Таємниця Сонячної системи: що викликає аномалії в орбітах транснептунових об’єктів

Десь на далеких кордонах Сонячної системи за орбітою Нептуна, відбувається щось дивне. Кілька малих космічних тіл демонструють поведінку, що не властиве іншим об’єктам нашої системи, і вчені не можуть зрозуміти причини спостережуваного явища. Згідно найбільш популярною гіпотезою, статистичну аномалію в розподілі орбіт відокремлених транснептунових об’єктів (ТНО) може пояснити «Дев’ята планета», планетарний об’єкт, який шукають учені зі всього світу. Проте одна група фізиків виступає з іншим, більш логічним, на їх думку, поясненням спостережуваних ефектів.

Замість одного великого об’єкта, причиною спостережуваних орбітальних спотворень може бути об’єднана гравітація групи малих транснептунових об’єктів та об’єктів пояса Койпера, вважають астрофізики Антраник Сефилян з Кембріджського університету (Великобританія) і Джихад Тоума з Американського університету в Бейруті (Ліван). Препринт статті, що описує їх висновки, опубліковано на сайті електронної бібліотеки arXiv.org і готується до публікації в журналі Astronomical Journal.

Якщо ця гіпотеза здається вам знайомою, так це тому, що Сефилян і Тоума – не перші, які з нею виступив. Однак проведені цією парою астрофізиків математичні розрахунки вперше пояснюють існування дивних особливостей в орбітах транснептунових об’єктів і беруть до уваги наявність останніх восьми планет Сонячної системи.

Вперше припущення про те, що в Сонячній системі може перебувати ще одна велика планета, яку прозвали «дев’ятою», була висунута в 2016 році. Вивчаючи особливості поведінки однієї з карликових планет пояса Койпера, астрономи також виявили у деяких транснептунових об’єктів дивну орбітальну аномалію – вони виявилися «відірвані» від гравітаційного впливу газових гігантів Сонячної системи і мали дивний нахил орбіти, що відрізняє їх від інших об’єктів поясу Койпера. Крім того, було відзначено, що шість цих об’єктів виявилися згруповані таким чином, що на простий збіг це не тягнуло. Виникла ідея, що їх хтось «підштовхнув» або «притягнув» в один і той же напрямок. Згідно з комп’ютерним моделям, це могла зробити якась гігантська ніколи раніше небачена планета.

Читайте також  Нанотрубки подарують нам кращі батареї

Вчені досі не можуть її знайти. В цілому, це цілком зрозуміло. Згідно того ж припущенням, що орбіта цієї планети дуже витягнута і може пролягати дуже далеко від Сонця. Досить важко шукати об’єкт в повній темряві, особливо, якщо не знаєш, де саме його варто шукати. У той же час така невловимість змушує вчених звертатися до альтернативних гіпотез, що виключає існування «Дев’ятої планети», але в той же час намагаються пояснити дивну поведінку деяких дрібних космічних тіл на дальніх рубежах нашої Сонячної системи.

«Гіпотеза про «Дев’ятої планеті», безумовно, дуже цікава. Навіть якщо ця планета існує, мабуть, вона дуже активно «уникає» свого виявлення», — коментує Сефилян, додаючи, що команді хотілося б пошукати менш пафосне пояснення дивній поведінці деяких ТНО.

«Ми подумали, чому б замість пошуку дев’ятої планети, а потім спроб пояснити її появу і незвичайну орбіту, не розглянути можливість впливу гравітації більш компактних об’єктів, що утворюють пояс за орбітою Нептуна, а потім подивитися, куди це нас все призведе».

Вчені створили комп’ютерну модель окремих ТНО, включили в неї всі планети Сонячної системи з урахуванням їх тяжкості, а також врахували наявність величезного диска поясу Койпера, що складається з малих тіл, що залишилися після формування Сонячної системи. Внісши в модель дані про масу, эксцентриситете (показник відхилення об’єктів) і орієнтації диска, дослідники змогли відтворити кластерні петльові орбіти об’єктів, що виділяються в реальності на тлі інших ТНО.

«Якщо прибрати з моделі «Дев’яту планету» і замість неї допустити наявність безлічі дрібних тіл, розкиданих по широкій області, то колективна сила тяжіння цих об’єктів цілком здатна пояснити ексцентричність орбіт, яку ми спостерігаємо у деяких транснептунових об’єктів», — пояснює Сефилян.

Модель Сефилян і Тоума вирішує питання, з яким зіткнулася група дослідників з Колорадського університету в Боулдері, в минулому році також виступила з гіпотезою про колективну гравітації. У їх розрахунках також позначався ефект гравітаційного впливу на деякі транснептуновые об’єкти, однак тоді вчені не змогли пояснити, чому орбіти цих об’єктів мають однакових нахил.

Читайте також  Японський космічний апарат вдруге сів на астероїд Рюгу

І все ж, у обох моделей є недолік. Для відтворення у них спостережуваного ефекту аномалії орбіт деяких ТНО маса поясу Койпера повинна складати як мінімум кілька земних мас. Згідно ж найбільш свіжим розрахунками, маса поясу Койпера складає всього від 4 до 10 відсотків земної.

У той же час, згідно моделям формування Сонячної системи, маса поясу Койпера повинна бути істотно вище. На думку Сефилян, пояснити різницю можна тим, що вирахувати точну масу пояса неможливо з-за нашого розташування, яке не дозволяє побачити його цілком. Цілком можливо, вважає вчений, пояс Койпера містить набагато більше об’єктів, просто побачити ми їх не в змозі.

«У нас немає загальної картини пояси, ми також не бачимо прямих доказів наявності «Дев’ятої планети», тому розглядаємо альтернативні варіанти. Не можна також виключати вірогідність того, що обидва варіанти можуть бути вірні – сам пояс Койпера набагато більше, ніж нам видається зараз, а «Дев’ята планета» насправді існує. З кожним відкриттям нового транснептунового об’єкта, що володіє дивними особливостями, ми отримуємо все більше інформації, яка в кінцевому підсумку допоможе нам знайти пояснення їхньої поведінки», — підсумовує Сефилян.

Згодні з висновками?

Степан Лютий

Обожнюю технології в сучасному світі. Хоча частенько і замислююся над тим, як далеко вони нас заведуть. Не те, щоб я прям і знаюся на ядрах, пікселях, коллайдерах і інших парсеках. Просто приходжу в захват від того, що може в творчому пориві вигадати людський розум.

You may also like...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *