο υποθετικός ένατος πλανήτης, έχει αποφύγει μέχρι τώρα την ανίχνευση», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Antranik Sefilian, φοιτητής διδακτορικού στο Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Θεωρητικής Φυσικής του Cambridge. «Θέλαμε να δούμε αν θα μπορούσε να υπάρξει μια άλλη, λιγότερο δραματική και ίσως πιο φυσική αιτία για τις ασυνήθιστες τροχιές που βλέπουμε σε ορισμένα TNO. Σκεφτήκαμε, αντί να επιτρέψουμε έναν ένατο πλανήτη και, στη συνέχεια, να ανησυχούμε για τον σχηματισμό και την ασυνήθιστη τροχιά του, γιατί να μην υπολογίζουμε απλώς τη βαρύτητα των μικρών αντικειμένων που αποτελούν ένα δίσκο πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα και να δούμε τι κάνει για εμάς; "
Η νέα μελέτη βασίζεται σε λεπτομερή μοντελοποίηση του Ηλιακού Συστήματος, καθώς και σε παρατηρήσεις άλλων ηλιακών συστημάτων.
Ο Touma και ο Sefilian μοντελοποίησαν την πλήρη χωρική δυναμική των TNO με τη συνδυασμένη δράση των γιγαντιαίων εξωτερικών πλανητών και ενός τεράστιου, εκτεταμένου δίσκου υλικού πέρα από τον Ποσειδώνα. Υπολόγισαν ένα μοντέλο που μπορεί να εξηγήσει τις εξαιρετικά ελλειπτικές, χωρικά ομαδοποιημένες τροχιές των 30 TNO. Προσδιόρισαν επίσης περιοχές και σχήματα μάζας για τον παγωμένο δίσκο υλικού. Περαιτέρω, κατάφεραν να επιβάλουν σταδιακές μετατοπίσεις στους προσανατολισμούς του (ή το ρυθμό μετάβασης), οι οποίες αναπαράγουν πιστά τις ακραίες τροχιές TNO.
«Εάν αφαιρέσετε τον πλανήτη εννέα από το μοντέλο και αντ 'αυτού επιτρέπετε πολλά μικρά αντικείμενα διάσπαρτα σε μια ευρεία περιοχή, τα συλλογικά αξιοθέατα μεταξύ αυτών των αντικειμένων θα μπορούσαν εξίσου εύκολα να αντιπροσωπεύουν τις εκκεντρικές τροχιές που βλέπουμε σε ορισμένα TNO», δήλωσε ο Sefilian, ο οποίος είναι Ο Gates Cambridge Scholar και μέλος του Darwin College.
Λοιπόν, η υπόθεση έκλεισε; ΟΧΙ ακριβως.
"Ενώ δεν έχουμε άμεσα στοιχεία παρατήρησης για το δίσκο, ούτε το έχουμε για το Planet Nine, γι 'αυτό διερευνούμε άλλες δυνατότητες."
Antranik Sefilian
Είναι εύκολο να προτείνουμε έναν άλλο ανεξερεύνητο πλανήτη με τη σωστή μάζα για να εξηγήσουμε αυτές τις παρατηρούμενες τροχιές. Αλλά μέχρι στιγμής, ένας τέτοιος πλανήτης έχει αποφύγει τον εντοπισμό. Κατά κάποιον τρόπο, ο δίσκος της παγωμένης θεωρίας υλικών υποφέρει από το ίδιο πράγμα. Είναι αρκετά εύκολο να το προτείνουμε και η δημιουργία ενός επιτυχημένου μαθηματικού μοντέλου που υποστηρίζει τη θεωρία του παγωμένου δίσκου αποδεικνύει τουλάχιστον ότι είναι πιθανό, αλλά δεν έχει εντοπιστεί ακόμη.
Στην πραγματικότητα, παλαιότερες προσπάθειες εκτίμησης της μάζας παγωμένων αντικειμένων πέρα από τον Ποσειδώνα έχουν προσθέσει μόνο περίπου το ένα δέκατο της μάζας της Γης, όχι αρκετά αρκετή για να εξηγήσει αυτό το περίεργο σύμπλεγμα τροχιών. Το μοντέλο που δημιουργήθηκε από τους δύο επιστήμονες πίσω από αυτή τη νέα μελέτη απαιτεί δέκα φορές μεγαλύτερη μάζα από αυτό.
Εδώ μπαίνει η παρατήρηση άλλων ηλιακών συστημάτων.
