Вновь возродившую надежды на то, что в Солнечной системе удастся обнаружить еще одну планету, расположенную намного дальше Плутона. Подробнее об истории поиска девятой планеты и о значении расчетов Батыгина и Брауна по просьбе N + 1 рассказывает блогер и популяризатор космонавтики Виталий «Зеленый Кот» Егоров.

В астрономической среде два года обсуждают сенсацию, которой пока нет. Ряд косвенных признаков указывает, что где-то в Солнечной системе, намного дальше Плутона, есть еще одна планета. Пока ее не нашли, но примерное местоположение рассчитали. Если в расчетах ошибки нет, то это станет самым важным астрономическим открытием столетия.

Первой планетой, открытой «на кончике пера», была Нептун - еще в 1830-е годы астрономы обратили внимание на непредвиденные отклонения в орбите Урана и предположили, что за ним имеется еще одна планета, которая вызывает гравитационное возмущение. Гипотеза подтвердилась в 1846 году, когда Нептун смогли наблюдать в математически предсказанной области неба. Оказалось, что его видели и раньше, но не могли отличить от далеких звезд. Среднее расстояние до Нептуна - 4,5 миллиарда километров, или около 30 астрономических единиц (одна астрономическая единица равна расстоянию от Солнца до Земли - около 150 миллионов километров).

Оптимизм после открытия Нептуна вдохновил многих ученых и любителей астрономии на поиски других, более удаленных планет. Дальнейшие наблюдения за Нептуном и Ураном показывали расхождение между реальным движением планет и предсказанным математически, и это вселяло уверенность, что сенсация 1846 года может повториться. Казалось, в 1930 году поиски увенчались успехом, когда Клайд Томбо обнаружил Плутон на расстоянии около 40 астрономических единиц.

Клайд Томбо

Долгое время Плутон оставался единственным известным объектом Солнечной системы, расположенным дальше от Солнца, чем Нептун. И по мере роста качества астрономической техники представления о размере Плутона постоянно менялись в сторону уменьшения. К середине века считалось, что он имеет размер, сравнимый с Землей, и очень темную поверхность. В 1978 году удалось уточнить массу Плутона благодаря открытию его спутника Харона. Оказалось, что он намного меньше не то что Меркурия, но даже земной Луны.

К концу XX века благодаря технологиям цифровой фотосъемки и компьютерной обработки данных начались открытия других транснептуновых объектов, размером меньше Плутона. Сначала, по привычке, их звали планетами. В Солнечной системе их стало десять, потом одиннадцать, потом двенадцать. Но к началу 2000-х годов астрономы забили тревогу. Стало ясно, что за Нептуном Солнечная система не заканчивается и каждой ледяной глыбе придавать статус Земли и Юпитера не годится. В 2006 году для плутоноподобных тел придумали отдельное название - карликовая планета. Планет снова стало восемь, как и столетие назад.

Тем временем поиски настоящих планет за пределами орбит Нептуна и Плутона не прекращались. Высказывались даже гипотезы о наличии там красного или коричневого карлика, то есть малого звездоподобного тела массой в несколько десятков Юпитеров, которое составляет с Солнцем двойную звездную систему. Подсказали эту гипотезу… динозавры и прочие вымершие животные. Группа ученых обратила внимание на то, что массовые вымирания на Земле происходят примерно каждые 26 миллионов лет, и предположила, что это период возвращения в окрестности внутренней Солнечной системы массивного тела, которое приводит к увеличению числа комет, устремляющихся к Солнцу и попадающих в Землю. Во многие СМИ эти гипотезы попали в виде антинаучных предсказаний о грядущем нападении пришельцев с планеты или звезды Нибиру.

По оси Х - миллионы лет до настоящего дня, по оси Y - всплески вымирания биологических видов на Земле

NASA дважды предпринимало попытки найти возможную планету или коричневого карлика. В 1983 году космический телескоп IRAS осуществил полное картографирование небесной сферы в инфракрасном диапазоне. Телескоп провел наблюдения десятков тысяч источников теплового излучения, открыл несколько астероидов и комет в Солнечной системе и стал причиной шумихи в прессе, когда ученые приняли по ошибке далекую галактику за юпитероподобную планету. В 2009-м году полетел похожий, но более чувствительный и долгоживущий телескоп WISE, который сумел найти несколько коричневых карликов, но на расстоянии в несколько световых лет, то есть не относящихся к Солнечной системе. Он же показал, что в нашей системе планет размером с Сатурн или Юпитер за Нептуном тоже нет.

Разглядеть новую планету или недалекую звезду не удается никому до сих пор. Или ее там вообще нет, или она слишком холодна и излучает или отражает слишком мало света, чтобы ее можно было обнаружить при случайном поиске. Ученым пока приходится полагаться на косвенные признаки: особенности движения других, уже открытых космических тел.

Поначалу обнадеживающие данные получали в аномалиях орбит Урана и Нептуна, но в 1989 году было установлено, что причина аномалий - в ошибочном определении массы Нептуна: он оказался на пять процентов легче, чем думали ранее. После коррекции данных моделирование стало совпадать с наблюдениями, и гипотеза о девятой планете отпала.

