Дев’ята планета. Існує вона насправді? Схоже, ні

Наша Сонячна система може бути найближчою частиною Всесвіту до нас, якщо дивитися з Землі, але навіть на її задвірках нас чекає багато сюрпризів. Минуло кілька тисяч років, перш ніж ми зрозуміли, як планети обертаються навколо Сонця, і ще сотні, перш ніж ми виявили Уран і Нептун. Сьогодні у нас є чотири внутрішніх твердих планети, пояс астероїдів і чотири газових гіганта зі своїми супутниками і кільцями.

Але за межами Нептуна є багато невідомих. Там набагато більше, ніж Плутон, комети і співаючи Койпера. Останні кілька десятиліть пошуків виявили абсолютно нові класи об’єктів, у тому числі з загадковими орбітами, які важко пояснити. Деякі вчені стверджують, що ці об’єкти вказують на «дев’яту планету», гіпотетичну гігантську планету, яка знаходиться далеко за межами того, що ми бачимо. Але, незважаючи на те, що ми постійно про неї пишемо, більшість вчених поки не вдалося переконати в її існуванні. Можливо, «дев’ятої планети» не існує. І ось чому.

Дев’ята планета: міф чи реальність?

На початку 1990-х років вчені виявили перший об’єкт Сонячної системи за межами Нептуна, який не був частиною системи Плутона. Оскільки наші телескопи ставали кращими з точки зору величини (і могли бачити більш тьмяні об’єкти), так і поля зору (площа оглядового неба), ми мали можливість спостерігати все більше і більше об’єктів.

У більшості з них були подібні орбіти Плутона: їх найближчим наближення до Сонця ставить їх відносно близько до Нептуна. Хоча Нептун знаходиться в 30 а.е. (1 а.е., як відомо, це астрономічна одиниця, середня відстань від Землі до Сонця) від нас, майже всі об’єкти за межами Нептуна знаходяться в межах 50 а.е. від Сонця. Всі вони класифікуються як частина поясу Койпера. За межами цього поясу знаходиться «обрив Койпера, тому що число об’єктів стрімко зменшується.

Але ми знаходили об’єкти, які не є частиною пояса Койпера. Седна, відкрита в 2003 році, була першим дивним об’єктом, який потрапив у цей список. Вчені Майк Браун, Чад Трухільо і Девід Рабинович знайшли велике тіло 1000 км у поперечнику. Це зараз відомо, що Седна — карликова планета. Але найцікавіше під час її відкриття полягало в орбіті. Підходячи ближче, Седна виявляється на відстані 76 а.е. від Сонця, але на видаленні йде до 1000 а.е. від світила.

І їй потрібно більше 10 000 років, щоб зробити оборот навколо Сонця і не бути потривожений Нептуном. Якимось чином їй вдалося роздобути таку дивну орбіту. У статті, присвяченій відкриттю, автори вказали і на можливість того, що причиною може бути ще не виявлена планета.

У наступні роки, особливо в 2010-х, було знайдено велику кількість цих дивних об’єктів Сонячної системи. Трухільо і Скотт Шеппард виявили невелику, але значна кількість цих далеких транснептунових об’єктів (ТНО), які володіли схожими орбітальними властивостями. Хоча в пояс Койпера можуть входити тисячі об’єктів, існує більше десяти об’єктів з цими витягнутими орбітами, які ніколи не підходять занадто близько до Нептуна.

Саме Трухільо і Шеппард вперше припустили в 2014 році, що причиною сходження цих орбіт може бути великий об’єкт планетарного типу. Орбіти крайніх ТНО, виявлених у 2014-2016 роках, корелювали у властивостях. Можливо, ця кореляція була пов’язана з великим масивним об’єктом, який вносив безлад в їх рух. У 2016 році Костянтин Батигін і Майк Браун назвали гіпотетичний об’єкт «дев’ятою планетою».

Але це зовсім не незаперечне твердження. Незважаючи на те, що Батигін і Браун проаналізували об’єкти, про які вони знали, і визначили, що існує зовсім невелика вірогідність — 1 на 10 000 — що вони випадково розташуються так, як ми їх знайшли, існує великий ризик, що цей неповний набір даних призведе до помилкового висновку. Об’єкти, виявлені Трухільо, були знайдені в ході ряду досліджень, які не можна вважати неупередженими:

• Вони могли бачити тільки конкретний ділянку неба.
• Вони шукали об’єкти з певною мінімальної яскравістю.
• Вони ігнорували будь-які об’єкти, які підходили надто близько до Нептуна.
• Вони шукали в площині Сонячної системи або близько до неї.

