Robert Leśniakiewicz przedstawia… Dziewiąta Planeta, Phattie, Planeta X…

Dziewiąta Planeta, Planeta X lub Phattie to tymczasowa nazwa nadana hipotetycznej, wielkiej planecie lodowej, która może istnieć w zewnętrznym Układzie Słonecznym, głównie w oparciu o badania opublikowane 20 stycznia 2016 r. w „Astronomical Journal” przez astronomów Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech) Michael E. Brown i Konstantin Batygin.

Istnienie tej planety można wywnioskować na podstawie zachowania grupy obiektów transneptunowych – TNO. Według doniesień prasowych ze stycznia 2016 r. astronom Michael Brown określił prawdopodobieństwo istnienia 9-tej Planety na 90%. Może to być piąta gigantyczna gazowa planeta, która została wyrzucona z wewnętrznego Układu Słonecznego zgodnie z modelem Nicei. Istnienie Planety X wytłumaczyłoby osobliwe orbity dwóch grup obiektów w paśmie Kuipera.

Postawiono hipotezę, że Planeta nr Dziewięć podąża bardzo wydłużoną, eliptyczną orbitą wokół Słońca, z okresem orbitalnym od 10.000 do 20.000 lat ziemskich. Orbita planety miałaby w półosi co najmniej 700 AU (1,05 x 10^11 km), około dwudziestokrotnie większą niż odległość Neptuna od Słońca, chociaż mogłaby zbliżyć się do 200 AU (3 x 10^10 km), a jej oszacowane nachylenie wynosiłoby około 30° (± 10) na płaszczyźnie ekliptyki. Wysoka ekscentryczność orbity Dziewiątej Planety mogła umieścić ją w odległości do około 1200 AU (1,8 x 10^11 km) w swoim aphelium.

Aphelium to punkt orbity położony najdalej od Słońca i znajduje się on na pograniczu konstelacji Oriona (Ori) i Byka (Tau), zaś peryhelium czyli punkt najbliższy Słońcu znajduje się mniej więcej na pograniczu konstelacji Głowy Węża (Ser1), Węża Wodnego (Oph) i Wagi (Lib). […]

Towarzyszące tej zamarzniętej gigantycznej planecie, zgodnie z modelami komputerowymi użytymi do tego badania, powinny istnieć przynajmniej zespół pięciu obiektów zajmujących prostopadłe orbity do płaszczyzny Układu Słonecznego. Gdyby znajdowała się ona obecnie w najdalszej części Słońca na swojej orbicie, to potrzebne byłyby największe teleskopy na świecie, takie jak np. teleskop Subaru na Hawajach.

Szacuje się, że planeta ma dziesięciokrotną masę i od dwóch do czterech razy większą od średnicy Ziemi. Badanie w podczerwieni w szerokopasmowym eksploratorze podczerwieni (WISE) w 2009 r. nie wyklucza takiego obiektu, ponieważ jego wyniki pozwalają istnienie obiektu wielkości Neptuna powyżej 700 AU. Podobne badania przeprowadzone w 2014 r. koncentrowały się na możliwych ciałach o większej masie w zewnętrznym Układzie Słonecznym i odrzuconych obiektach z masy Jowisza poza 26.000 AU (3,9 x 10^12 km). Brown szacuje, że masa Planety Dziewiątej jest większa niż masa potrzebna do oczyszczenia jej orbity od ponad 4.6 mld lat, i dlatego spełnia ona definicję planety.

 

Pierwsze szacunki

 

Odkrycie Sedny i jej osobliwej orbity w 2004 r. doprowadziło uczonych do wniosku, że jakiś czas temu coś znajdującego się poza ośmioma znanymi planetami zakłóciło ruch Sedny z dala od pasa Kuipera. Mogła to być inna planeta, mogła to być gwiazda, która zbliżyła się do Słońca lub mogłaby to być grupa gwiazd, gdyby Słońce utworzyło się w skupisku.

Po analizie orbit grupy TNO o wysoce wydłużonych orbitach, Rodney Gomes, z Brazylijskiego Narodowego Obserwatorium Astronomicznego, stworzył kilka modeli, które wykazały istnienie planety jeszcze nie wykrytej, nieznanych rozmiarów i nieokreślonej orbity, która może być zbyt daleko, aby wpłynąć na ruchy Ziemi i innych planet wewnętrznych, ale nadal wystarczająco blisko dysku rozproszonych obiektów, aby wprowadzić je w ich wydłużone orbity.

