Možná existence deváté planety sluneční soustavy se stala známou v lednu 2016. Planeta X je spojena s nakloněním osy otáčení Slunce, ničením planetárního systému a výskytem kataklyzmů na Zemi. Vědci zároveň pokročili v chápání role tohoto nebeského tělesa ve sluneční soustavě, modelovali jeho vnitřní strukturu a navrhovali hypotézy vysvětlující původ planety X. „Lenta.ru“vypráví o nejnovějším výzkumu.
O možném objevu planety X mimo oběžnou dráhu Pluta informovali astronomové Mike Brown a Konstantin Batygin z Kalifornského technologického institutu v Pasadeně (USA). Pravděpodobná devátá planeta sluneční soustavy je asi desetkrát těžší než Země a točí se kolem hvězdy na protáhlé oběžné dráze (a v rovině nakloněné vzhledem k oběžné dráze Země) s dobou 15 tisíc let. Svými fyzikálními a chemickými vlastnostmi připomíná ledové obry Uran a Neptun. Jak věří Brown a Batygin, tento vesmírný objekt byl před 4,5 miliardami let vyřazen z protoplanetárního disku poblíž Slunce.
Nejbližší vzdálenost od něj ke Slunci je 200 astronomických jednotek (to je sedmkrát více než od Slunce k Neptunu). Maximální vzdálenost planety X se odhaduje na 600–1200 astronomických jednotek, které obíhají mimo Kuiperův pás, ve kterém se nachází Pluto. Brown a Batygin odhadují pravděpodobnost chyby na 0,007 procenta. Vědci objevili novou planetu analýzou gravitačního narušení, které působí na jiná nebeská tělesa.
Fyzika a chemie
Astronomové Esther Linder a Christoph Mordasini z univerzity v Bernu (Švýcarsko) dospěli k následujícím závěrům o fyzikálně-chemických vlastnostech tohoto nebeského tělesa. Poloměr je 3,7krát větší než Země. Teplota atmosféry, skládající se z vodíku a helia, je minus 226 stupňů Celsia. Pod plynovou obálkou je vrstva vodního ledu s teplotou minus 63 stupňů Celsia. Ještě hlouběji - tenká vrstva silikátového pláště, pod kterým je ukryto železné jádro. Jeho teplota se odhaduje na 3,4 tisíce stupňů Celsia. Podle astronomů vyzařuje planeta X asi tisíckrát více energie, než absorbuje, a postupně se ochlazuje. Vědci se domnívají, že Planeta X je menší kopií plynných gigantů Uran a Neptun.
Možná struktura planety X
Propagační video:
Obrázek: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern
Američtí astronomové se domnívají, že barva planety X je tmavě modrá, tmavší než Neptun, který má v optickém rozsahu tmavě modrý odstín, a Uran se světle modrou plynnou obálkou. Protože teploty na planetě X jsou extrémně nízké, na rozdíl od plynového obalu Neptunu v atmosféře prakticky není žádný plynný metan. Tato sloučenina podle vědců kondenzuje a nachází se na základně atmosféry planety nebo jejích mraků.
Hostující host
Pokud Brown a Batygin věří, že Planeta X byla vyřazena z protoplanetárního disku poblíž Slunce, pak jejich kolegové ze Švédska a Francie uvažují jinak: nebeským tělesem by mohla být exoplaneta, kterou Slunce zachytilo z blízké hvězdy. Vědci ve své práci uvažovali o scénáři, podle kterého byla planeta X zachycena Sluncem od jiné hvězdy v její zrodné kupě. Slunce se nacházelo ve skupině několika tisíc mladých hvězd a planety se mezi nimi pohybovaly nízkou rychlostí (asi kilometr za sekundu).
Orbit of Planet X (označeno žlutě)
Obrázek: Caltech / R. Hurt (IPAC)
To vyžaduje současné splnění tří podmínek. Nejprve k zachycení planety X Sluncem mělo dojít ve vzdálenosti asi 150 astronomických jednotek od ní (aby nedošlo k narušení Kuiperova pásu). Zadruhé, exoplaneta se musela točit kolem další hvězdy v kupě ve velké vzdálenosti od ní (od sto astronomických jednotek). To by umožnilo Slunci překonat dopad první hvězdy na planetu X. Třetí podmínkou je, že po zachycení exoplanety Sluncem je možné reprodukovat aktuální dynamickou konfiguraci sluneční soustavy. V modelování prováděném v rámci problému N-tělesa astronomové ukázali, že všechny tři podmínky mohou být splněny.
