Bulan ini, bukti baru dikemukakan untuk kewujudan benda langit yang diramalkan pada tahun 2016 oleh Konstantin Batygin dan Michael Brown. "Attic" secara ringkas menceritakan mengenai berita terkini perlumbaan ahli astronomi untuk hak untuk menuliskan nama mereka dalam sejarah abad-abad mengenai inventori sistem planet kita.
"Terdapat lapan planet dalam sistem suria" - pernyataan ini mungkin tidak benar dalam beberapa tahun lagi. Ahli astronomi memperoleh bukti yang semakin banyak untuk kewujudan planet kesembilan yang jauh di luar orbit Neptunus.
Hipotesis kewujudan planet lain dalam sistem suria telah berulang kali dikemukakan sejak penemuan Uranus pada tahun 1781. Pada tahun 1846, Neptunus ditemui, dan pada tahun 1930 kehadiran Pluto (dalam status planet hingga tahun 2006, sekarang planet kerdil) telah disahkan, dan kedua-dua kali para saintis mengenal pasti benda langit dengan pengaruhnya pada orbit planet-planet yang sudah diketahui. Sepanjang masa berikutnya, pencarian pelbagai jenis anomali dalam pergerakan planet dan asteroid dilakukan dengan cukup aktif, tetapi pada akhir abad ke-20, minat terhadap "X-planet" mereda.
Pada tahun 1990-an, model sistem suria dilengkapi dengan tali pinggang Kuiper, ditambah dengan cakera yang tersebar di luar orbit Neptunus. Planet terestrial, tali pinggang asteroid, raksasa gas, tali pinggang Kuiper dan, mungkin, awan Oort yang lebih luas dan lemah - dalam model ini, seperti yang banyak orang mula percaya, tidak ada tempat untuk planet lain.
Tutup dan tidak kelihatan
Pada tahun 2016, ahli astronomi Amerika Konstantin Batygin dan Michael Brown mengemukakan hipotesis bahawa ada satu lagi planet kesembilan di belakang tali pinggang Kuiper. Hipotesis mereka berdasarkan analisis beberapa orbit objek yang sangat jauh di tali pinggang Kuiper, seperti Sedna, misalnya, yang atas sebab tertentu bergerak melintasi langit dalam satah yang sama dan dalam satu arah. Setelah berbulan-bulan memodelkan dan memeriksa data dengan yang sebenarnya, ahli astronomi sampai pada kesimpulan yang mengejutkan walaupun untuk diri mereka sendiri: jauh di luar Neptunus ada satu lagi benda langit dengan jisim sekitar sepuluh Bumi dan tidak mendekati Matahari lebih dekat daripada 280 unit astronomi. Dan inilah yang meregangkan dan meluruskan orbit badan tali pinggang Kuiper yang "pelik" ini.
Rajah menunjukkan orbit Planet Sembilan (oren) dan orbit beberapa objek trans-Neptunian (merah jambu) yang diketahui. Ilustrasi: MagentaGreen / Wikimedia.
Video promosi:
Dalam artikel mereka, Batygin dan Brown menyatakan bahawa mencari planet kesembilan bukanlah tugas yang paling mudah. Oleh kerana jarak yang jauh ke objek hipotetis ini, ia harus sangat redup sehingga dapat dilihat melalui teleskop hanya dengan diameter cermin beberapa meter - ini sesuai dengan tingkat sebuah balai cerap yang layak, yang, sebagai peraturan, dimuat dengan tugas-tugas lain. Pencarian planet gergasi di pinggir sistem suria ternyata secara teknikalnya lebih sukar daripada mengesan planet luar puluhan tahun cahaya dari Bumi, tetapi selain pemerhatian langsung, para saintis juga mempunyai kaedah tidak langsung.
Salah satunya ialah pencarian objek trans-Neptunian baru dan perbandingan orbitnya dengan ramalan model Batygin-Brown. Ahli astronomi berpendapat bahawa pengaruh graviti planet kesembilan tidak hanya menghantar beberapa badan tali pinggang Kuiper dalam perjalanan panjang mengelilingi Matahari, tetapi juga menyebabkan kecenderungan orbit yang besar dari sejumlah objek lain. Kadang-kadang sehingga mereka mula berpusing tegak lurus dengan ekliptik planet-planet lain dari sistem kita.