Некоторые исследователи задумались о причинах появления долгопериодических комет во внутренней Солнечной системе и об источнике короткопериодических комет. Долгопериодические кометы могут появляться у Солнца раз в сотни или миллионы лет. Короткопериодические облетают вокруг Солнца за 200 или менее лет, то есть находятся гораздо ближе.

Кометы имеют очень короткий по космическим меркам срок жизни. Основной их материал - это лед различного происхождения: из воды, метана, циана и др. Солнечные лучи испаряют льды, и комета превращается в незаметный поток пыли. Тем не менее, короткопериодические кометы продолжают летать вокруг Солнца и сегодня, спустя миллиарды лет после формирования Солнечной системы. Значит, их число пополняется из какого-то внешнего источника.

Таким источником считается Облако Оорта - гипотетический регион радиусом до 1 светового года, или 60 тысяч астрономических единиц, вокруг Солнца. Считается, что там летают миллионы ледяных кусков по круговым орбитам. Но периодически что-то меняет их орбиту и запускает к Солнцу. Что это за сила, пока неизвестно: это может быть гравитационное возмущение от соседних звезд, результаты столкновений в облаке или влияние крупного тела в нем же. Например, это могла бы быть планета размером чуть больше Юпитера - ей даже дали название Тюхе. Авторы гипотезы Тюхе предполагали, что телескоп WISE сможет найти ее, но открытия не состоялось.

Облако Оорта (наверху: оранжевой линией показана условная орбита объектов из пояса Койпера, желтой - орбита Плутона

Если Облако Оорта - только гипотетическое семейство малых тел Солнечной системы, которое астрономы не могут наблюдать непосредственно, то другое семейство, пояс Койпера, изучено гораздо лучше. Плутон - это первое обнаруженное космическое тело пояса Койпера. Сейчас там открыто еще три карликовые планеты размером с Плутон или меньше и более тысячи малых тел.

Для семейства пояса Койпера характерны круговые орбиты, небольшой наклон к плоскости вращения известных планет Солнечной системы - плоскости эклиптики - и обращение в границах 30 и 55 астрономических единиц. С внутренней стороны пояс Койпера обрывается на орбите Нептуна, кроме того эта планета оказывает гравитационное возмущение на пояс. Причина внешней резкой границы пояса неизвестна. Это дает основания предполагать наличие еще одной полноценной планеты где-то на расстоянии 50 астрономических единиц.

За поясом Койпера, хотя и частично пересекаясь с ним, лежит область рассеянного диска. Для малых тел этого диска, напротив, характерны сильно вытянутые эллиптические орбиты и значительный наклон к плоскости эклиптики. Новые надежды на обнаружение девятой планеты и бурные обсуждения в среде астрономов породили именно тела рассеянного диска.

Некоторые объекты рассеянного диска настолько далеки от Нептуна, что он не оказывает на них никакого гравитационного влияния. Для них придуман отдельный термин «обособленный транснептуновый объект». Один из таких известных объектов под названием Седна приближается к Солнцу на 76 астрономических единиц и отдаляется на 1000 астрономических единиц, поэтому ее одновременно считают первым найденным объектом Облака Оорта. Некоторые известные тела рассеянного диска имеют менее экстремальные орбиты, а какие-то, напротив, имеют еще более вытянутую орбиту и сильный наклон плоскости обращения.

Орбиты транснептуновых объектов. Справа, зеленым цветом, - орбита предполагаемой девятой планеты

Оказалось, что несколько найденных обособленных транснептуновых объектов имеют ближнюю точку своей орбиты в области около 60 астрономических единиц и эта точка лежит в плоскости эклиптики, а у некоторых объектов орбиты вытянуты в одном направлении. Вероятность такого случайного пролегания орбит составляет 0,025 процента, то есть более вероятно гравитационное влияние неизвестной планеты. По оценкам ученых Калифорнийского технологического института Константина Батыгина и Майкла Брауна, обративших внимание на необычные орбиты, это может быть планета в десять раз массивнее Земли. Возможно, там летает газовый собрат Нептуна и Урана либо каменная планета в 2–4 раза больше Земли, так называемая «суперземля». Хотя, учитывая изобилие ледяных тел на периферии Солнечной системы, более вероятно наличие газовой планеты.

По расчетам авторов свежей гипотезы, «их» планета может иметь вытянутую орбиту, приближаясь к Солнцу на 200 и отдаляясь на 1200 астрономических единиц. Ее точное местоположение на земном небе пока рассчитать не удается, но примерная область поисков постепенно сокращается. Поиск ведется с помощью оптического телескопа «Субару» на Гавайях и телескопа имени Виктора Бланко в Чили. Для того чтобы дополнительно подтвердить существование планеты и уточнить ее возможное местоположение, требуется найти больше тел рассеянного диска. Сейчас эти поиски продолжаются, работы имеют высокий приоритет, и появляются новые находки. Однако ожидаемая планета по-прежнему неуловима.

