Planet Y? Astronomi odkrili nove sledi skritega planeta, ki lahko reši pomembno uganko

Planeta še niso odkrili, temveč zgolj sklepajo o njegovem obstoju na podlagi nagnjenih orbit nekaterih oddaljenih objektov v Kuiperjevem pasu – velikem obroču ledenih teles onkraj Neptunove orbite. Raziskovalci so mnenja, da mora te orbite nekaj motiti in jih nagibati.

"Ena od razlag je prisotnost nevidnega planeta, verjetno manjšega od Zemlje in večjega od Merkurja, ki kroži po skrajnem zunanjem delu Osončja," je pojasnil avtor študije Amir Siraj, astrofizik in doktorski študent na oddelku za astrofizikalne znanosti Univerze Princeton.

"Ta študija ne predstavlja odkritja planeta, vsekakor pa gre za odkritje uganke, za katero je planet verjetna rešitev," je pojasnil. Siraj in soavtorji so svoje ugotovitve objavili v publikaciji, ki obravnava tematike astronomije in astrofizike Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Planet Y je najnovejši v seriji hipotetičnih planetov Osončja, ki so jih znanstveniki predlagali v zadnjih letih – vsi z nekoliko različnimi značilnostmi, a jih povezuje domneva, da naj bi se skrivali v Kuiperjevem pasu, kjer je tudi Pluton, nekdanji deveti planet, ki mu je Mednarodna astronomska zveza leta 2006 odvzela status planeta in ga preklasificirala v pritlikavi planet.

Razlog, da se je pojavilo toliko kandidatov za t. i. "deveti planet", je, da je Kuiperjev pas temno in oddaljeno območje Osončja, kjer so opazovanja zahtevna in nepopolna. Vendar bodo te ovire verjetno kmalu manjše, saj se nov teleskop, imenovan Observatorij Vera C. Rubin, pripravlja na začetek svojega 10-letnega raziskovanja nočnega neba. "Mislim, da bo v prvih dveh do treh letih postalo dokončno," je pojasnil Siraj. "Če bo Planet Y znotraj vidnega polja teleskopa, ga bo ta lahko neposredno zaznal."

Burna razprava

Po odkritju Neptuna leta 1846 so astronomi nadaljevali iskanje še enega planeta v Osončju, ki je v začetku 20. stoletja postal znan kot Planet X. Gre za ime, ki ga je populariziral astronom Percival Lowell. Domneval je, da so anomalije v orbitah Neptuna in Urana posledica še neodkritega, oddaljenega nebesnega telesa.

Ko so leta 1930 odkrili Pluton, so ga astronomi razglasili za deveti planet, saj so sprva menili, da gre za Planet X. Toda v naslednjih desetletjih se je izkazalo, da je Pluton premajhen, da bi lahko pojasnil nepravilnosti. V zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja pa so podatki sonde Voyager 2 razkrili, da ima Neptun manjšo maso, kot so sprva domnevali, kar je pojasnilo orbitalne motnje brez potrebe po Planetu X.

Iskanje se je znova začelo leta 2005, ko so trije astronomi, vključno z Mikom Brownom, profesorjem planetarne astronomije na kalifornijskem inštitutu za tehnologijo, odkrili Eris. Gre za ledeno telo, ki je nekoliko večje od Plutona in se prav tako giblje okoli Sonca v Kuiperjevem pasu.

To odkritje je sčasoma pripeljalo do razvpite degradacije Plutona iz planeta v pritlikavi planet, leta 2016 pa sta Brown in njegov kolega Konstantin Batygin prvič objavila raziskavo o lastni hipotezi o dodatnem planetu v Osončju, ki sta ga poimenovala Planet Devet.

Domneva se, da ima Planet Devet maso, ki je od pet- do desetkrat večja od Zemljine, in da kroži okoli Sonca daleč onkraj Plutona, približno 550-krat dlje od razdalje med Zemljo in Soncem. Znanstveniki so skozi leta postavljali različne hipoteze o skritih planetih različnih velikosti, od telesa velikosti Marsa do "super Plutona".

Siraj je pojasnil, da je iskanje Planeta Devet ali Planeta Y predmet burne razprave v astronomiji. "Mislim, da gre za zelo vznemirljivo razpravo, in pravzaprav je bila prav ta raznolikost mnenj v strokovni literaturi naš glavni motiv za raziskavo. Mislim, da imamo res srečo, da živimo v času, ko bi lahko prišlo do takšnih odkritij," je dejal. Planet Devet in Planet Y se med seboj ne izključujeta in bi lahko oba obstajala, je dodal.

Sirajevo iskanje Planeta Y se je začelo pred približno letom dni, ko je skušal ugotoviti, ali je oblika Kuiperjevega pasu sploščena. "Planeti v Osončju imajo rahla nagibanja gor in dol, vendar se na splošno nekako zarežejo v ploščo," je dejal, pri tem pa se je skliceval na dejstvo, da so orbite planetov Sončevega sistema v skoraj isti ravnini.