Ogłoszenie odkrycia obiektu 2012 VP113 w marcu 2014 roku, które powiązało kilka rzadkich obiektów orbitalnych z Sedną i innymi ekstremalnymi obiektami TNO, dodatkowo zwiększyło możliwość istnienia niewykrytej Superziemi znajdującej się na dużej zewnętrznej orbicie.

 

Sprawa istnienia nowej planety

Trujillo i Shepherd przeanalizowali orbity obiektów transneptunicznych (TNO) z perihelium większym niż 30 AU i osią półśrodkową większą niż 150 AU, i odkryli, że mają zbiór cech orbitalnych, szczególnie w kontekście argumentu o peryhelium, który opisuje orientację orbit eliptycznych w ich płaszczyznach orbitalnych. Zaproponowali oni  „pojedyncze ciało o masie 2-15 mas Ziemi na kołowej orbicie o niskim nachyleniu, pomiędzy 200 a 300 AU”, aby wyjaśnić te anomalie. Nie był to jedyny sposób na stworzenie zgrupowania orientacji orbitalnych.

Brown i Batygin przeanalizowali następnie sześć ekstremalnych obiektów transneptonan w stabilnej konfiguracji orbit głównie poza Pas Kuipera (mianowicie Sedna, 2012 VP113, 2007 TG422, 2004 VN112, 2013 RF98 i 2010 GB174). Bardziej szczegółowa analiza danych pokazała, że te sześć obiektów posiada eliptyczne orbity, które są ustawione w przybliżeniu w tym samym kierunku w przestrzeni kosmicznej i są w przybliżeniu w tej samej płaszczyźnie. Stwierdzili, że zdarzyłoby się to przypadkowo z prawdopodobieństwem tylko 0,007%. Są to jedyne niewielkie planetki, o których wiadomo, że mają peryhelium większe niż 30 AU i oś podłużną większą niż 250 AU, do stycznia 2016 r.

 

Hipoteza Trujillo i Shepparda (2014)

 

Pierwszy argument na istnienie planety poza Neptunem został opublikowany w 2014 roku przez astronomów Chad Trujillo i Scott Sheppard, którzy sugerowali, że podobne orbity TNO takich skrajnych jak sednoidy[1] może być spowodowane przez planety odległych o wiele jednostek astronomicznych, w tym układzie orbit o nachyleniu 0° lub 180° tak, że ich orbity krzyżują się z płaszczyzną orbity planety w pobliżu peryhelium i aphelium, w najdalszych punktach orbity planety. Trujillo i Sheppard analizowano orbity dwanaście TNO o peryheliach powyżej 30 AU i wielkiej półosi większa niż 150 AU i stwierdzono zbiór właściwości orbitalnych, a zwłaszcza ich peryhelia (wskazujący orientację eliptycznych orbitach wewnątrz swoich orbitach) zaburzenia czterech znanych planet układu słonecznego (Jowisz, Saturn, Uran i Neptun) powinien lewo od peryhelium z dwunastu TNO, jak w pozostałej części regionu trans-neptunowego, chyba że coś jest nie do utrzymania ich w późniejszym okresie ogłaszając odkrycie kilku bardziej odległych obiektów Trujillo i Sheppard zaobserwowli korelację między długością peryhelium i argument peryhelium tych obiektów. Grupy o nachyleniu 0-120° perihelium ma argumenty peryhelium pomiędzy 280-360°, a te o długości 180-340° perihelium mają argumenty peryhelium 0-40°. Stwierdzili statystyczną trafność tej zależności na 99,99%.

Symulowali oni numerycznie pojedyncze ciało o masie 2-15 mas ziemskich na kolistej orbicie o małym nachyleniu orbity do ekliptyki i w odległości od Słońca od 200 AU do 300 AU, a także dodatkowe symulacje z dużym obiektem typu Neptuna na dużym nachyleniu orbity w odległości 1500 AU, aby pokazać podstawową ideę, w jaki sposób jedna duża planeta może prowadzić mniejsze odległe obiekty TNO o podobnych typach orbit. Był to podstawowy test symulacji koncepcji, który nie uzyskał unikalnej orbity dla planety, ponieważ wskazują one, że istnieje wiele możliwych konfiguracji orbitalnych, które może posiadać taka planeta. Dlatego nie sformułowali modelu, który z powodzeniem włączył całą grupę ekstremalnych obiektów z orbitą dla planety. Ale oni pierwsi zauważyli, że na orbitach bardzo odległych obiektów znajdowało się ugrupowanie i że najbardziej prawdopodobnym powodem była odległa planeta o nieznanej masie. Jego praca jest bardzo podobna do tego, jak Alexis Bouvard zauważył, że ruch Urana był osobliwy i sugerował, że prawdopodobnie były to siły grawitacyjne nieznanej ósmej planety, która doprowadziła do odkrycia Neptuna.