Если бы астрономы знали, куда смотреть,то, возможно, смогли бы увидеть планету и оценить ее размер. Но у «дальнобойных» телескопов слишком узкий угол обзора, чтобы осуществлять свободный поиск по большим площадям неба. К примеру, известный космический телескоп Hubble за 25 лет своей работы осмотрел менее 10 процентов всей небесной сферы. Но поиски продолжаются, и если девятую планету Солнечной системы все-таки найдут, то это станет настоящей сенсацией в астрономии.

Тайна девятой планеты В середине 19 века астрономы предположили, что между Солнцем и Меркурием должна быть планета, еще одна планета нашей Солнечной системы. Они ее даже не видели, но рассчитали орбиту и окрестили Вулканом. По их мнению, только планета могла объяснить небольшие отклонения в орбите Меркурия. Шли годы, и астрономы все глаза проглядели, но так и не нашли Вулкан. И в 1915 году теория относительности Эйнштейна объяснила странное поведение Меркурия, устранив необходимость в Вулкане. О поисках забыли. К чему мы это все? Вулкан - одна из множества планет, существование которых в нашей Солнечной системе неправильно предсказывалось десятилетиями. Нибиру, Тихе, а также разнообразные «планеты Х» за орбитой Нептуна, доводили наивную публику до дрожи, неистово волнуя воображение и разжигая фантазию. И только однажды математическое моделирование оказалось правильным. Этот случай хорошо известен. Существование Нептуна - восьмой и самой дальней из известных планет от Солнца - было выведено по тяге, которую он оказывал на орбиту Урана. Ученые настроили телескопы, и планету обнаружили в считанные дни. На днях дуэт американских астрономов сообщил, что надеется найти еще одну планету за орбитой Нептуна - гиганта в десять раз массивнее Земли. Пока не открытая «Девятая планета» идеально объяснила бы изворотливое движение скопившейся небольшой группы кометоподобных тел во внешних чертогах нашей Солнечной системы. Предложение добавить планету в арсенал Солнечной системы вызвало большое волнение, но эксперты предупреждают: пока теория остается теорией. Возможно, уйдут годы на ее подтверждение. «Работа, которую они проделали, впечатляет. Они собрали много информации, они были очень осторожны. Но на самом деле это лишь первый шаг, - рассказал Эдвард Блумер из Королевской Гринвичской обсерватории. - Множество людей по всему миру будет изучать эту информацию. Даже если сама команда решить пересмотреть все заново, она найдет что-то новое». Иголка в стоге сена Астрономы постоянно используют моделирование, чтобы предсказать существование, природу и поведение вещей, которых они не могут видеть. Черные дыры, например, «наблюдаются» исключительно по их влиянию на окружающие звезды. «Ничто не может быть точным, если основывается на моделировании, - говорит Франсуа Фогет из института LMD в Париже. - Такова природа науки». Взять Плутон, к примеру. Он был открыт в 1930 году случайно, его нашли астрономы, которые искали девятую планету, объясняющую орбитальные аномалии Нептуна и Урана. Сперва Плутон прекрасно вписывался в модель. Но позже оказалось, что он слишком мал, чтобы быть реальной планетой, и в 2006 году Плутон переклассифицировали в карликовую планету. И все же последние свидетельства в пользу гипотетической планеты были «более убедительны», чем другие недавние предположения, говорит Морган Холлис из Королевского астрономического общества. Но, опять же, «это исследование лишь показывает, что планета может быть возможным решением… это может быть и что-то другое». Алессандро Морбиделли из Научно-исследовательского института JL Lagrange в Ницце, на юге Франции, считает, что сезон охотников на планеты с телескопами открыт. Но это будет нелегко. Если планета и существует, она очень, очень далеко, куда почти не доходит свет Солнца. «Мы понятия не имеем, где проходит орбита планеты, - говорит Морбиделли. - Это как искать иголку в стоге сена». Моделирование, конечно, неточная наука, и «дикие заявления» о новых планетах сокращаются по мере развития технологий. Анализ становится более изощренным, а люди осторожнее. Все проверяется дважды. Блумер говорит, что пока не поставил бы ни копейки на то, что девятую планету найдут. «Не потому, что я думаю, что это маловероятно, а потому, что на данном этапе, хотя все и выглядит заманчиво, а ребята проделали много хорошей работы, это пока первый шаг». В прекрасной, энергичной и технически блестящей работе ученые Константин Батыгин и Майк Браун из Калтеха поставили весь мир на уши. Если коротко, странные кластерные орбитальные конфигурации кучки далеких тел пояса Койпера проще всего объясняются гравитационными возмущениями планеты массой в минимум 10 земных, вращающейся в 700 а. е., с эллиптичностью в 0,6 (что выливается в орбиту длиной в 19 000 лет). Возможное появление гигантской планеты в нашей Солнечной системе поднимает немало вопросов. Некоторые из них уже начали получать ответы. Это будет «суперземля» или «мини-Нептун»? Скорее мини-Нептун (этот термин, возможно, впервые появился в работе 2009 года). Из того, что мы выяснили о формировании планет и популяции экзопланет, мир с такой массой будет, вероятно, укрыт глубокой атмосферой, в которой будут преобладать первичный водород и гелий. Поскольку масса Нептуна в 17 раз превышает земную, новопредложенный мир скорее будет больше похож на младший из ледовитых гигантских миров, нежели на старшую из твердых планет. Что это будет означать для статуса нашей Солнечной системы? До сих пор Солнечная система считалась несколько необычной с точки зрения планетарного содержания и архитектуры по сравнению с изобилием открытых экзопланетарных систем. В частности, большинство планетарных систем вокруг холодных звезд содержат как минимум один мир с массой между Землей и Нептуном (такое наблюдается в 60% систем). Добавление мини-Нептуна вокруг Солнца сразу же поместит нас в более ординарную категорию - а хорошо это или плохо, решать вам. Может ли эта планета быть обитаемой? На первый взгляд, можно решить, что нет. Она далеко от Солнца и получает крайне мало солнечного тепла. Но плотная водородная атмосфера, с высоким давлением на глубине, особенно непрозрачна для инфракрасного излучения и служит прекрасным тепловым одеялом. Так хорошо, что тепло изначального образования этого мира с массой в десять земных, возможно, еще не утекло полностью. Существует возможность, что где-то на глубине условия этого мира позволяют существовать воде - что делает этот мир темным океаном, поверхность которого по давлению и температурам можно сравнить с океанскими безднами Земли. Может ли она поддерживать жизнь - это другой вопрос. Возможно, планете не хватило химической подкормки, чтобы запустить в работу биологическую систему. Какого черта она там забыла, эта планета? Хотя наши теории образования планет, для Солнечной системы и других мест, далеки от завершения или подтверждения, они включают идеи, позволяющие существовать таким мирам. Традиционная астрофизическая мудрость подсказывает нам, что если ранняя Солнечная система не обладала бы чрезвычайно большим и богатым протозвездным диском, планета таких размеров вряд ли смогла образоваться далеко от звезды - ей не хватило бы материала. Но несколько многообещающих моделей, появившихся 4,5 года назад и объясняющих динамическое покачивание и орбитальную перестройку крупных планет, включают пятый гигантский мир. Чтобы прийти к порядку, который мы наблюдаем во внутренних мирах сегодня и в поясе Койпера, такая планета должна была сыграть роль жертвенной массы - быть выброшенной прочь. Ее могло даже выбросить в межзвездное пространство - как «изгоя» - или отправить на длинную и очень вытянутую орбиту. Планета, предложенная Батыгиным и Брауном, вполне могла бы подойти. Так. Станет ли она девятой планетой? Весь процесс классификации планет служит (в принципе) для повышения нашего научного понимания, но вместе с тем история играет важную роль. Если этот объект сформировался среди других гигантских миров, то он определенно должен считаться девятой крупной планетой. Автор текста Илья Хель