Sebagai contoh, objek BP519 2015, alias "Cashew", yang dijelaskan dalam artikel yang baru diterbitkan oleh kumpulan astronomi antarabangsa, hanya sesuai dengan model Batygin-Brown. Ia mempunyai kecenderungan orbit yang sangat tinggi, yang, bagaimanapun, belum memungkinkan kita dengan yakin mengatakan bahawa planet kesembilan itu benar-benar wujud. Penulis penemuan ini menulis dengan teliti mengenai "menambahkan bukti tidak langsung yang memihak kepada planet baru", dan Batygin dan Brown tidak lama sebelum itu menunjukkan sejumlah penyempurnaan kepada hipotesis yang dinyatakan sebelumnya: pemodelan baru pelbagai senario untuk evolusi tali pinggang Kuiper menunjukkan bahawa pengaruh planet kesembilan membawa kepada kemunculan banyak objek trans-Neptunian dengan orbit yang sangat memanjang - dan ini sesuai dengan pemerhatian.
Satu lagi rajah orbit planet kesembilan (lingkaran hijau berlabel P9) dan banyak orbit objek trans-Neptunian yang sangat memanjang. Bulatan biru yang memanjang - Orbit mete. Setiap petak di latar belakang - 100 unit astronomi. Imej: Tomruen / wikimedia commons.
Menurut Konstantin Batygin, "objek yang baru ditemui, BP519 2015, adalah tepat di mana model teori planet kesembilan meramalkannya." Dalam komentar kepada Attic, dia menyatakan bahawa "ini adalah pengesahan hebat dari gambar yang kami harapkan dapat dilihat berdasarkan pemodelan numerik," namun, masih terlalu awal untuk berbicara tentang penemuan terakhir planet baru. Senarai bukti keberadaannya berkembang secara harfiah di depan mata kita, tetapi hanya beberapa gambar dengan objek bergerak yang ditandai di atasnya yang akan menghentikan masalah ini. Batygin dan Brown telah memperoleh waktu pengamatan dengan teleskop darat besar Subaru, yang, menurut Batygin, adalah salah satu instrumen terbaik untuk mencari planet kesembilan. Di samping itu, percubaan sedang dilakukan untuk menggunakan gambar dari teleskop ruang angkasa WISE,dan sejak tahun 2017, projek Backyard Worlds: Planet 9 telah berjalan, di mana semua orang boleh mencuba mencari benda langit ini dalam gambar, jadi mungkin tidak lama menunggu.
Jadi apa?
Ketiadaan relatif pelanggaran berterusan Bumi dengan asteroid selama berbilion tahun yang lalu dapat dikaitkan dengan raksasa gas. Mereka, memasuki orbit mereka sekarang, "membersihkan" sektor sistem planet kita dari pelbagai puing-puing kecil (mengikut kriteria astronomi). Tetapi jika Musytari atau bahkan Neptunus benar-benar mempengaruhi Bumi sekurang-kurangnya dengan menyingkirkan malapetaka planet biasa, maka bagaimana dengan tubuh yang sepuluh kali lebih jauh?
Ahli astronomi Rusia Vladimir Surdin dalam ulasannya kepada Attic menyatakan bahawa penemuan setiap planet baru mempengaruhi pemahaman kita tentang nasib sistem suria, yang masih samar-samar hingga hari ini. "Sebenarnya, penyelidikan baru bermula," kata saintis itu dan menambahkan bahawa "di pinggiran sistem suria, dalam kegelapan, Tuhan tahu apa." Badan-badan yang mengisi katalog para astronom dengan ratusan ditemui pada jarak yang agak kecil dari Matahari, tetapi bahkan sebuah planet raksasa di belakang tali pinggang Kuiper memiliki setiap peluang untuk bersembunyi dari pemerhati untuk waktu yang sangat lama dan melepaskan dirinya hanya dengan kesan gravitasi tidak langsung.
Skim: Anatoly Lapushko / Chrdk.
Secara lahiriah, planet kesembilan, jika ada, harus serupa dengan dua raksasa gas yang paling jauh dari Matahari. "Planet dengan massa super-Bumi akan serupa dengan Uranus dan Neptunus, tetapi lebih dingin," kata Surdin. Kedua-dua cakerawala ini kadang-kadang disebut "raksasa ais" kerana adanya teras inti berbatu tanpa lapisan hidrogen logam yang diharapkan dari Musytari dan Saturnus. Namun, hanya satu kapal angkasa, Voyager 2, yang mengunjungi Uranus dan Neptunus dalam seluruh sejarah umat manusia, oleh itu para saintis mempunyai data pemerhatian yang lebih sedikit daripada yang mereka mahukan.