Іншими словами, і це самий важливий упущений факт, дослідження, які надали найсильніші натяки на існування дев’ятої планети, навмисно недооцінили великий клас об’єктів, які могли б поставити гіпотезу дев’ятої планети під сумнів.

Але інші дослідження приводили до інших висновків. Вони використовували інші методи, інші телескопи і вибирали інші ділянки неба. Набір даних OSSOS, наприклад, не ігнорував об’єкти з перигелиями, які приводили їх близько до Нептуну, і досліджував приблизно 0,3-0,4% неба.

Коли вони шукали схожі на Седну об’єкти, вони знайшли лише дев’ять таких. Може здатися, що це не дуже багато, але куди більше, ніж мізерних шість об’єктів, які були відомі в 2016 році, коли з’явилася легенда про «дев’ятої планеті». І коли ці об’єкти OSSOS були проаналізовані, з’ясувалося, що їх орбіти були випадковими. І планети ніякої не знадобилося.

І з точки зору фізики у цього є пояснення. Існує чотири можливості, які могли б пояснити не тільки Седну, але і жменьку додаткових екстремальних ТНО, які ми знайшли з тих пір, але які ніколи не підходили близько до великих планет нашої Сонячної системи:

• Галактичні припливи могли потурбувати ці орбіти, поволі витягаючи деякі з них і наближаючи до Нептуну протягом сотень мільйонів років.
• Подлеты інших зірок або блукаючих планет в нашій галактиці, які проходять повз нашої Сонячної системи, порушили ці об’єкти і створили ці витягнуті орбіти.
• Величезна кількість карликових планет у зовнішній Сонячній системі, які існували на ранніх її етапах, породили ці крайні ТНО, але були з тих пір вигнані в значній мірі.
• Або ж це була дев’ята планета (або навіть дві планети — дев’ять і десять), яка ховалася там і виштовхувала крайні ТНО на їх нинішні орбіти.

Як завжди, нам знадобиться більше даних і якісніший товар, щоб розгадати цю таємницю Всесвіту.

Мішель Банністер, один з керівників OSSOS, вважає, що покласти край суперечкам про існування дев’ятої планети, цілком можливо:

«Прямий пошук доказів виявить більше транснептунових об’єктів у ході оглядів з добре охарактеризованными відхиленнями. Dark Energy Survey буде вивчати небо, яке знаходиться далеко від площини Сонячної системи. Орбіти з великими відхиленнями від площини, таким чином, будуть у його цільовому діапазоні».

Якщо б за межами Нептуна дійсно була справжня велика планета, ви би очікували знайти велику кількість цих об’єктів з сильно нахиленими і дуже ексцентричними орбітами.

Усього кілька тижнів тому новий об’єкт, начебто, зміцнив гіпотезу «дев’ятої планети», але, по всій видимості, це черговий випадок з розряду «не треба поспішати». Цей об’єкт був виявлений в ході тих же оглядів і методів, що й інші об’єкти, що говорять на користь «дев’ятої планети», а значить, вони уразливі для тих же помилок. З іншого боку, інші огляди з іншими відхиленнями взагалі не потребують дев’ятою планеті.

Коли у вас є молоток, все буде схоже на цвях. Якщо ви будете намагатися шукати об’єкти, що говорять на користь «дев’ятої планети», і пропускати об’єкти, які її не підтримують, це не означає, що ви знайдете цю планету; це означає, що вам потрібні будуть дані краще, перш ніж ви зможете зрозуміти, що відбувається насправді. Нам потрібно не лише шукати дев’яту планету, але і вивчати Сонячну систему за межами поясу Койпера в цілому.

Нові дослідження, поліпшені обстеження неба і більш якісні дані в сумі обіцяють зробити наступне десятиліття астрономії дуже цікавим. Можливо, ми не тільки розгадаємо таємницю того, що знаходиться за межами Нептуна, але і зрозуміємо, як формується і еволюціонує Сонячна система в цілому.

Або ж дев’ята планета все-таки існує?