Почему «новую планету» Солнечной системы трудно обнаружить
Солнечная система, по современным представлениям, выглядит совсем не так, как любят представлять составители детских книжек.
О ее внешних областях известно совсем немного. Если принять за границу внутренних областей Солнца орбиту Нептуна, то следом за ней следует пояс Койпера, который условно простирается на 30-60 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, в нем находятся две крупные карликовые планеты – Плутон и Эрида, а также ряд объектов поменьше (Макемаке, Квавар, Орк, Хаумеа, 2007 OR 10). Плутон до 2006 года считался полноценной планетой, но после открытия других подобных объектов был признан планетой карликовой.
За поясом Койпера следует «Рассеянный диск». Его классифицируют довольно условно, однако в нем есть довольно интересные объекты, среди которых Седна – карликовая планета с очень вытянутой орбитой, с перигелием в 76 а.е. и афелием в 1006 а.е. (150 млрд. километров). Ее открытию способствовало то, что волею судьбы она находилась близ перигелия в 2003 году. Еще одним объектом с вытянутой орбитой является карликовая планета 2012 VP 113.
Анализируя несколько других объектов с похожими орбитами, два американских астронома – Константин Батыгин и Майкл Браун (Mike Brown) из университета Caltech в Пасадене, сделали вывод, что Седна и похожие на нее небесные тела имеют в орбитах много общего. И, кроме того, они обнаружены по одну сторону от Солнца.
Причина этого, возможно, кроется в неизвестной крупной планете. Эта планета могла быть выброшена из внутренних областей во время формирования Солнечной системы. Она находится весьма далеко, и имеет орбитальный резонанс с «седноидами» - классом объектов, прототипом которых является Седна. Вероятно, расстояние до неизвестной крупной планеты может составлять в афелии порядка 1000 а.е., что даже с учетом размеров делает ее почти абсолютно невидимой с Земли.
Поиски ее могут облегчиться, когда планета перейдет в перигелий, но произойдет это приблизительно через 7-8 тысяч лет, так как период обращения планеты равен примерно 15 тысячам лет. Планета не приближается ближе 200-300 а.е. к Солнцу, однако орбиты Седны, 2012 VP 113 и других «седноидов» свидетельствуют о том, что гипотетическая планета в афелии, так как Седна близ перигелия. Все это объясняет, почему при наличии хороших телескопах столь крупный объект не был обнаружен.
Если планета «икс» существует (в западной прессе ее называют «Planet Nine»), то масса ее ближе к массам ледяных планет типа Урана и Нептуна, и примерно в 10 раз выше земной массы. Диаметр планеты составляет приблизительно 2-4 земных диаметра.
Обнаружить неизвестную планету из-за расстояния в сотни астрономических единиц – задача очень сложная. Из-за большого расстояния до Солнца она практически полностью темная. На расстоянии в 1000 а.е. блеск Солнца тусклее, чем блеск полной Луны (блеск Солнца равен блеску полной Луны на расстоянии 631 а.е.), а свету нужно проделать и обратный маршрут.
Но ученые не теряют оптимизма: ведь в настоящее время без особого труда открывают и экзопланеты, которые вращаются вокруг других звезд, до которых десятки и даже сотни световых лет. Однако вопрос в том, в каком участке неба искать крошечный объект – новую планету.
Поэтому подтверждение (или опровержение) существования новой планеты возможно только с помощью длительного (порядка 5 лет) наблюдение участков неба. Кроме того, нередко оказывается, что при исследовании участков неба объект уже фиксировался, но не был неотличим от звезд (это наиболее сложная задача, а если снимок одномоментный, отличить планету от крайне далекой звезды – задача невыполнимая).
Планеты медленно перемещаются на фоне звезд, поскольку вращаются вокруг Солнца. Однако период обращения планеты настолько мал, что понадобится длительное время наблюдения с помощью лучших телескопов (например, Subaru или же «Хаббл»).
Но не исключено, что все же современной мощности земных телескопов не хватит для поиска столь удаленного объекта, однако многие астрономы утверждают, что это не так. Видимый блеск планеты при ее размерах все же должен составить 24-25 m. Для сравнения: Хаббл способен отыскивать объекты, имеющие блеск, равный 30 m – они тусклее в 120 раз (шкала логарифмическая).
Площадь поиска планеты – это большее препятствие, однако тоже требует лишь времени, впрочем, возможно, довольно значительного. Но следует сказать, что Нептун и Плутон также были обнаружены по причине оказываемого ими гравитационного влияния.
Опубликовано 07.02.2016