"Το πρόβλημα είναι όταν παρατηρείτε τον δίσκο από το εσωτερικό του συστήματος, είναι σχεδόν αδύνατο να δείτε ολόκληρο το πράγμα ταυτόχρονα."
Antranik Sefilian.
«Όταν παρατηρούμε άλλα συστήματα, συχνά μελετάμε τον δίσκο που περιβάλλει το αστέρι του ξενιστή για να συμπεράνουμε τις ιδιότητες οποιωνδήποτε πλανητών σε τροχιά γύρω από αυτό», δήλωσε ο Sefilian. "Το πρόβλημα είναι όταν παρατηρείτε τον δίσκο από το εσωτερικό του συστήματος, είναι σχεδόν αδύνατο να δείτε ολόκληρο το πράγμα ταυτόχρονα. Παρόλο που δεν έχουμε άμεσα στοιχεία παρατήρησης για το δίσκο, ούτε το έχουμε για το Planet Nine, γι 'αυτό διερευνούμε άλλες δυνατότητες. Ωστόσο, είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι οι παρατηρήσεις των αναλόγων ιμάντα Kuiper γύρω από άλλα αστέρια, καθώς και μοντέλα σχηματισμού πλανητών, αποκαλύπτουν τεράστιους υπολειμματικούς πληθυσμούς συντριμμιών. "
Άλλα ηλιακά συστήματα έχουν ένα δίσκο παγωμένου υλικού που έχει απομείνει από τον σχηματισμό τους, με επαρκή μάζα για να εξηγήσει τις εξαιρετικά ελλειπτικές τροχιές αντικειμένων στην άκρη των συστημάτων. Θα μπορούσε το ίδιο να ισχύει και στο Ηλιακό μας Σύστημα; Θα μπορούσε να υπάρχει και ένας δίσκος παγωμένου υλικού και ένας πλανήτης 9;
Το σκέφτεται ο Σέφιλιαν. «Είναι επίσης πιθανό ότι και τα δύο πράγματα θα μπορούσαν να είναι αληθινά - μπορεί να υπάρχει ένας τεράστιος δίσκος και ένας ένατος πλανήτης. Με την ανακάλυψη κάθε νέου TNO, συλλέγουμε περισσότερα στοιχεία που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην εξήγηση της συμπεριφοράς τους. "
Το πίσω μέρος των επιστημόνων που προσπαθούν να αποκαλύψουν στοιχεία, μερικές φορές ταυτόχρονα, και μερικές φορές διαφωνούν έντονα, εμφανίζεται σε αυτό το τεύχος.
Η μελέτη, ειδικά η εισαγωγή και το συμπέρασμα, παρουσιάζει και παραθέτει άλλες μελέτες που υποστηρίζουν και διαφωνούν με αυτήν. Είμαστε ακόμα στις πρώτες μέρες που καταλαβαίνουμε το μακρινό ηλιακό σύστημα με κάθε μεγάλη λεπτομέρεια. Με τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια να έρχονται στο Διαδίκτυο τα επόμενα χρόνια, και με πιο ισχυρούς υπολογιστές και βελτιωμένες μεθόδους παρατήρησης, είναι μόνο θέμα χρόνου πριν εξηγηθεί τελικά η περίεργη τροχιά αυτών των απομακρυσμένων σωμάτων.
Πηγές:
- Ερευνητικό έγγραφο: ΝΑΥΤΙΛΙΑ ΣΕ ΑΥΤΟΔΙΑΚΟΠΤΙΚΟ ΔΙΣΚΟ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ-ΝΕΠΤΟΥΝΙΑΚΩΝ ΣΤΟΧΩΝ
- Δελτίο Τύπου: Μυστηριώδεις τροχιές στις άκρες του ηλιακού συστήματος που δεν προκαλούνται από το «Planet Nine», λένε οι ερευνητές
- Άρθρο του περιοδικού Space: Νέος νάνος πλανήτης που βρέθηκε στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος, δίνοντας στους αστρονόμους περισσότερα πυρομαχικά για να αναζητήσουν στοιχεία για τον πλανήτη 9
- Δελτίο Τύπου Caltech: Οι ερευνητές της Caltech βρίσκουν στοιχεία για έναν πραγματικό ένατο πλανήτη
- Ερευνητικό έγγραφο: ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟ ΠΛΑΝΗΤΟ ΓΙΑ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ
