Planeta numer 9: nowe hipotezy „za” – Robert Leśniakiewicz

Pokazały sie nowe dowody wspierające hipotezę o istnieniu 9. Planety. Czy do listy zawierającej Merkurego, Wenus, Ziemię, Marsa, Jowisza, Saturna, Uranu i Neptuna dodamy jeszcze jedną planetę Układu Słonecznego? Ekstremalnie dalekie obiekty transneptunowe – ETNO[1] prowadzą do Dziewiątej Planety.

Ruchy najodleglejszych ETNO (jak to widać na ilustracji) sugerują, że znajduje sie tam nieznana planeta, przynależąca Układowi Słonecznemu. W wyścigu do odkrycia Dziewiątej Planety w Układzie Słonecznym uczeni z całego świata usiłują wyliczyć jej orbitę badając ślady pozostawione przez małe ciała niebieskie poruszające się poza Neptunem. Obecnie astronomowie z Hiszpanii i Uniwersytetu w Cambridge potwierdzili, że według ich najnowszych obliczeń orbity sześciu ETNO jakie służyły do ogłoszenia światu istnienia Dziewiątej Planety nie są tak stabilne, jak to się wydawało.

Na początku 2016 roku, astronomowie K. Batygin i M. Brown z Caltech, CA, USA ogłosili, że mają dowody na istnienie wielkiej Dziewiątej Planety o masie 10 razy większej od masy Ziemi i należącej do Układu Słonecznego. Poruszając się ona po bardzo wyciągniętej orbicie, ta tajemnicza planeta okrąża Słońce raz na 10.000 – 20.000 lat. W celu udowodnienia tej tezy, Batygin i Brown uruchomili komputerową symulację z danymi wprowadzonymi dla 6 obiektów ETNO, którymi są: 90377 Sedna, 2012 VP113, 2004 VN112, 2007 TG422, 2013 RF98 i 2010 GB174.

Teraz jednakże dwaj bracia Carlos & Raúl de la Fuente Marcos – dwóch hiszpańskich astronomów, wraz z naukowcem Sverre J. Aarsethem z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Cambridge, UK, rozważali kwestię z innej strony: Jak ewoluowałyby orbity tych sześciu ETNO, gdyby Dziewiąta Planeta – jak proponują to K. Batygin i M. Brown – naprawdę istniała? Odpowiedź na to bardzo ważne pytanie została właśnie opublikowana w magazynie MNRAS.[2]

– Z orbity Dziewiątej Planety wskazanej przez astronomów w Caltech’u, nasze wyliczenia wskazują że te sześć ETNO, które oni uważają za Kamień z Rosetty do rozwiązania tej tajemnicy, poruszałyby się one po długich i niestabilnych orbitach – ostrzega Carlos de la Fuente Marcos. – Obiekty te uciekłyby z Układu Słonecznego w czasie mniejszym niż 1,5 mld lat, a w przypadku 2004 VN112, 2007 TG422 i 2013 RF98 opuściłyby one je w czasie krótszym niż 300 mln lat; co jest ważniejsze ich orbity stałyby się realnie niestabilne już w czasie 10 mln lat, co stanowi krótki okres czasu w astronomicznych kryteriach.

Zgodnie z nowymi badaniami, także opartymi na cyfrowych symulacjach ruchu wielu ciał niebieskich, orbita nowej planety zaproponowana przez Batygina i Browna musiałaby być zmodyfikowana jeżeli orbity tych sześciu analizowanych ETNO miałyby być stabilne na długi okres czasu.

Rezultaty tego prowadzą także do nowej kwestii: Czy te ETNO stanowią krótkookresową i niestabilną populację albo czy są one stałe i stabilne? Fakt, że te obiekty stanowią pewną drogę ewolucji swoich orbit i są także modelowane matematycznie.

– Jeżeli te ETNO są krótkookresowe, to są one stale wyrzucane i muszą mieć stabilne źródło znajdujące się poza odległością 1000 AU (w Obłoku Oorta) skąd pochodzą – odnotowuje Carlos de la Fuente Marcos. – Ale jeżeli one są stabilne długookresowo, to może być ich wiele na podobnych orbitach, chociaż nie zaobserwowaliśmy ich dotychczas.