Astronomové věří, že klastrová fáze trvá asi sto milionů let, a to je dost pro distribuci hmotných a vzdálených planet (jako Neptun) mezi nejtěžšími hvězdami. Podobně můžete vysvětlit podstatu mnoha transneptunských objektů v Kuiperově pásu - těch, které se nacházejí ve vzdálenosti 30 až 55 astronomických jednotek od Slunce.
Uklízet
Planeta X je podle španělských a britských astronomů schopná narušit oběžné dráhy nebeských těles ve sluneční soustavě a vyhodit je z ní. Vědci analyzovali vliv planety X na pohyb šesti extrémních objektů za oběžnou dráhu Neptunu, jehož poloviční hlavní osa přesahuje 150 astronomických jednotek a perihelion je 30 astronomických jednotek.
Simulace ukázaly, že oběžné dráhy trpasličí planety Sedna a kandidát 2012 VP113 zůstanou stabilní po několik příštích stovek milionů let. Na druhé straně jsou trajektorie transneptunských objektů 2004 VN112, 2007 TG422 a 2013 RF98 (tato nebeská tělesa dosahují v průměru 100-300 kilometrů) nestabilní a za několik desítek milionů let je může planeta X vyhodit ze sluneční soustavy.
Také vliv planety X, francouzští a brazilští astronomové vysvětlili sklon Laplaceovy roviny sluneční soustavy. Vědci zkoumali dynamiku čtyř obřích planet - Jupitera, Saturnu, Uranu a Neptunu. Každé z těchto nebeských těles ovlivňuje celkový vektor momentu hybnosti sluneční soustavy, kolmý na Laplaceovu rovinu. Astronomové studovali dopad planety X na Slunce a obří planety. Ukázalo se, že tento efekt vysvětluje náklon šesti stupňů mezi Laplaceovou rovinou a rovinou solárního rovníku.
Analytický model popisuje míru naklonění v závislosti na hmotnosti, excentricitě (parametr orbitálního prodloužení), polohlavní ose oběžné dráhy Planety X a charakteristikách obrů. Několik dní před zveřejněním tohoto objevu představila astronomka Elizabeth Baileyová podobné závěry ve spolupráci s objeviteli Planety X.
Model pohybu slunce
Obrázek: arXiv.org
Někteří vědci se také pustili do odvážnějších hypotéz. Astrofyzici ze Spojených států Daniel Whitmeier a John Mats obviňují planetu X z masového vyhynutí zvířat na Zemi každých 27 milionů let. Tato teorie je založena na skutečnosti, že oběžná dráha rotace planety X kolem Slunce se pomalu naklání a každých 27 milionů let protíná Kuiperův pás (nacházející se 30 až 55 AU od Slunce). To vede k gravitačním poruchám a planeta X tlačí komety z Kuiperova pásu do vnitřku sluneční soustavy. Bombardují planety (včetně Země). Jak se blíží ke Slunci, rozpadají se na fragmenty, což slunečnímu záření ztěžuje přístup k nebeským tělesům (včetně Země).
Podle vědců je tento scénář nejpřijatelnější pro kosmické vysvětlení masového vyhynutí zvířat. Dva další scénáře - přítomnost druhé hvězdy vedle Slunce a vertikální oscilace hvězdy rotující kolem středu galaxie, jak poznamenávají autoři, nedostávají paleontologické potvrzení. Poprvé Whitmeier a Mats navrhli svou hypotézu v roce 1985. Jejich výzkum publikoval časopis Nature and Time (s obrázkem na obálce). Podle počáteční hypotézy vědců je Planeta X jednou až pětkrát těžší než Země a nachází se stokrát dále od Slunce.
Co bude dál
Astronomové Carlos a Raul de la Fuente Marcos věří, že mimo oběžnou dráhu Pluta není jedna, ale dvě superzemě. Dostupné údaje o perihelionové precesi Sedna, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 a 2013 RF98 jsou podle práce autorů dobrým vysvětlením, pokud předpokládáme přítomnost nejméně dvou obřích nebeských těles, z nichž jedním může být Planeta X. Od roku 2014 Carlos a Raul de la Fuente Marcos hovoří o možnosti existence dvou super-Země mimo Pluto.
Všechny závěry o planetě X nejsou založeny na přímých pozorováních, ale na analýze jejího dopadu na jiná nebeská tělesa a na datech počítačového modelování. Podle astronomů stačí 20 dní pozorování na japonské observatoři Subaru na Havaji (USA) k přímému objevu planety X. Vědci doufají, že si na to vyhradí čas na observatoři. Poté bude podle Browna a Batygina konečně prokázána existence Planety X.
Andrey Borisov