 

Hipoteza De la Fuente Marcosów (2014)

 

W czerwcu 2014 roku, obserwacje Raula i Carlosa de la Fuente Marcosów obejmowały trzynaście niewiekich planet i zauważyli oni, że wszystkie ich argumenty peryhelium są pobliżu 0°0. W innej analizie, Carlos i Raul de la Fuente Marcos z Sverre J. Aarsetha potwierdzili, że jedynym znanym sposobem jest to, że zaobserwowane wyrównanie argumentów peryhelium można wyjaśnić niewykrytą planetą. Również teorię, że zbiór obiektów (ETNO) pozostały pogrupowane przez mechanizm podobny do tego, jak między kometą 96P/Machholz i Jowiszem. Spekulowano, że Planeta X ma masę pomiędzy Marsem a Saturnem i orbituje w odległości około 200 AU od Słońca. Sugerują oni, że ta planeta jest w rezonansie z ogromną planetą położoną około 250 AU od Słońca, jak przewidywano to w pracach Trujillo i Shepparda. Nie wykluczył, że planeta może być położona i może być bardziej masywna, niż się to szacuje teraz.

 

Hipoteza Batygina i Browna (2016)

 

Konstantin Batygin i Michael E. Brown z Caltech próbowali obalić mechanizm zaproponowany przez Trujillo i Shepparda. Wykazali oni, że pierwotne sformułowanie Trujillo i Shepparda, które zidentyfikowało grupowanie argumentów o peryhelium w 344°, było głównie pod wpływem rezonansów środkowego ruchu Neptuna dla wielu obiektów w ich zestawie analitycznym oraz, że po odfiltrowaniu argument peryhelium dla pozostałych obiektów, na które Neptun nie wpłynął, wynosił 318° ± 8°. Nie zgadzało się to z tym, w jaki sposób mechanizm Kozai wyrównał te orbity. Jednakże Batygin i Brown odkryli, że cztery pozostałe wyróżniające się obiekty, na które Neptun nie miał wpływu, były w przybliżeniu skojarzone z Sedną, Sednoidami i  2012 VP113, a także zgrupowane wokół argumentu peryhelium z nimi i stwierdziły, że było tylko 0,007% prawdopodobieństwa by to było spowodowane przypadkiem.

Batygin i Brown przeanalizowali sześć ekstremalnych obiektów trans-neptunowych (ETNO) w stabilnej konfiguracji orbit głównie poza Pas Kuipera (tj. Sedna, 2012 VP113, 2007 TG422, 2004 VN112, 2013 RF98, 2010 GB174). Bliższe spojrzenie na dane wykazało, że te sześć obiektów ma orbity, które nie są zgrupowane w swoich argumentach peryhelium, ale że są one z grubsza wyrównane w tym samym kierunku w przestrzeni fizycznej i są w przybliżeniu na tym samym poziomie. Odkryli, że to miałoby to miejsce tylko przypadkiem z prawdopodobieństwem 0,007%.

Te sześć obiektów zostało odkrytych w sześciu różnych poszukiwaniach przy pomocy sześciu różnych teleskopów. To spowodowało, że mniej prawdopodobne było skumulowanie się błędu obserwacyjnego, takiego jak wskazanie teleskopu w określonej części nieba. I znowu, będąc sześcioma najdalszymi obiektami, mieli oni na myśli, że mniej prawdopodobne jest, że zostaną zakłócone grawitacyjnie przez Neptuna, który krąży w odległości 30 AU od Słońca. Generalnie, TNO z peryheliami mniejszymi niż 36 AU doświadczają silnych perturbacji z strony Neptuna.