 

Obiekty ETNO prowadzą nas do Dziewiątej Planety

 

Orbity tych sześciu ETNO zagadkowo są wyciągnięte w jednym kierunku, która to konfiguracja może być wytłumaczona istnieniem Planety 9 w Naszym Układzie Słonecznym, zgodnie z twierdzeniami astronomów z Caltech.

W każdym przypadku, statystyczne i cyfrowe dowody przedstawione przez autorów w tej i poprzedniej pracy, doprowadzają ich do wniosku, że najbardziej stabilnym scenariuszem jest to, że nie ma tam tylko jednej planety, ale wiele planet za orbitą Plutona w wielokrotnym rezonansie, co doskonale tłumaczy osiągnięte rezultaty. – Tak więc możemy przypuszczać, że w dodatku do Dziewiątej Planety znajduje się tam Dziesiąta Planeta i jeszcze inne – komentuje hiszpański astronom.

 

Międzynarodowe poszukiwania Dziewiątej Planety

 

Badania te sa tylko małą częścią niezliczonych międzynarodowych publikacji dotyczących poszukiwań Planety 9 przy pomocy symulacji komputerowej rozwiązywania problemu wielu ciał i innych technik. Batygin & Brown chcą zaprezentować nowe modele orbity tajemniczej 9. Planety na podstawie najnowszych danych. Po drugiej stronie Atlantyku, we Francji, ekipa prof. Jacquesa Laskara z Obserwatorium Paryskiego usiłuje być pierwszą, która wyliczy pozycję tej hipotetycznej Planety 9 w celu jej zaobserwowania.

Ta sytuacja jest podobna do odkrycia Neptuna, kiedy to francuski matematyk Urbain LeVerrier był pierwszym, który „odkrył” nową planetę tylko przy pomocy obliczeń opartych o pozycję Uranu, a później niemiecki astronom J.G. Galle zaobserwował ją w miejscu przewidzianym przez Francuza.

– Jeżeli Neptun był pierwszą planetą odkrytą tylko przy pomocy pióra i papieru, Planeta 9 może być pierwszą odkrytą tylko na podstawie komputerowych obliczeń i modeli – odnotowuje de la Fuente Marcos, chociaż od wskazuje na to, że rezultaty francuskiej ekipy bazują na odchyleniach danych obserwacyjnych uzyskanych przez sondę Cassini orbitującej wokół Saturna, a spowodowanych przez obecność hipotetycznej planety, ale NASA zaprzeczyła temu sugerując, że są one rezultatem statystycznego błędu w sygnale z sondy.

 

Czy Dziewiąta Planeta jest egzoplanetą?

 

Jednym z najbardziej rewolucyjnych badań w ostatnich miesiącach, wraz z symulacjami komputerowymi i partycypacją francuskich instytucji, prowadzonych przez badacza Alexandra Mustilla z Uniwersytetu w Lund, Szwecja, który podniósł ideę iż Dziewiąta Planeta przyleciała spoza Układu Słonecznego, i jak to się mówi, była kiedyś egzoplanetą.[3]

W świetle jego hipotezy, około 4,5 mld lat temu, młode Słońce „ukradło” tą planetę jakiejś sąsiedniej gwieździe dzięki zbiegowi kilku szczęśliwych okoliczności: bliskości gwiazd w gwiezdnym klasterze, planeta miała odpowiednio szeroką orbitę, itd. … Oczywiście inni uczeni twierdzą, że coś takiego jest niemożliwe.

Dyskusja na ten temat trwa. Jedna rzecz, co do której wszyscy astronomowie są zgodni, jest ważność bliższego przyjrzenia się i śledzenia ruchom tych ETNO w celu bycia w stanie wykonania obliczeń, które doprowadzą do zlokalizowania Dziewiątej Planety nie zapominając, że najlepszym dowodem będzie jej bezpośrednia obserwacja – wyścig, który kilka ekip będzie chciało wygrać. Zob. także – https://phys.org/news/2016-05-theft-planet-solar.html

*

W 2016 roku astronomowie ogłosili istnienie nieznanej planety w naszym układzie planetarnym. Jednakże ta hipoteza została poddana w wątpliwość ze względu na błędy w danych obserwacyjnych, które wykryto. Teraz hiszpańscy astronomowie użyli najnowszej techniki do analizy orbit tzw. ETNO i w końcu oznajmili, że jest tam coś, co je zakłóca – a mianowicie planeta znajdująca się na dystansie 300-400 AU, czyli od 4,5 x 10^10 do 6 x 10^10 km.