В середине 19 века астрономы предположили, что между Солнцем и Меркурием должна быть планета, еще одна планета нашей Солнечной системы. Они ее даже не видели, но рассчитали орбиту и окрестили Вулканом. По их мнению, только планета могла объяснить небольшие отклонения в орбите Меркурия. Шли годы, и астрономы все глаза проглядели, но так и не нашли Вулкан. И в 1915 году теория относительности Эйнштейна объяснила странное поведение Меркурия, устранив необходимость в Вулкане. О поисках забыли. К чему мы это все?

Вулкан - одна из множества планет, существование которых в нашей Солнечной системе неправильно предсказывалось десятилетиями.

Нибиру, Тихе, а также разнообразные «планеты Х» за орбитой Нептуна, доводили наивную публику до дрожи, неистово волнуя воображение и разжигая фантазию. И только однажды математическое моделирование оказалось правильным. Этот случай хорошо известен. Существование Нептуна - восьмой и самой дальней из известных планет от Солнца - было выведено по тяге, которую он оказывал на орбиту Урана.

Ученые настроили телескопы, и планету обнаружили в считанные дни.

На днях дуэт американских астрономов сообщил, что надеется найти еще одну планету за орбитой Нептуна - гиганта в десять раз массивнее Земли. Пока не открытая «Девятая планета» идеально объяснила бы изворотливое движение скопившейся небольшой группы кометоподобных тел во внешних чертогах нашей Солнечной системы.

Предложение добавить планету в арсенал Солнечной системы вызвало большое волнение, но эксперты предупреждают: пока теория остается теорией. Возможно, уйдут годы на ее подтверждение.

«Работа, которую они проделали, впечатляет. Они собрали много информации, они были очень осторожны. Но на самом деле это лишь первый шаг, - рассказал Эдвард Блумер из Королевской Гринвичской обсерватории. - Множество людей по всему миру будет изучать эту информацию. Даже если сама команда решить пересмотреть все заново, она найдет что-то новое».

Иголка в стоге сена

Астрономы постоянно используют моделирование, чтобы предсказать существование, природу и поведение вещей, которых они не могут видеть. Черные дыры, например, «наблюдаются» исключительно по их влиянию на окружающие звезды.

