All'inizio di quest'anno, i media hanno riferito che gli scienziati americani K. Batygin e M. Brown del California Institute of Technology di Pasadena hanno scoperto un nuovo pianeta all'interno del sistema solare. È al di fuori di Plutone ed è di dimensioni simili a Plutone.
Questo pianeta ruota attorno al Sole in un'orbita allungata con una frequenza di 15 mila anni. Nella sua composizione chimica è molto simile a Urano e Nettuno. Secondo gli scienziati, questo oggetto è stato espulso dal disco protoplanetario vicino al Sole circa 4,5 miliardi di anni fa.
La distanza più vicina tra questo pianeta e il Sole è di circa 200 unità astronomiche. Gli scienziati stimano la distanza massima a 600-1200 unità astronomiche. Pertanto, si può presumere che l'orbita del pianeta vada oltre la fascia di Kuiper, dove si trova Plutone.
Occorrono cinque anni per confermare l'esistenza di un nuovo corpo celeste e, in caso di risultato positivo, l'oggetto scoperto può diventare il nono pianeta del sistema solare. Va detto che sono stati fatti anche precedenti tentativi di ricerca del Pianeta X, che hanno portato alla scoperta di pianeti come Nettuno (1864) e Plutone (1930).
Gli astronomi stanno attualmente cercando. Il fatto è che le coordinate esatte del nuovo pianeta non sono state stabilite, gli scienziati hanno indicato solo quella parte del cielo in cui può essere posizionato.
Dopo che un altro oggetto transnettuniano, Sedna, è stato scoperto nel 2003, gli scienziati sono giunti alla conclusione che esiste un altro oggetto alla periferia del sistema solare che influenza le orbite dei pianeti della fascia di Kuiper. Sedna, che dista 76 unità astronomiche dal Sole, deve essere protetta dall'influenza dei pianeti esistenti. Ma quando sono stati scoperti altri oggetti transnettuniani (2012 GB17, 2012 VP113), è diventato ovvio che qualcosa stava influenzando le loro traiettorie.
Nel corso degli studi astrofisici, Batygin e Brown hanno annunciato la somiglianza delle orbite di tutti gli oggetti conosciuti situati oltre l'orbita di Nettuno a una distanza di oltre 230 unità astronomiche dal Sole. Allo stesso tempo, gli scienziati hanno stimato la probabilità di una coincidenza casuale di orbite a non più dello 0,007%. Inoltre, le orbite di quegli oggetti che si trovano a una distanza dal Sole maggiore rispetto ad altri corpi transnettuniani hanno caratteristiche così simili che, secondo gli astrofisici, ciò può essere spiegato solo dalla presenza di un altro, nono, pianeta del Sistema Solare.
Il nuovo pianeta, gli scienziati ne sono certi, deve essere abbastanza lontano dalla stella e massiccio per influenzare le orbite di tutti gli oggetti transnettuniani e di Sedna in quella parte dello spazio in cui il campo gravitazionale dei pianeti conosciuti non si estende. Gli scienziati hanno creato un modello matematico che ha dimostrato ancora una volta l'esistenza di piccoli oggetti le cui orbite sono perpendicolari al piano del resto del sistema solare. Gli astrofisici hanno suggerito che questi oggetti potrebbero essere gli asteroidi Centauri, situati tra le orbite di Nettuno e Giove. Vale la pena notare che i primi astronomi non potevano indovinare la traiettoria del loro movimento.
Video promozionale:
Brown e Batygin nel loro lavoro hanno considerato diversi parametri di base dei corpi transnettuniani. Il primo di questi è l'argomento del pericentro, cioè l'angolo che collega il punto orbitale più vicino al Sole (perielio) e la stella stessa e la direzione dal Sole al punto di intersezione dell'equatore celeste da parte del corpo. Il secondo argomento è l'angolo tra l'equinozio di primavera, dove la stella attraversa l'equatore celeste, e la direzione verso il nodo ascendente. Il terzo argomento è l'angolo tra l'eclittica (inclinazione) e il piano dell'orbita. Questi parametri sono stati trasformati per mostrare dove si trova il perielio dell'orbita e dove verrà proiettato il polo dell'orbita.
I poli orbitali di tutti e sei gli oggetti trannettuniani e dei punti del perielio, come mostrato dal modello, sono raggruppati in modo tale che la probabilità che il nuovo pianeta li colpisca è superiore al 99%. Allo stesso tempo, anche altri tredici corpi che si trovano a una distanza di 100-300 unità astronomiche dal Sole hanno caratteristiche simili, ma la probabilità di coincidenza in questo caso non supera il cinque percento. I dati ottenuti indicano la massa del nuovo pianeta e la configurazione della sua orbita. Per determinare queste caratteristiche, gli scienziati hanno dovuto simulare il processo evolutivo del primo sistema solare. Il modello includeva 40 embrioni di oggetti celesti (planetesimi), che sono formati dalla polvere del disco protoplanetario.