Na początku 2016 roku, badacze z Caltech obwieścili, że mają dowód na istnienie tego obiektu zlokalizowanego w odległości 700 AU czyli 1,05 x 10^11 km i o masie 10 x większej od masy Ziemi – czyli wynoszącej 6 x 10^24 ton. Ich obliczenia były motywowane przez badanie orbit ETNO w Pasie Kuipera, które sugerują istnienie Planety 9 w Systemie Słonecznym.

Jednakże uczeni z kanadyjsko-francusko-hawajskiego Projektu OSSOS wykryli błędy w swych własnych obserwacjach orbit tych ETNO, które systematycznie zmierzają w kierunku tego samego regionu nieba i uważają, że inne grupy badawcze, w tym ta z Caltech, może doświadczyć tego samego wrażenia. Zgodnie z tamtymi uczonymi, nie będzie konieczności proponowania istnienia masywnego ciała perturbującego ich ruch w celu wyjaśnienia tych obserwacji.

Jednakże teraz, dwaj astronomowie z Complutense Universidad w Madrycie wprowadzili nową technikę badania tzw. ETNO, znajdujących się na dystansie 150< AU i które nigdy nie przecinają orbity Neptuna. Najpierw te wszystkie wnioski zostały opublikowane w magazynie MNRAS, wskazując na istnienie planety poza Plutonem.

Punkty węzłowe orbity to są punkty, w których orbita danego ciała niebieskiego przecina się z płaszczyzną Układu Słonecznego. Są to dwa punkty, w których interakcja pomiędzy ciałami a resztą planet Układu Słonecznego jest najbardziej możliwa i właśnie dlatego w tych właśnie punktach obiekty ETNO mogą doświadczać drastycznych zmian swych orbit, a nawet kolizji.

 

Tak jak komety wchodzą w interakcję z Jowiszem

 

– Jeżeli nie ma tam czegoś, co zakłócałby ich ruch, to węzły ETNO powinny być nienaruszone i stałe, bo nie ma czegoś dla nich do uniknięcia, ale jeżeli jest tam jeden lub więcej obiektów zakłócających ich ruch, to dwie sytuacje mogą powstać – wyjaśnia Carlos de la Fuente Marcos, jeden z autorów do SINC. – Jedna możliwość jest taka, że ETNO są stabilne, i w tym przypadku, węzły będą miały tendencję trzymania się z daleka od orbity możliwego ciała perturbującego. Ale jeżeli one są niestabilne, to one będą jak komety w interakcji grawitacyjnej z Jowiszem, z tendencją do zbliżenia się jednego z węzłów do orbity możliwego ciała perturbującego.

Używając obliczeń i banku danych, hiszpańscy astronomowie odkryli, że węzły 28 analizowanych ETNO (i 24 ekstremalnych Centaurów[4], których średnie odległości od Słońca wynoszą <150 AU) znajdujących się w dużej odległości od Słońca, poza tym znaleźli oni korelację, w której nie ma miejsca miedzy położeniami węzłów a nachyleniem orbit, jednym z parametrów, który definiuje orientację tych lodowych obiektów w kosmosie.

– Zakładając, że ETNO są w swej dynamice podobne do komet, które wchodzą w interakcję z Jowiszem, interpretowaliśmy te rezultaty jako sygnały istnienia planety, która aktywnie wpływa na ich orbity na dystansie rzędu od 300 do 400 AU – mówi de la Fuente Marcos. – Wierzymy, że to co widzieliśmy nie może być przypisane błędom obserwacyjnym.

Do tej pory badania, które zostały wywołane możliwością istnienia Dziewiątej Planety, przy użyciu danych dostępnych dla tych ETNO, argumentując iż były i są systematyczne błędy dotyczące orientacji ich orbit (opisanych przez trzy kąty) ze względu na sposób obserwacji. Niemniej jednak, odległość od węzłów zależy głównie od wielkości i kształtu orbity, parametrów, które są względnie wolne od obserwacyjnych błędów.

– Jest to pierwszy raz, kiedy użyto punktów węzłowych w celu spróbowania zrozumienia dynamiki ruchów ETNO – mówi de la Fuente Marcos dodając, że odkrycie więcej ETNO (w tym momencie znano ich tylko 28) pozwoli na potwierdzenie scenariusza i co za tym idzie, wymusi znalezienie orbity nieznanej planety poprzez analizy położenia węzłów.