«Ничто не может быть точным, если основывается на моделировании, - говорит Франсуа Фогет из института LMD в Париже. - Такова природа науки».

Взять Плутон, к примеру. Он был открыт в 1930 году случайно, его нашли астрономы, которые искали девятую планету, объясняющую орбитальные аномалии Нептуна и Урана. Сперва Плутон прекрасно вписывался в модель. Но позже оказалось, что он слишком мал, чтобы быть реальной планетой, и в 2006 году Плутон переклассифицировали в карликовую планету.

И все же последние свидетельства в пользу гипотетической планеты были «более убедительны», чем другие недавние предположения, говорит Морган Холлис из Королевского астрономического общества.

Но, опять же, «это исследование лишь показывает, что планета может быть возможным решением… это может быть и что-то другое». Алессандро Морбиделли из Научно-исследовательского института JL Lagrange в Ницце, на юге Франции, считает, что сезон охотников на планеты с телескопами открыт. Но это будет нелегко. Если планета и существует, она очень, очень далеко, куда почти не доходит свет Солнца.

«Мы понятия не имеем, где проходит орбита планеты, - говорит Морбиделли. - Это как искать иголку в стоге сена».

Моделирование, конечно, неточная наука, и «дикие заявления» о новых планетах сокращаются по мере развития технологий. Анализ становится более изощренным, а люди осторожнее. Все проверяется дважды. Блумер говорит, что пока не поставил бы ни копейки на то, что девятую планету найдут.

«Не потому, что я думаю, что это маловероятно, а потому, что на данном этапе, хотя все и выглядит заманчиво, а ребята проделали много хорошей работы, это пока первый шаг».

В прекрасной, энергичной и технически блестящей работе ученые Константин Батыгин и Майк Браун из Калтеха поставили весь мир на уши. Если коротко, странные кластерные орбитальные конфигурации кучки далеких тел пояса Койпера проще всего объясняются гравитационными возмущениями планеты массой в минимум 10 земных, вращающейся в 700 а. е., с эллиптичностью в 0,6 (что выливается в орбиту длиной в 19 000 лет).

Возможное появление гигантской планеты в нашей Солнечной системе поднимает немало вопросов. Некоторые из них уже начали получать ответы.

Это будет «суперземля» или «мини-Нептун»?

Скорее мини-Нептун (этот термин, возможно, впервые появился в работе 2009 года). Из того, что мы выяснили о формировании планет и популяции экзопланет, мир с такой массой будет, вероятно, укрыт глубокой атмосферой, в которой будут преобладать первичный водород и гелий. Поскольку масса Нептуна в 17 раз превышает земную, новопредложенный мир скорее будет больше похож на младший из ледовитых гигантских миров, нежели на старшую из твердых планет.

Что это будет означать для статуса нашей Солнечной системы?

До сих пор Солнечная система считалась несколько необычной с точки зрения планетарного содержания и архитектуры по сравнению с изобилием открытых экзопланетарных систем. В частности, большинство планетарных систем вокруг холодных звезд содержат как минимум один мир с массой между Землей и Нептуном (такое наблюдается в 60% систем). Добавление мини-Нептуна вокруг Солнца сразу же поместит нас в более ординарную категорию - а хорошо это или плохо, решать вам.

Может ли эта планета быть обитаемой?

На первый взгляд, можно решить, что нет. Она далеко от Солнца и получает крайне мало солнечного тепла. Но плотная водородная атмосфера, с высоким давлением на глубине, особенно непрозрачна для инфракрасного излучения и служит прекрасным тепловым одеялом. Так хорошо, что тепло изначального образования этого мира с массой в десять земных, возможно, еще не утекло полностью. Существует возможность, что где-то на глубине условия этого мира позволяют существовать воде - что делает этот мир темным океаном, поверхность которого по давлению и температурам можно сравнить с океанскими безднами Земли. Может ли она поддерживать жизнь - это другой вопрос. Возможно, планете не хватило химической подкормки, чтобы запустить в работу биологическую систему.

Какого черта она там забыла, эта планета?

Хотя наши теории образования планет, для Солнечной системы и других мест, далеки от завершения или подтверждения, они включают идеи, позволяющие существовать таким мирам. Традиционная астрофизическая мудрость подсказывает нам, что если ранняя Солнечная система не обладала бы чрезвычайно большим и богатым протозвездным диском, планета таких размеров вряд ли смогла образоваться далеко от звезды - ей не хватило бы материала. Но несколько многообещающих моделей, появившихся 4,5 года назад и объясняющих динамическое покачивание и орбитальную перестройку крупных планет, включают пятый гигантский мир. Чтобы прийти к порядку, который мы наблюдаем во внутренних мирах сегодня и в поясе Койпера, такая планета должна была сыграть роль жертвенной массы - быть выброшенной прочь. Ее могло даже выбросить в межзвездное пространство - как «изгоя» - или отправить на длинную и очень вытянутую орбиту. Планета, предложенная Батыгиным и Брауном, вполне могла бы подойти.

Так. Станет ли она девятой планетой?

