Poszukiwania Planety X wciąż trwają
Według astronomów poszukujących Planety X - dużego, hipotetycznego obiektu na rubieżach Układu Słonecznego - nowe informacje mogą oznaczać, że jej orbita jest znacznie bardziej eliptyczna niż przewidywano do tej pory.
O hipotetycznej Planecie X zrobiło się głośno w 2016 r., kiedy to astronomowie Konstantin Batygin i Michael Brown z Caltech opublikowali pracę o tym obiekcie w "The Astronomical Journal". Przedstawili w niej swoje argumenty przemawiające za istnieniem nieodkrytej jeszcze planety na krańcach Układu Słonecznego. Dowody na to znajdują się w innych obiektach znajdujących się daleko poza orbitą Neptuna.
Obiekty te nazywane są ekstremalnymi obiektami transneptunowymi (ETNO). Mają one ogromne eliptyczne orbity, nigdy nie zbliżają się do Słońca bardziej niż orbita Neptuna - na poziomie 30 au, ale wychylają się dalej niż na odległość 150 au. Batygin i Brown odkryli, że orbity te mają taki sam kąt w peryhelium, czyli w punkcie orbity, który jest najbliżej Słońca. Astronomowie przeprowadzili serię symulacji i stwierdzili, że grawitacyjne oddziaływanie dużej planety może skupiać orbity w ten sposób. Nowa praca Batygina i Browna rzuca świeże światło na poszukiwania Planety X.
Początkowe wykrycie potencjalnej Planety X jeszcze w 2016 r. zostało dokonane na podstawie zaledwie sześciu ETNO - obiekty te są przecież bardzo małe i bardzo trudne do wykrycia. Z czasem odkryto więcej ETNO - dziś wiemy o co najmniej 19 obiektach - co oznacza, że mamy teraz więcej danych do przeanalizowania, aby obliczyć charakterystykę potencjalnej planety.
W 2019 r. astronomowie zrewidowali dostępne informacje i doszli do wniosku, że kilka rzeczy było błędnych. Masa planety była tylko pięć, a nie dziesięć razy większa od masy Ziemi, a jej ekscentryczność (jak bardzo jest eliptyczna) była znacznie mniejsza. Teraz zaktualizowano obliczenia.
"Jednakże pytanie, które zadaliśmy sobie podczas pandemii COVID-19 jest inne: czy w naszych symulacjach brakuje istotnych elementów fizyki? Poprzez nasze ciągłe i nieustanne badanie modelu odkryliśmy, że odpowiedź na to pytanie brzmi: tak" - czytamy w poście na blogu Find Planet Nine.
Ich symulacje zakładały, że każdy obiekt, który porusza się poza obszar 10 000 jednostek astronomicznych od Słońca jest tracony w przestrzeni. To, czego naukowcy nie wzięli pod uwagę to fakt, że Słońce nie narodziło się w izolacji, ale prawdopodobnie w dużym, silnie zagęszczonym obłoku formującym gwiazdy.
W takich warunkach, dziecko Układu Słonecznego prawie na pewno uformowałoby wewnętrzną część Obłoku Oorta, skorupy lodowych ciał otaczających Układ Słoneczny w odległości od 2000 do 100 000 au od Słońca. Powstanie olbrzymich planet, takich jak Saturn czy Jowisz, spowodowało wyrzucenie odłamków w przestrzeń międzygwiezdną, ale perturbacje grawitacyjne mijanych gwiazd zepchnęły je z powrotem w obszar oddziaływania grawitacyjnego Słońca, tak że w końcu utworzyły wewnętrzny Obłok Oorta.
Batygin i Brown przeprowadzili całą masę nowych symulacji, biorąc pod uwagę nowe dane i odkryli, że obiekty w wewnętrznym regionie Obłoku Oorta rzeczywiście mogą się trochę poruszać.
"Planeta X zmienia jednak ten obraz na poziomie jakościowym. Ze względu na długotrwałe przyciąganie grawitacyjne orbity Planety X, wewnętrzne obiekty Obłoku Oorta ewoluują w skali miliardów lat, powoli zostając ponownie wstrzyknięte do zewnętrznego Układu Słonecznego. Więc co się z nimi dzieje? Przeprowadziliśmy symulację tego procesu, uwzględniając perturbacje pochodzące od kanonicznych gazowych olbrzymów, Planety X, mijanych gwiazd, jak również pływu galaktycznego, i odkryliśmy, że te ponownie wstrzyknięte obiekty wewnętrznego Obłoku Oorta mogą z łatwością mieszać się z odległymi obiektami Pasa Kuipera, a nawet skupiać się na orbitach" - czytamy na blogu Find Planet Nine.
Oznacza to, że niektóre z ekstremalnych ETNO, które znaleźliśmy, mogły w rzeczywistości pochodzić z Obłoku Oorta. Jednak symulacje zespołu pokazały również, że grupowanie obiektów z Obłoku Oorta byłoby słabsze niż w przypadku obiektów, które pochodzą z Pasa Kuipera. Sugeruje to, że bardziej ekscentryczna orbita potencjalnej Planety X lepiej wyjaśniałaby dane niż orbita, którą badacze zaproponowali w 2019 roku.
Nie dowiemy się dokładnie, jak ekscentryczna może być ta orbita, dopóki nie będzie można przeprowadzić więcej badań zgrupowanych obiektów, aby określić, które z nich pochodzą z wewnętrznego Obłoku Oorta. Istnieje jednak granica tego, jak ekscentryczna może stać się orbita, zanim nie będzie już zgodna z naszymi obserwacjami zewnętrznego Układu Słonecznego. Ponieważ hipotetyczna planeta znajduje się tak daleko i jest tak niewyraźna, nasze szanse na jej dostrzeżenie są naprawdę niewielkie, więc te informacje mogą być wykorzystane do udoskonalenia modeli i powstrzymania nas przed szukaniem jej w miejscach, w których mogłaby się nie znajdować - miejmy nadzieję, że doprowadzi to do wykrycia tej nieuchwytnej bestii.