Čeprav so pričakovali, da bodo imela ledena telesa onkraj Neptuna podobno orientacijo, jih nimajo. "Precej presenetljivo je bilo ugotoviti, da se nad razdaljo, ki presega približno 80-kratnik razdalje med Zemljo in Soncem, osončje nenadoma zdi nagnjeno za približno 15 stopinj, in to je sprožilo hipotezo o planetu Y," je pojasnil Siraj. "Poskušali smo poiskati druge razlage, ki ne vključujejo planeta, vendar smo ugotovili, da je njegova prisotnost dejansko nujna. Če bi šlo za posledico nastanka Osončja ali na primer mimoidoče zvezde, bi se ta popačenost do zdaj že izničila."

Siraj in njegovi soavtorji so izvedli računalniške simulacije, ki so vključevale vse znane planete in enega hipotetičnega. Parametre slednjega so nenehno spreminjali in ugotovili, da obstoječe hipoteze, kot je Planet Devet, za njihov model niso delovale, zato so potrebovali novo hipotezo.

"Planet Y je najverjetneje telo z maso med Merkurjem in Zemljo, nahaja se približno 100- do 200-krat dlje od Sonca kot Zemlja in je nagnjen za vsaj 10 stopinj glede na druge planete," je pojasnil.

Jasnost na obzorju

Ker je Kuiperjev pas težko opazovati, se astronomi pri sklepanju o morebitni prisotnosti planeta zanašajo na preučevanje orbit omejenega števila objektov. V primeru Sirajeve študije je to število približno 50, zaradi česar je obstoj Planeta Y negotov. "Pri teh približno 50 objektih se statistična značilnost giblje med 96 in 98 odstotki. To je močan signal, a še vedno ne dokončen," je dodal.

Še veliko več takšnih objektov bo odkritih, ko bo Vera Rubin to jesen začel svojo glavno misijo. Teleskop, ki je stoji na vrhu 2.682 metrov visoke gore v Čilu, je opremljen z največjo digitalno kamero na svetu. Vsake tri dni bo fotografiral celotno nebo.

"Gre za res izjemen inženirski dosežek. Pravzaprav nam bo omogočil ogled filma vesolja, pri čemer bo vsak posnetek obstajal s tridnevno kadenco. To je idealna raziskava za popis sončnega sistema, saj moramo raziskati celotno nebo, da bi lahko našli oddaljene objekte, vključno z dodatnimi in še neodkritimi planeti," je dejal Siraj.

Študija predstavlja zanimiv pristop k raziskovanju subtilnega ukrivljanja zunaj sončnega sistema, je pojasnil Batygin, profesor planetarnih znanosti na Caltechu, ki je napisal številne raziskave o Planetu Devet, vendar pri študiji o Planetu Y ni sodeloval. "V prihodnjih letih bo observatorij Vera Rubin razkril dinamično strukturo zunanjega Osončja z doslej neprimerljivo jasnostjo," je zapisal v elektronskem sporočilu. Ko bodo na voljo Rubinovi podatki, bi morali astronomi dobiti veliko ostrejšo sliko o tem, ali naklon Kuiperjevega pasu res nakazuje na obstoj dodatnih planetov, skritih daleč za Neptunom.

Sirajevo delo je skrbna analiza znanih orbit objektov Kuiperjevega pasu, pri čemer je iskal vzorce na nekoliko drugačen način kot prejšnje študije, pa je pojasnila Samantha Lawler, izredna profesorica astronomije na Univerzi v Regini v Saskatchewanu. Prav tako ni bila vključena v nedavno študijo.

Rezultati so zanimivi, vendar zagotovo ne dokončni, je povedala Lawler. "Mislim, da ni preprečljivih dokazov za dokaj velik, oddaljen planet, ki naj bi povzročal "gručenje" oddaljenih orbit Kuiperjevega pasu," je zapisala v elektronskem sporočilu, pri čemer se je sklicevala na teorijo o devetem planetu. "Vendar pa mislim, da obstajajo obetavni dokazi za obstoj manjšega telesa, ki subtilno ukrivlja orbite nekaterih zelo oddaljenih objektov." Strinja se, da bo teleskop Rubin kmalu odkril na tisoče novih objektov Kuiperjevega pasu in preizkusil nekatere od teh napovedi.

Nova študija ponuja fascinanten pogled na oddaljeni Kuiperjev pas – območje, ki ostaja večinoma neraziskano, je dejal Patryk Sofia Lykawka, izredni profesor planetarnih znanosti na univerzi Kindai na Japonskem. Tudi on ni prispeval k članku o Planetu Y. "Ideja, da bi planet z maso med Merkurjem in Zemljo lahko povzročal omenjeno ukrivljanje, je povsem verjetna," je pojasnil.

In poudaril: "To dodatno potrjuje hipotezo, da se trenutno v oddaljenem zunanjem Osončju skriva neodkrit planet. Ne nazadnje raziskava jasno kaže, da je izjemno pomembno izvajati opazovanja transneptunskih objektov, zlasti v oddaljenem Kuiperjevem pasu, saj ti skrivajo ključ do globljega razumevanja, kako je naše Osončje nastalo pred milijardami let."

*Avtor: Jacopo Prisco/CNN