Nel modello creato, questi oggetti sono stati rimossi alla massima distanza dal Sole di 150-550 unità astronomiche e il loro perielio era a una distanza di 30-50 unità astronomiche. Gli scienziati per la considerazione hanno preso un intervallo di tempo pari a 4 miliardi di anni. Nel corso della loro ricerca, hanno osservato come si sarebbero comportati questi oggetti celesti sotto l'influenza dei campi gravitazionali di pianeti conosciuti e del pianeta X.
Nel modello, gli scienziati hanno cercato di selezionare diversi parametri dell'orbita del nuovo pianeta, posizionandolo a diverse distanze dal Sole. Sono state considerate tre opzioni per la massa dell'oggetto: 0,1, 1 e 10 masse terrestri. Alla fine, gli scienziati hanno ricevuto oltre 190 modelli diversi.
La ricerca ha mostrato molte cose interessanti relative al movimento dei planetisimel nelle orbite. Si muovono in orbite caotiche instabili e possono entrare in collisione tra loro o volare fuori dal disco protoplanetario. Dopo un po 'di tempo, le traiettorie di questi oggetti celesti si stabilizzano. Gli astronomi hanno selezionato i parametri delle orbite, il cui perielio era di circa 80 unità astronomiche, poiché tali corpi celesti sono disponibili per l'osservazione nella realtà. Gli scienziati hanno deciso di non controllare i singoli oggetti, ma hanno immediatamente controllato interi intervalli di valori orbitali.
Successivamente, sono stati selezionati in modo casuale 13 oggetti che sono stati rimossi dal Sole alla massima distanza. Questa selezione casuale è stata eseguita più volte. È stato riscontrato che pochissime simulazioni danno una probabilità zero. E solo nel caso in cui la massa del Pianeta X fosse uguale a una o dieci volte la massa della Terra, l'insieme delle simulazioni corrispondeva ai processi osservati.
Gli scienziati hanno suggerito che il misterioso pianeta, se ha la stessa massa della Terra, dovrebbe essere a 200 unità astronomiche dal Sole e il perielio dovrebbe raggiungere 60 unità astronomiche. In poche parole, il nuovo pianeta deve muoversi lungo una traiettoria molto allungata. Tuttavia, questa opzione è stata rifiutata dagli scienziati, poiché la cintura di Kuiper non era inclusa in essa.
Se supponiamo che il nuovo pianeta sia dieci volte più grande e più massiccio della Terra, allora puoi ottenere diverse opzioni abbastanza accettabili. Allo stesso tempo, gli scienziati non hanno considerato le opzioni in cui la massa del nuovo pianeta supera la massa della Terra di oltre 10 volte, motivo per cui sono necessarie ulteriori ricerche.
Una simulazione 3D è stata utilizzata per determinare altri parametri orbitali, inclusa l'inclinazione orbitale e l'argomento del perielio. Di conseguenza, è stato possibile stabilire che l'inclinazione dell'orbita di un nuovo oggetto celeste può variare da 20 a 40 gradi.
Secondo gli astronomi, come molti esopianeti giganti, il nuovo pianeta è un gigante gassoso. In precedenza, gli scienziati sono stati in grado di stabilire che è possibile calcolare il raggio di tali oggetti celesti dalla loro massa data l'esistenza di una relazione statistica tra queste caratteristiche, pari a circa 0,34. Pertanto, puoi calcolare il raggio approssimativo del nono pianeta nel sistema solare, da due a nove raggi della Terra. Molto probabilmente, questo pianeta è un gigante di ghiaccio, come Urano o Nettuno.
Va anche notato che gli scienziati hanno cercato di prevedere quali servizi astronomici potrebbero scoprire un nuovo pianeta. Gli strumenti in grado di farlo sono i telescopi terrestri del programma CRTS, nonché i telescopi a risposta rapida e panoramici Survey e Pan-STARRS. Uno dei più potenti è il telescopio giapponese Subaru Telescope, che osserva la parte di cielo in cui si presume si trovi la maggior parte dell'orbita del nono pianeta dal 2015. È del tutto possibile che dopo un po 'di tempo gli scienziati saranno in grado di soddisfare le nuove informazioni sul pianeta X.