Planet kesembilan, bahkan di perihelion, secara praktikal tidak akan dapat diakses untuk penyelidikan penyelidikan dengan mesin roket. Pelancong menjauh dari Matahari pada 117 dan 140 AU. - walaupun dilancarkan pada tahun 1977. Terbang hingga ke titik 200 AU. ia akan mengambil masa sekurang-kurangnya setengah abad dari bintang kita, dan mengurangkan tempoh ini kepada beberapa had yang munasabah tentu memerlukan teknologi baru yang asasnya seperti layar solar. Bahkan menggabungkan reaktor nuklear dengan mesin ion dalam konfigurasi yang mengingatkan kemudahan nuklear kelas megawatt Rusia tidak akan memungkinkan untuk mencapai sasaran dalam masa kurang dari satu dekad. Dan ketika planet ini berada dalam tahap, masa ini meningkat dengan ketara.
Gambar Uranus dan Neptune, NASA. Seperti yang anda lihat, raksasa ais kelihatan sangat berbeza: sebagai contoh, campuran metana kecil (kira-kira 1%) menjadikan Neptunus lebih biru.
Pengesanan langsung planet kesembilan akan mengesahkan kebenaran Batygin dan Brown, akan memungkinkan untuk memperjelaskan sejarah sistem suria, tetapi badan cakerawala ini sendiri, walaupun dengan pengenalan teleskop generasi baru, hampir tidak akan kekal lebih dari titik pada gambar. Planet kesembilan "di halaman belakang" sistem suria secara paradoks lebih sukar dikaji daripada Musytari panas berhampiran bintang lain, tetapi ia akan memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai tingkah laku objek-objek yang telah lama diketahui.
Dari kertas ke komputer
Neptunus adalah planet pertama yang dijumpai "di ujung bulu" - berdasarkan perhitungan dan analisis gerakan Uranus, yang bergerak pada kelajuan berubah-ubah kerana tarikan luaran. Walau bagaimanapun, semakin besar jarak antara cakerawala dan semakin besar bilangan badan ini, semakin sukar untuk mengira lintasannya. Ahli fizik dan ahli matematik tahu bahawa masalah memutar dua badan di sekitar pusat jisim yang sama agak mudah diselesaikan dan mempunyai jawapan dalam bentuk persamaan dengan perihalan orbit yang tepat, tetapi gabungan tiga badan jauh lebih sukar untuk dikira. Khususnya, sistem tiga atau lebih badan tidak mempunyai penyelesaian analitis, iaitu mustahil untuk mendapatkan formula yang menggambarkan pergerakan mereka dalam jangka masa yang sewenang-wenangnya.
Evolusi sistem suria mengikut model Nice. Biru menunjukkan orbit Uranus, biru - Saturnus, sementara oren dan hijau sesuai dengan Saturnus dengan Musytari. Menurut model ini, Uranus dan Neptunus berubah tempat dan sepanjang jalan semua planet raksasa "membersihkan" sistem planet dari benda-benda kecil. Model ini mempunyai sejumlah pengubahsuaian - sebagai contoh, menunjukkan kehadiran gergasi gas lain, yang benar-benar dilemparkan ke ruang antara bintang. Gambar: AstroMark / Wikimedia.
Pemodelan sistem suria dilakukan hanya dengan kaedah perkiraan. Dengan perbelanjaan sumber komputasi yang cukup besar, adalah mungkin untuk mengira pergerakan elemen-elemen sistem dengan ketepatan yang sewenang-wenangnya diperlukan, tetapi kadang-kadang penyimpangan yang dapat diabaikan dari keadaan awal menyebabkan tingkah laku model yang sama sekali berbeza setelah beberapa waktu. Kesan ini diketahui oleh masyarakat umum sebagai "kesan rama-rama". Pergerakan planet dan asteroid, serta tingkah laku jisim udara, mengalami kesan ini, sehingga pembinaan semula sejarah sistem suria sama sekali tidak kalah dalam kerumitan dengan ramalan cuaca untuk waktu yang lama. Dan percubaan untuk mengira planet hipotetis setanding dengan tugas meramalkan semua akibat taufan - di sini anda harus menghadapi kekurangan maklumat yang tepat dan kekurangan daya pengkomputeran.
Sebelum munculnya komputer moden, menghitung pergerakan ribuan mayat pada masa yang sama tetap menjadi masalah yang hampir tidak dapat diselesaikan. Kemunculan model Nice, yang menggambarkan tingkah laku raksasa gas setelah pembentukannya dari cakera gas dan debu, dimungkinkan oleh komputer. Argumen untuk planet kesembilan juga didasarkan pada pengiraan yang tidak dapat dilakukan dengan kertas dan pen. Penemuan planet kesembilan, jika berlaku, bukan hanya pengulangan sejarah Neptunus atau Pluto, tetapi sejarah baru yang mustahil seratus tahun yang lalu.
Alexey Tymoshenko
