Десь на околицях Сонячної системи, за межами орбіти Нептуна, відбувається щось жахливе: кілька космічних об’єктів обертаються не так, як решта великих уламків, і ми не знаємо чому.
Досі популярна гіпотеза полягає в тому, що, буцім,невидимий об’єкт, названий Планетою Дев’ять, може мати зв’язок із такими орбітами; астрономи активно шукають цю планету. Але фізики недавно придумали альтернативне пояснення, яке вони вважають більш правдоподібним.
Замість одного великого об’єкта, орбітальні коливання можуть бути викликані об’єднаною гравітаційною силою ряду менших поясів Койпера або транс-нептунівських об’єктів (ТНО). Про це говорять астрофізики Антранік Сефілян Жирайр з Університету Кембриджу у Великобританії і Джихад Тоум з Американського університету Бейрута в Лівані.
Якщо припущення звучить знайомо, то це тому, що Сефіліан і Тома не перші, хто замислюється про цю ідею, – але їх розрахунки першими пояснюють істотні особливості дивних орбіт згаданих об’єктів, беручи до уваги інші вісім планет в Сонячній системі.
Гіпотеза про Планету Дев’ять була вперше оголошена в дослідженні 2016 року. Астрономи, що вивчають карликову планету в поясі Койпера, помітили, що кілька ТНО були «відірвані» від сильного гравітаційного впливу газових гігантів Сонячної системи і мали дивні петльові орбіти, які відрізнялися від решти в поясі Койпера.
Але орбіти цих шести об’єктів також були згруповані разом так, що це не здавалося випадковим; щось, схоже, підштовхнуло їх до цього положення. Згідно моделювання, можливо, на них впливав гігант.
Досі ця планета залишалася невловимою – не обов’язково дивною, оскільки існують значні технічні проблеми, пов’язані з темним предметом на далекій відстані, про місцезнаходження якого ми не знаємо.
«Гіпотеза «Планета Дев’ять» є захоплюючою, але якщо гіпотетична дев’ята планета існує, вона досі уникала виявлення», – сказав Сефіліан, додавши, що команда хотіла побачити, чи можливе менш драматичне пояснення дивних орбіт TNO.
«Ми подумали, замість того, щоб врахувати дев’яту планету, а потім турбувалися про її появу та незвичайну орбіту, чому б просто не врахувати гравітацію невеликих об’єктів, що становлять диск за орбітою Нептуна, і подивитися, на що вона здатна?»
Дослідники створили комп’ютерну модель окремих ТНО, а також планет Сонячної системи (і їх гравітації) і величезного диску сміття за орбітою Нептуна.
Застосовуючи налаштування до таких елементів, як маса, ексцентриситет і орієнтація диска, дослідники змогли відтворити кластерні петльові орбіти окремих TНО.
«Якщо ви видалите Планету Дев’ять з моделі і замість цього врахуєте безліч дрібних об’єктів, розкиданих по великій території, колективні тяжіння між цими об’єктами можуть так само легко пояснити ексцентричні орбіти, які ми бачимо в деяких ТНО», – сказав Сефіліан.
Це вирішує проблему, яка виникла у вчених з Колорадського університету в Боулдері, коли вони вперше висловили гіпотезу про колективну гравітацію в минулому році. Хоча їх розрахунки були в змозі врахувати гравітаційний вплив на окремі ТНО, вони не могли пояснити, чому їх орбіти нахилялися однаково.
І є ще одна проблема з обома моделями: щоб зробити спостережуваний ефект, Поясу Койпера потрібна колективна гравітація, принаймні, кількох мас Землі.
Однак, згідно з поточними оцінками, маса пояса Койпера становить всього 4-10% від маси Землі.
Але, згідно моделям формування Сонячної системи, вона повинна бути набагато вища; і, як зазначає Сефілян Жирайр, важко побачити весь диск уламків навколо зірки, коли ви всередині неї, тому можливо, що в Поясі Койпера їх набагато більше, ніж ми можемо бачити.
«Не дивлячись на те, що у нас немає прямих спостережних даних для диска, ми також не маємо його і для Планети 9, тому ми досліджуємо можливість вибрати», – сказав Сефілян Жирайр.
«Також можливо, що обидві речі можуть бути правдою – це може бути масивний диск уламків і дев’ята планета. З відкриттям кожного нового транс-нептунівського об’єкту ми збираємо більше доказів, які можуть допомогти пояснити їх поведінку».
Дослідження групи має з’явитися в Астрономічному журналі.
За повідомленнями іноземних ЗМІ