Planēta X (Hipotētiskā devītā planēta): teorija, vēsture un pierādījumi
Atklāj Planētas X (hipotētiskās devītās planētas) teoriju, vēsturi un jaunākos pierādījumus — no Lovsela idejām līdz mūsdienu novērojumiem un kosmisko modeļu atklājumiem.
Neptūna planēta tika atklāta 1846. gadā. Pēc tam daudzi cilvēki domāja, ka varētu būt vēl citas planētas, kas atrodas tālāk no Saules nekā Neptūns. 20. gadsimta sākumā Perčivāls Lovsels (Percival Lowell) apgalvoja, ka ir jābūt vēl kādai planētai līdzīgam ķermenim, kas atrodas tālāk par Neptūnu. Lovsels teica, ka šāds planētai līdzīgs objekts varētu izskaidrot dažus gāzes milžu, jo īpaši Urāna un Neptūna, orbītas neregularitātes. Lielas neredzētas devītās planētas gravitācija varētu būt pietiekami satricinājusi Urānu, lai izskaidrotu neregularitātes. Viņš to nosauca par "planētu X".
Vēstures kopsavilkums
Perčivāls Lovsels veiksmīgi popularizēja ideju par nezināmu ārēju planētu, un viņa meklējumi galu galā sekmēja 1930. gadā Klaudu Tombaugu atrast Plutonu. Tomēr drīz kļuva skaidrs, ka Plutons ir pārāk mazs, lai izraisītu izmērāmās orbītu novirzes, kuras Lovsels bija prognozējis. Ar laiku, precizējot planētu masas un orbītas (piemēram, izmantojot observatoriju novērojumus un kosmosa zondes, tostarp Voyager 2), lielākā daļa agrīno anomāliju skaidrojumu pēc tam izgaisa vai izrādījās mazāk būtiski nekā domāts, tādēļ XIX–XX gadsimta "Planēta X" ideja kļuva par daļēji novecojušu hipotezi.
Modernā teorija: "Planēta deviņi" (Planet Nine)
2010. gados atjaunojās intereses vilnis par lielu ārēju objektu, taču tagad pamats nebija tiešas gravitatīvas novirzes Urānā vai Neptūnā, bet gan orbītu īpašas īpašības tā sauktajiem ekstrēmiem transneptūna objektiem (ETNO) un "detached" (nošķirtajiem) Kuipera jostas ķermeņiem, piemēram, Sedna. 2016. gadā Konstantīns Batigins un Maiks Brauns publicēja modeli, kas skaidro orbītu sakopojumu: hipotētiska, masīva (dažu Zemes masu lieluma) planēta, kas riņķo ļoti tālu no Saules, ar ilgu apgriešanās periodu un iegravētām orbītām, spēj ilgtermiņā "sagūstīt" un sakārtot šos tālos objektus uz līdzīgām trajektorijām. Šo modernāko versiju bieži sauc par Planet Nine (hipotētiskā devītā planēta).
Pierādījumi un argumenti par
- Orbītu sakopojums: dažu ļoti tālu, augsti ekscentrisku transneptūna ķermeņu periheliju (apakšējā orbītas punktā pie Saules) garums un orientācija šķiet saskaņota vairāk, nekā varētu gaidīt nejauši.
- Detached objekti: tādi ķermeņi kā Sedna un 2012 VP113 ir ar ļoti lielu periheliju, skaidrojums tam var būt masīvas planētas gravitācijas ietekme agrākā Saules sistēmas vēsturē vai pašlaik.
- Simulācijas: datormodeli rāda, ka planēta ar aptuveni 5–10 Zemes masu un liela izmēra, ekscentrisku orbītu var reproducēt novēroto sakopojumu un radīt arī citus novērojumus, piemēram, retrogrādus un augsti slīpus Kuipera objektiem.
Novērojumu ierobežojumi un pretargumenti
- Novērojumu izkropļojums: daļa pētnieku norāda, ka redzamā sakopojuma signāls var būt radies no novērojumu selekcijas — reģioni, kuros veikta vairāk novērojumu, dod lielāku iespēju atrast objektus ar noteiktām orbītām.