Autorzy odnotowują, że ich badania popierają istnienie planetarnego obiektu położonego w odległości z hipotezy o 9. Planecie Mike’a Browna i Konstantina Batygina z Caltech’u, a także początkowo zaproponowana w 2014 roku przez Scotta Shepharda z Instytutu Carnegiego i Chadwicka Trujillo z Uniwersytetu Pn. Arizony; co także koresponduje z jego wcześniejszymi badaniami, które sugerują to, że jest więcej niż jedna nieznana planeta w Układzie Słonecznym.

 

Czy istnieje także Dziesiąta Planeta?

 

De la Fuente Marcos wyjaśnia, że hipotetyczna 9. Planeta zasugerowana w jego studium nie ma niczego do czynienia z inną możliwą planetą czy planetoidą znajdującą się o wiele bliżej od nas i wskazywana przez inne wcześniejsze odkrycia. Również wykorzystanie danych orbit ETNO z Pasa Kuipera, astronomki Kathryn Volk i Renu Malhotra z Uniwersytetu  Arizona odkryły, że płaszczyzna, na której obiekty te poruszają się wokół Słońca są lekko zwichrowane – fakt, który może być wyjaśniony, tym że istnieje jakiś zakłócający ich bieg obiekt o wielkości Marsa, w odległości 60 AU czyli 9 x 10^9 km od Słońca.

– Według aktualnej definicji planety, ten inny obiekt może nie być prawdziwą planetą, nawet jeżeli jest on rozmiarów Ziemi, bo może być otoczony przez duże asteroidy albo planety karłowate – wyjaśnia hiszpański astronom – w każdym razie jesteśmy przekonani, że prace Volka i Malhotry mają solidne umocowanie w dowodach na istnienie masywnego ciała niebieskiego poza Pasem Kuipera – i tzw. Kuiper Cliff – najdalszym punktem Pasa Transneptunowego, w odległości 50 AU od Słońca, i mamy nadzieję, że wkrótce przedstawimy nową pracę popierającą jej istnienie.

 

Moje 3 grosze

 

Kwestia istnienia 9. i 10. Planety jest dla mnie o tyle ciekawa, że byłyby to dwa doskonałe przyczółki do ekspansji Ludzkości w Kosmos. I co ciekawe – jeszcze w XX wieku pisał o nich w swych mrocznych opowiadaniach grozy H.P. Lovecraft, który nadał im nawet nazwy: Yuggoth i Shaggai. Wprawdzie Yuggothem był Pluton, ale że ten ostatni przestał być pełnoprawną planetą, więc nazwa może być przeniesiona na Planetę 9.

Czy na tych planetach mogą istnieć jakieś formy życia? Białkowego na pewno nie. Jeżeli już, to jakieś kriobakterie ekstremofile, albo istoty, które – podobnie jak na dnie ziemskiego Wszechoceanu u wylotów kominów hydrotermalnych – czerpią energię nie ze światła słonecznego, ale z przemian chemicznych. Tak czy inaczej, odkrycie tych dwóch planet byłoby tryumfem astronomii obliczeniowej porównywalnym z odkryciem planet poza orbitą Saturna.


Więcej informacji zob.: C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos –  “Evidence for a possible bimodal distribution of the nodal distances of the extreme trans-Neptunian objects: avoiding a trans-Plutonian planet or just plain bias?”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Listy, lipiec 2017. DOI: 10.1093/mnrasl/slx106, Preprint http://adsabs.harvard.edu/abs/2017arXiv170606981D

Źródła: José Antonio Peñas (SINC) i NASA – https://phys.org/news/2016-06-extreme-trans-neptunian-planet.html#nRlv & https://phys.org/news/2017-07-evidence-planet-hypothesis.html

Opracowanie – ©R.K.F. Leśniakiewicz

[1] Extremly TransNeptunian Object.

[2] Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

[3] Albo tzw. planetą wędrowną, która została wychwycona przez grawitację słoneczną i „zakotwiczona” na wydłużonej orbicie – zob. także – http://wszechocean.blogspot.com/2016/09/planety-wedrowne-loty-galaktyczne.html

[4] Rodzaj ciał niebieskich obiegających Słońce pomiędzy orbitami Jowisza i Neptuna a nawet dalej, stanowiących stadium pośrednie pomiędzy planetoidami a kometami. Niektóre z Centaurów mają nawet słabą komę.