За Плутоном скрывается нечто грандиозное: учёные нашли первые доказательства

В холодных глубинах Солнечной системы, за пределами орбиты Нептуна, простирается Пояс Койпера — огромная область, где вращаются миллиарды ледяных тел. Среди них — Плутон, Аррокот и множество других объектов, представляющих собой остатки раннего формирования планет.

Как считает астрофизик Амир Сирадж из Принстонского университета, эти фрагменты — своеобразный космический мусор, оставшийся после рождения Солнечной системы. Но среди этих обломков может скрываться нечто куда более значительное — планета, масса которой превышает массу Плутона в десятки раз.

Почему учёные снова говорят о новой планете

Плутон остаётся самым крупным известным телом Пояса Койпера, хотя его масса составляет лишь 0,2 % земной. Но в последние годы астрономы всё чаще обсуждают возможность существования неизвестной крупной планеты — так называемой Планеты Девять, или Планеты X.

Её существование предположили после анализа орбит шести удалённых объектов — оказалось, что они будто бы выстроены в одну линию. Такой эффект, по мнению исследователей, мог бы объяснить гравитационный след массивного, но пока невидимого мира.

Новый подход: искать не планету, а её след

Команда Сираджа решила пойти иным путём. Вместо того чтобы искать саму планету, учёные исследовали, как крупное тело могло бы влиять на орбитальные плоскости окружающих объектов. Если рядом с ними действительно вращается планета, то она должна слегка "искривлять" пространство вокруг — и это отражается на среднем наклоне орбит.

Для анализа специалисты использовали базу данных малых тел, собранную Лабораторией реактивного движения NASA. Из тысяч известных объектов выбрали около 150 — тех, что не находятся под сильным воздействием Нептуна.

"Нептун имеет очень сильное влияние на внешние области Солнечной системы", — отметил Сирадж.

Этот "ледяной гигант" способен искажать орбиты соседей, поэтому для чистоты эксперимента его гравитационное влияние постарались исключить.

Неожиданный изгиб орбит

В диапазоне расстояний от 50 до 80 а. е. (астрономических единиц, то есть расстояний от Земли до Солнца) средняя орбитальная плоскость объектов совпадала с плоскостью планет Солнечной системы. Но дальше, между 80 и 200 а. е., астрономы заметили странное отклонение: будто кто-то "подтолкнул" пояс Койпера, заставив его слегка изгибаться.

По расчётам, вероятность того, что это случайное совпадение, не превышает 4 %. Тогда команда провела серию компьютерных моделей, сравнивая, как планеты разной массы и удалённости могли бы повлиять на этот изгиб.

"Мы перепробовали все виды планет"

"Мы перепробовали все виды планет", — сказал Сирадж.

После множества симуляций учёные пришли к выводу: наилучшее совпадение даёт тело, масса которого в 25-450 раз больше массы Плутона, а орбита простирается на 100-200 а. е. от Солнца.

Эти значения остаются ориентировочными, но их реалистичность подтвердила планетолог Кэт Волк из Института планетологии в Аризоне.

"Они довольно точно определили, какой объект может быть источником этого сигнала", — считает она.

Именно этот гипотетический объект исследователи и назвали Планетой Y.

Чем Планета Y отличается от Планеты X

Хотя названия похожи, это не одно и то же. Планета X — гипотетический тяжеловес, удалённый далеко за орбиту Плутона. Планета Y, напротив, по расчётам должна находиться ближе — примерно в четырёх-пяти раз дальше Плутона — и иметь меньшую массу.

"Планета X относится к далёкой планете с большой массой, в то время как Планета Y — к более близкой планете с меньшей массой", — пояснил Сирадж.

Иными словами, если обе гипотезы верны, в Солнечной системе может скрываться сразу два неизведанных мира.

Что поможет раскрыть тайну

Надежда на разгадку связана с запуском грандиозного проекта — "Наследие обзора пространства и времени" (LSST). Его будет вести обсерватория Веры Рубин в Чили, где уже этой осенью начнутся регулярные наблюдения за ночным небом. За 10 лет LSST сможет увеличить число известных объектов пояса Койпера в 5-10 раз.

"Мы увеличим число известных объектов примерно в 5-10 раз", — сказала Волк.

С каждым новым открытым телом орбитальная картина станет точнее — и астрономы смогут подтвердить или опровергнуть существование Планеты Y.

Если планета существует…

Если гипотеза подтвердится, астрономам придётся пересмотреть представления о формировании внешних областей Солнечной системы. Возможно, Пояс Койпера — не просто кладбище древних тел, а динамичная система, где всё ещё скрываются активные участники космической эволюции.

Обнаружение новой планеты стало бы крупнейшим открытием со времён открытия Нептуна в 1846 году. Но даже если Планета Y окажется лишь красивой гипотезой, накопленные данные позволят глубже понять строение и динамику нашего "солнечного окраинного царства".

Плюсы и минусы гипотезы

3 интересных факта

1. Если Планета Y действительно существует, она может быть размером с Марс или чуть меньше.

2. На таком расстоянии год длился бы более тысячи земных лет.

3. Даже самые мощные телескопы пока не способны напрямую увидеть столь тусклый и далёкий объект.

А что если LSST не найдёт Планету Y?

Даже отрицательный результат окажется ценным. Отсутствие наблюдений поможет уточнить границы пояса Койпера и понять, где именно заканчивается влияние Солнца. Кроме того, новые данные могут привести к открытию других, менее массивных тел — карликовых планет или комет, пролетающих по необычным орбитам.