- Alternatīvas skaidrojums: sakopojumu varētu radīt Kuipera jostas kolektīvā gravitācija, seno zvaigžņu tuvošanās vai Galaktikas plecu ietekme, nevis viens atsevišķs planētas objekt.
- Direktas meklēšanas neveiksmes: lielas apsekošanas programmas (piemēram, PS1/Pan-STARRS, Dark Energy Survey, WISE) līdz šim nav atradušas skaidras Planētas deviņi pazīmes tajos reģionos, kur šāds objekts būtu visiespējamākais un pietiekami spožs.
- Gravitācijas ierobežojumi: radiometriskie mērījumi un precīzas radioteleskopu/kuģu mērījumu analīzes (piemēram, Cassini ģeodēzijas dati) izslēdz daļas parametru telpas — t. i., īpašas masas/orbītas kombinācijas būtu jau radījušas redzamas novirzes planētu un kosmosa kuģu trajektorijās.
Kur meklē un kā var atrast?
Meklēšana notiek vairākos veidos:
- Optiskās kameras un plaša lauka apsekojumi: lieli teleskopi (Subaru, DECam, Pan-STARRS u.c.) skrīnē debesjumu, meklējot lēni kustīgus, vājus objektus.
- Infrasarkanās aptaujas: objekts, pat ja ļoti tāls, izstaro siltumu — plaša apsekošana kā WISE palīdz izslēgt ļoti masīvus un silts objektus noteiktā attālumā.
- Astoņkāju instrumenti nākotnē: Rubin Observatorija (LSST) sāks plašu, atkārtotu debesu kartēšanu, kas būtiski palielinās izredzes atrast tālus, lēni kustīgus ķermeņus.
- Netiešas metodes: precīzas astrometrijas un radiomērija var norādīt uz nelielu, bet ilgstošu perturbāciju signālu Saules sistēmas ķermeņu kustībās.
Kas ir skaidrs un kas nav
Šobrīd (kā arī pēdējos gados) nav neapstrīdamu tiešu novērojumu, kas apstiprinātu Planētas deviņi esamību. Pastāv spēcīgas modelēšanas un statistikas indikācijas, kas padara hipotēzi pievilcīgu un vērts turpināt meklēt, tomēr situācija nav slēgta. Daudzi pētījumi šaubās par signāla statistisko nozīmīgumu, un ir veikti centieni alternatīvi izskaidrot novērotos fenomēnus bez jaunās planētas palīdzības.
Kopsavilkums
Ideja par "Planētu X" ir sena un ir attīstījusies no Lovsela agrīnās hipotēzes līdz modernākajai "Planet Nine" koncepcijai. Mūsdienu arguments par devīto planētu balstās galvenokārt uz tālu transneptūna objektu orbītu īpašībām un datormodelēšanu. Lai hipotēze kļūtu par zinātnisku faktu, nepieciešami tieši novērojumi — vai nu objekta optiska/infrasarkana reģistrācija, vai nenoliedzami gravitatīvi signāli, kas neatstāj vietu alternatīvām skaidrojumiem. Meklēšana turpinās ar mūsdienīgām aptaujām un nākotnes observatorijām, un atradums dramatiski paplašinātu mūsu izpratni par Saules sistēmas ārējiem robektiem.
Plutons ar pieciem zināmajiem Mēnešiem. Plutons bija planēta no 1930. līdz 2006. gadam. Tā orbīta atrodas tālāk par Neptūna orbītu.
Plutons
1930. gadā Klaids Tombo atklāja Plutonu. Šķita, ka tas apstiprina Lovela hipotēzi. Līdz 2006. gadam Plutonu oficiāli uzskatīja par devīto planētu. Tomēr radās problēma: 1978. gadā tika konstatēts, ka Plutons ir pārāk mazs. Tā gravitācija nespētu ietekmēt gāzes milžus. Šis atklājums aizsāka desmitās planētas meklējumus. Deviņdesmito gadu sākumā kosmosa aparāts Voyager 2 veica jaunus mērījumus. Šie mērījumi parādīja, ka Plutons ir vēl mazāks nekā 1978. gadā veiktajos mērījumos. Saskaņā ar tolaik publicēto zinātnisko pētījumu kļūda varētu izskaidrot Urāna orbītā novērotās neatbilstības. Pēc pētījuma publicēšanas meklējumi lielā mērā tika pārtraukti.