Sześć z nich jest jedynymi mniejszymi planetami, o których wiadomo, że mają peryhelia większe niż 30 AU i półosią większą niż 250 AU, od stycznia 2016 r. Sześć obiektów jest stosunkowo niewielkich, ale obecnie są stosunkowo jasne, ponieważ są bliskie ich najbliższej odległość od Słońca na eliptycznych orbitach.

Symulacja numeryczna była w stanie wyjaśnić zarówno elementy peryhelium jak i zbieżność płaszczyzn orbitalnych ze średnimi rezonansami ruchu spowodowanymi przez hipotetyczny masywny obiekt o wartości 10 mas Ziemi na wysoce ekscentrycznej i umiarkowanie nachylonej orbicie. Model wygenerował rój obiektów o wysokim nachyleniu, które jak spekulowali, w wyniku kombinacji efektu ruchu średniego z efektem Kozai w stosunku do hipotetycznej planety, i które później znaleźli w bazach danych drobnych obiektów w Układzie Słonecznym. Jego pochodzenie nie mogło być wcześniej zadowalająco wyjaśnione. […]

W ramach hipotezy Dziewiątej Planety i w zależności od rzeczywistych wartości parametrów orbitalnych przypuszczalnego perturbera, ETNO mogą być pierwotną lub przejściową populacją. Orbita 2013 RF98 na jest podobna do tej z (474640) 2004 VN112. Widoczne widma (474640) 2004 VN112 i 2013 RF98 są podobne, ale bardzo różne od widma 90377 Sedny. Wartość jego nachylenia spektralnego sugeruje, że powierzchnie RF98 mogą mieć czyste lody metanowe (jak w przypadku Plutona) i wysoko przetworzony węgiel, w tym niektóre bezpostaciowe krzemiany. Jego widmo spektralne jest podobne do widma 2004 VN112.

 

Wnioski

 

Batygin ostrożnie interpretował wyniki, mówiąc: Dopóki Dziewiąta Planeta nie zostanie uchwycona przez aparat fotograficzny, to nie liczy się jako prawdziwa. Wszystko, co mamy teraz, to jej echo.

Brown określił szanse na istnienie Planety X na poziomie około 90% . Greg Laughlin, jeden z niewielu badaczy, którzy z góry wiedzieli o tym artykule, szacuje się na 68,3%. Inni sceptyczni naukowcy żądają więcej danych dotyczących dodatkowych KBO do analizy lub ostatecznego dowodu poprzez fotograficzne potwierdzenie. Brown, choć przyznaje rację sceptykom, wciąż uważa, że jest wystarczająco dużo danych, aby przeprowadzić poważne poszukiwanie nowej planety i zapewnia wszystkich, że nie będzie to daremne poszukiwanie.

Brown jest wspierany przez Jima Greena, dyrektora Departamentu Nauk Planetarnych NASA, który powiedział, że dowody są teraz bardziej przejrzyste niż kiedykolwiek wcześniej.

Tom Levenson doszedł do wniosku, że na razie Dzięwiąta Planeta wydaje się być jedynym satysfakcjonującym wyjaśnieniem wszystkiego, co jest obecnie znane z zewnętrznych regionów Układu Słonecznego. […]

 

Moje 3 grosze

 

Od razu przepraszam za kulawy przekład, ale chciałem jak najszybciej przekazać te informacje szerszemu ogółowi. Istnienie Dziewiątej Planety, dla której proponuję nazwę Shaggai – na cześć Howarda Phillipsa Lovecrafta, NB, który nazwał Plutona mianem Yuggoth – wydaje się być wysoce prawdopodobne. Cały problem polega jednak na tym, że mimo swego ogromu jest ona niewidoczna. Po prostu jej odległość od centrum Układu Słonecznego powoduje, że dostaje ona za mało światła, które mogłaby odbić. I to jest problem.

Pewną nadzieją jest podczerwień, bo Shaggai mogłaby emitować ciepło i promieniowanie radiowe tak jak Jowisz i inne gazowe olbrzymy. Niestety – jak dotąd nie wychwycono żadnego silnego pozaukładowego źródła radiowego czy podczerwonego w Pasie Kuipera i Obłoku Oorta, które by odpowiadało parametrom Dzięwiątej Planety.


Źródło – Wikipedia – https://es.wikipedia.org/wiki/Planeta_Nueve

Przekład z hiszpańskiego – ©R.K.F. Leśniakiewicz

[1] Obiekty podobne do Sedny.