Весь процесс классификации планет служит (в принципе) для повышения нашего научного понимания, но вместе с тем история играет важную роль. Если этот объект сформировался среди других гигантских миров, то он определенно должен считаться девятой крупной планетой.

За последние 100 лет астрономы добились грандиозных успехов в изучении космоса. Отыскали пульсары, нейтронные звезды, даже обнаружили планеты за пределами Млечного Пути!

Но вот парадокс: то, что у нас под боком, зачастую является тайной за семью печатями. Речь идет о Плутоне - небесном теле, обнаруженном более 80 лет назад. Астрономы знают о нем ничтожно мало и называют самым странным и загадочным во всей Солнечной системе.

История открытия Плутона - одна из самых непростых. Впервые о существовании девятой планеты заговорил выдающийся американский астроном Персивал Лоуэлл. В 1905 году он выступил с сенсационным заявлением: в Солнечной системе не восемь, а девять планет! Заявление прогремело как гром среди ясного неба. Ученые требовали доказательств.

«Пожалуйста», - молвил Лоуэлл и предал огласке собственные выводы. Планета-незнакомка расположилась на «окраине» Солнечной системы. Сама по себе она просто кроха по сравнению с остальными планетами. Тем не менее она является виновницей так называемого возмущения Урана и Нептуна, о котором все давно знали, но не могли его объяснить.

«Девятая планета, - распалялся Лоуэлл,- находится на расстоянии около шести миллиардов километров от Солнца, и ей требуется 282 года для полного Оборота вокруг Солнца». Коллеги внимательно выслушали первооткрывателя, но предоставленных доказательств им показалось недостаточно. Однако Лоуэллу больше крыть было нечем.

ЕСТЬ ИДЕЯ!

Персивал не собирался отступать. Да, ему сильно недоставало более точных приборов, но он нашел выход из положения. Он знал, что небесный аноним медленно движется на фоне сотен тысяч неподвижных светил в богатой звездами области Млечного Пути. Планета-малютка должна источать пусть слабый, но свет. Только выделив эту перемещающуюся по небу светящуюся точку, можно говорить об открытии планеты.

Как же выделить ее из бескрайнего моря звезд? В обсерватории города Флагстафф, что в Аризоне, ночью он навел фотографический телескоп на группу звезд, среди которых должна была находиться планета икс. Астроном зафиксировал время - камере требовалось три часа, чтобы собрать звездный свет.

Утром Персивал проявил пластинку и отложил в сторону. Дальше - по той же схеме. Ночью снова установил телескоп, навел камеру и стал фотографировать небо в течение тех же трех часов. На следующий день наступил ответственный момент. Лоуэлл проявил вторую пластинку и наложил ее на первую так, чтобы все звезды точно совпали. Затем вооружился лупой и склонился над пластинками. По его прогнозам, если две звездочки не сойдутся, значит, он напал на след планеты икс.

Час за часом Лоуэлл изучал пластинки и вдруг увидел две несовпадающие точки. От волнения его затрясло. Он еле дождался ночи, чтобы теперь уже прицельно сфотографировать этот участок неба. Утром проявил снимок - расхождение налицо. Казалось, можно трубить победу. Но что-то подсказывало Лоуэллу, что «несовпадающее» небесное тело двигается слишком проворно. Интуиция не подвела: это был астероид!

ПРОЦЕСС ЗАТЯНУЛСЯ

Лоуэллу предстояло пережить еще немало разочарований, но он не сдавался. Каждую ночь поднимался в башню обсерватории, наводил телескоп и фотографировал небо, а утром проявлял снимки. Астроном обнаружил сотни астероидов - только не планету икс. Сутки складывались в недели, недели - в месяцы, месяцы - в года... Другой на его месте уже давно забросил бы эту, казалось, безнадежную затею, но Лоуэлл был не из таких.

За несколько лет он сильно сдал - похудел, осунулся, стал нервным, раздражительным. Но не бросал начатое дело! В те редкие моменты, когда Персивал был в отъезде, за поиски брались его помощники. Прежде чем уехать, шеф инструктировал их: как только посчастливится отыскать планету икс, НЕМЕДЛЕННО телеграфировать ему! Увы - помощникам тоже упорно не везло. Это не мешало Лоуэллу шутить на эту тему: «Я докладываю в академии о своей работе 13 января. Было бы большой любезностью с вашей стороны сообщить об открытии как раз к этому времени».

Лоуэлл был уверен: рано или поздно ему улыбнется удача. Но организм не выдержал многолетнего напряжения. 12 ноября 1916 года Персивал скоропостижно скончался от апоплексического удара. Его похоронили в его любимом месте - в городе Флагстафф на холме Марс-Хилл, там, где он провел много часов, выискивая в звездном небе заветную планету.

МОЛОДОЙ ДА РАННИЙ

В 1929 году в обсерватории, где работал Лоуэлл, появился молодой многообещающий астроном Клайд Томбо. В его распоряжении весьма кстати оказался новый мощный телескоп. Клайд действовал по тому же принципу, что и Лоуэлл. С помощью усовершенствованной техники фотографировал тот участок неба, где могла притаиться планета икс, проявлял, сравнивал пластинки - и так до бесконечности... Но фортуна была более милостива к Клайду: через год, а именно 13 марта 1930 года, он объявил об открытии новой планеты.