Pēc 1992. gada, kad tika atklāti daudzi mazi ledaini objekti ar līdzīgām vai pat plašākām orbītām nekā Plutonam, sākās debates par to, vai Plutonam joprojām būtu jāpaliek planētai, vai arī tam un tā kaimiņiem, līdzīgi kā asteroīdiem, būtu jāpiešķir atsevišķa klasifikācija. Lai gan vairāki lielākie šīs grupas locekļi sākotnēji tika raksturoti kā planētas, 2006. gadā Starptautiskā Astronomijas savienība pārklasificēja Plutonu un tā lielākos kaimiņus par pundurplanētām, Saules sistēmā atstājot tikai astoņas planētas. Plutons tika uzskatīts par pundurplanētas paraugu.
Planētas X eksistence
Mūsdienās astronomu kopiena ir vienisprātis, ka sākotnēji iecerētā planēta X neeksistē. Vairāki astronomi ir izmantojuši planētas X koncepciju, lai izskaidrotu citas anomālijas, kas novērotas Saules sistēmas ārpusē. Populārajā kultūrā un pat dažu astronomu vidū planēta X ir kļuvusi par apzīmējumu jebkurai neatklātai planētai Saules sistēmas ārējās daļās neatkarīgi no tās saistības ar Lovela hipotēzi. Pamatojoties uz dažādiem pierādījumiem, ir izvirzītas arī citas transneptūniešu planētas.
Nosacījumi planētām līdzīgiem ķermeņiem ārpus Neptūna orbītas
Aiz Neptūna orbītas atrodas struktūra, ko sauc par Kuipera jostu. Tajā atrodas objekti, ko sauc par kentauriem. Aiz Neptūna orbītas ir atklāti arī plutīni. Daudzi no tiem tika atklāti laikā no 1980. līdz 1992. gadam.
2004. gadā plašsaziņas līdzekļos atkal tika runāts par šo tēmu, kad tika atklāta Sedna, kas atrodas divreiz tālāk no Saules nekā Plutons. Sedna nav planēta. 2005. gadā tika paziņots par Erisas atklāšanu. Sākumā to sauca par planētu, bet vēlāk pārklasificēja. Mūsdienās tā ir lielākā no pundurplanētām. Tika atklāti daudzi citi objekti, bet neviens no tiem nav veidots no cietas klints, tie vairāk atgādina asteroīdus un komētas.
No 2013. gada ir iespējams, ka pastāv planēta ārpus Neptūna orbītas. Ja tā pastāv, tai būtu jāatbilst šādiem nosacījumiem:
- Ja planēta ir aptuveni Zemes lieluma, tai būtu jāatrodas pat 100 ĀV attālumā, kas ir aptuveni 2,5 reizes lielāks par Plutona attālumu līdz Saulei.
- Alternatīvi, tās orbītā būtu jābūt ļoti eliptiskai vai arī ļoti daudz ārpus ekliptikas.
Ir izvirzītas dažādas hipotēzes: Hipotētiska zvaigzne, kas atrodas aptuveni 50 000 AU attālumā, tika nosaukta par Nemesis. Nemesis ir vai nu sarkanais punduris, vai brūnais punduris. Sākotnējā rakstā tika apgalvots, ka Nemesis riņķotu ap Sauli aptuveni 95 000 AU. Nemesis pastāvēšana varētu izskaidrot masu izmiršanas notikumus uz Zemes, kas, šķiet, notiek ar 26 miljonu gadu intervālu.
Hipotētiska planēta, kas atrodas Oorta mākonī, ir nosaukta par Tyche. Tyche būtu vismaz tikpat liela kā Jupiters un varētu būt līdz pat desmit reizes lielāka. Sākotnēji tika pieņemts, ka tā atrodas simtiem reižu tālāk par Neptūnu, 30 000 līdz 50 000 AU attālumā.
2013. gadā nevienu no šīm hipotēzēm nevarēja pierādīt.
Saistītās lapas
Meklēt