Ее назвали Плутоном-первые две буквы соответствуют инициалам Персивала Лоуэлла. Оказалось, Лоуэллу элементарно не повезло. Он сам бы мог обнаружить свою планету, причем дважды, кабы не нелепая случайность. В первый раз изображение Плутона на одной из двух пластинок попало на небольшой брак эмульсии, во второй - частично наложилось на другую планету.

КРЕПКИЙ КАМЕШЕК

И тем не менее Лоуэлл немного просчитался. Небесное тело оборачивалось вокруг Солнца не за 282 года, а за 248 лет. Потом последовали другие, менее приятные открытия! Ученые стали сомневаться: а является ли вообще Плутон планетой? Светит он что-то слишком тускло - это раз, у него отсутствует различимый планетный диск - два, обладает слишком малой для планеты массой - три.

В 1978 году, когда открыли спутник Плутона-Харон (позже его отнесли к разряду двойных планет), его снова «перевзвесили». И опять неожиданность - масса Плутона оказалась ничтожно малой - примерно 0,2% от массы Земли. Маловато для того, чтобы носить гордое имя планеты! Поводов для беспокойства добавил в 1989 году космический аппарат «Вояджер-2».

Полученные с него данные и вовсе вызвали замешательство в стройных рядах ученых. По размерам Плутон сравним с Луной, только весит в шесть раз меньше! А потом и вовсе случился конфуз. Некоторые астрономы без тени смущения заявили: лоуэлловской планеты не существует, Томбо открыл... астероид. Что тут началось! Ученые чуть не передрались. И только 24 августа 2006 года сошлись во мнении:
Плутон - не обычная, а карликовая планета.

ИЗ БЛЕСКА В ТЕНЬ

Между тем таинственный Плутон, будто испытывая нервную систему астрономов на прочность, продолжает подбрасывать сюрпризы.

До недавних пор считалось, что наименьшей плотностью в Солнечной системе обладает Сатурн. Теперь уже в этом ученые не уверены, ведь Плутон состоит из рыхлых льдов, образованных замерзшими летучими веществами. Но больше всего ученых волнует другое - странный блеск Плутона, вернее, почти полное его отсутствие. За последние 10 лет планета приблизилась к Солнцу и Земле, а значит, освещаться должна как минимум в полтора раза больше.

Но Плутон стал светить слабее! Как такое может быть? Ученые разводят руками и лишь высказывают догадки. Может, он повернулся к нам более темной стороной? Льды на его поверхности по каким-то неведомым причинам испаряются? Плутон подвергся бомбардировке метеорита и тот поднял жуткий столб пыли?

А пока серьезные ученые пожимают плечами, альтернативная наука предлагает свою версию. Якобы Плутон - это перевалочная база, а заодно своеобразная лаборатория инопланетян. Долгое время они преспокойно совершали оттуда свои полеты к Земле, не боясь быть замеченными. Но когда Плутон стали пристально изучать, постарались в буквальном смысле слова напустить тумана.

Так это или нет? Все прояснится в скором будущем. В 2015 году к Плутону вплотную подойдет отправленный НАСА космический аппарат «Новые горизонты», и тогда загадочная планета откроет многие свои тайны.

Андрей ПАЛЬКО, кандидат физико-математических наук

5 ноября 2016 в 19:22

Тайна девятой планеты: учёные всё ближе к открытию

• Научно-популярное ,
• Астрономия

• Перевод

Далеко за пределами восьми планет Солнечной системы, даже за Плутоном и миниатюрными карликовыми планетами может скрываться значительный новый мир, названный «девятой планетой». Мало какие открытия могут быть настолько же сенсационными, как ещё одна планета, находящаяся на орбите вокруг Солнца, поэтому эта тема служит Святым Граалем для астрономов – и за несколько столетий такое открытие сумели сделать всего несколько раз. Пока никто не знает, где может располагаться этот эфемерный мир, или даже существует ли он на самом деле. Но в гонке на обнаружение исследователи сужают пространство для поисков на основе влияния небесного тела на Солнечную систему, и участок космоса, где следует искать планету, уменьшился примерно вдвое по сравнению с состоянием, бывшим несколько месяцев назад. На встрече американского астрономического общества планетарных наук и европейском конгрессе планетарных наук учёные подробно описали свои последние достижения в этой области.

В январе астрофизики Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майкл Браун существования большой неоткрытой девятой планеты. Из их компьютерных моделей следует, что гравитационное действие этой планеты может объяснить странные, наклонённые орбиты нескольких объектов из пояса Койпера – набора ледяных объектов, населяющих дальние пределы Солнечной системы. Учёные борются за право стать первыми обнаружившими девятую планету, используя крупнейшие телескопы Земли, такие, как телескоп Субару на Гавайях.

Работа Батыгина и Брауна установила ограничения на возможную массу планеты и расположение её орбиты – где предыдущие наблюдения могли упустить её. По их расчётам, её масса составляет от 5 до 20 земных – что критично для понимания примерных размеров разыскиваемого объекта. Также они считают, что его орбита наклонена на 30 градусов к плоскости Солнечной системы – относительно тонкой и плоской зоны, в которой вращаются восемь основных планет. Также они предполагают, что сейчас планета наиболее удалена от Солнца, в северном полушарии неба, а радиус её вытянутой орбиты в среднем находится в промежутке от 380 до 980 а.е.

Но эти оценки всё равно захватывают сектор неба размером «порядка 1500 квадратных градусов», как говорит астроном Скотт Шеппард из Института науки Карнеги, вместе с астрономом Чедвиком Труильо предположивший о существовании девятой планеты в 2014 году. Для сравнения, полная Луна занимает 0,2 квадратных градуса ночного неба. Охват неба, описанный Шеппардом, соответствует примерно 20 ночным наблюдениям с телескопа Субару, «и, получая доступ к нему на семь ночей в году, выходит, необходимо ждать три года – и то, если дождя не будет»,- говорит Шеппард.

Стратегией гонки остаётся уменьшение области поисков путём устранения теоретических возможностей. В пока ещё не опубликованном наборе из 100 компьютерных симуляций высокого разрешения, по словам Батыгина, они с Брауном уменьшили область поисков девятой планеты до кусочка неба размером в 600-800 квадратных градусов. Сначала они построили модель развития Солнечной системы за 4 миллиарда лет, концентрируясь на том, как гравитация крупнейших планет – Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Девятой планеты – могли бы выстроить орбиты тысяч случайных объектов пояса Койпера (ОПК). «Мы ищем всё то, что девятая планета делает с Солнечной системой»,- говорит Браун.

В попытках уточнить вероятную орбиту планеты, исследователи сравнили результаты симуляции с реальным состоянием пояса Койпера. «Наша работа показала синтетическую Солнечную систему, выглядящую во многом похожей на настоящую,- говорит Батыгин. – Моя уверенность в том, что Девятая планета существует, почти уже оформилась – ведь результаты расчётов так хорошо совпадают с наблюдениями».

Дальнейшие стратегии включают исследование возможного гравитационного влияния девятой планеты на другие небесные тела. Астрономы Юрий Медведев и Дмитрий Вавилов из Института прикладной астрономии РАН изучили 768 комет, впервые входящих в Солнечную систему, отметив, что пять из них могли подойти близко к девятой планете в прошлом, и в результате её притяжения поменять свой курс. Их анализ предполагает, что «девятая планета могла завлечь эти кометы в Солнечную систему»,- говорит Вавилов. «Мы думаем, кометы могут помочь в сужении поля для поисков девятой планеты. Помогло бы в этом и обнаружение дополнительных комет». Шеппард предупреждает о том, что необходимо «с осторожностью использовать кометы для поисков девятой планеты, поскольку на их орбиты может влиять множество сил. Но, несмотря на мой скептицизм, это может помочь».

Анализ Плутона , проделанный астрофизиками Мэтью Холманом и Мэтью Пейном их Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра не нашёл доказательств за или против существования девятой планеты. В частности это произошло из-за плохих старых архивных фотографий Плутона, говорит Холман, из-за чего трудно понять, смещался ли Плутон на орбите таким образом, который мог бы подтвердить наличие или отсутствие девятой планеты. Но он же утверждает, что высококачественные данные о Сатурне , полученные с наземной сети радиотелескопов, следящих за космическим аппаратом Кассини, многообещающие, и совпадают с выкладками Батыгина и Брауна.

Также, по словам Холмана, в поисках девятой планеты может помочь анализ изменений орбиты Марса. Хотя на Марс планета должна оказывать меньше влияния, чем на Сатурн – поскольку Марс ближе к Солнцу и сильнее связан с ним гравитационно – искусственных спутников у Марса больше, и они наблюдают за Красной планетой дольше, поэтому «их наблюдения гораздо более точные»,- говорит Холман. Кроме того, «Кассини выдаёт данные с точностью в десятки метров, а расстояния между Землёй и Марсом измеряют с точностью до метров».

Более сильное свидетельство влияния девятой планеты можно найти в длительности обращения остальных тел вокруг Солнца. К примеру, четыре ОПК с самыми долгими орбитами обращаются по схеме , которую легко объяснить присутствием девятой планеты – как говорит астроном Рене Малхотра , директор теоретической астрофизики в Аризонском университете в Таксоне. Её работа с двумя коллегами намекает на наличие двух вероятных наклонов орбиты девятой планеты, один ближе к плоскости Солнечной системы на 18 градусов, и другой более крутой, на 48 градусов. Эта информация может помочь уменьшить огромную область поисков.

Некоторые исследования настолько ограничивают возможное местонахождение девятой планеты, что могут вообще исключить факт её существования. К примеру, хотя предыдущие исследования предполагают её существование из-за скопления орбит некоторых ОПК, наблюдение за ограниченным количеством ОПК могут лишь создать впечатление группировки некоторых орбит – так, по крайней мере, говорит астрофизик