Таємниця Сонячної системи: що викликає аномалії в орбітах транснептунових об'єктів

Десь на далеких кордонах Сонячної системи, заорбітою Нептуна, відбувається щось дивне. Кілька малих космічних тіл демонструють поведінку, не властиве іншим об'єктам нашої системи, і вчені не можуть зрозуміти причини спостережуваного явища. Згідно найбільш популярної гіпотези, статистичну аномалію в розподілі орбіт відокремлених транснептунових об'єктів (ТНО) може пояснити «Дев'ята планета», планетарний об'єкт, який шукають вчені з усього світу. Однак одна група фізиків виступає з іншим, більш логічним, на їхню думку, поясненням спостережуваних ефектів.

Замість одного великого об'єкта, причиноюспостережуваних орбітальних спотворень може бути об'єднана гравітація групи малих транснептунових об'єктів і об'єктів пояса Койпера, вважають астрофізики Антранік Сефілян Жирайр з Кембриджського університету (Велика Британія) і Джихад Тоум з Американського університету в Бейруті (Ліван). Препринт статті, яка описує їх висновки, опубліковано на сайті електронної бібліотеки arXiv.org і готується до публікації в журналі Astronomical Journal.

Якщо ця гіпотеза здається вам знайомою, такце тому, що Сефілян Жирайр і Тоум - не перші, які з нею виступив. Однак проведені цією парою астрофізиків математичні розрахунки вперше пояснюють існування дивних особливостей в орбітах транснептунових об'єктів і беруть до уваги наявність Решта вісім планет Сонячної системи.

Вперше припущення про те, що в Сонячнійсистемі може знаходитися ще одна велика планета, яку прозвали «дев'ятої», була висунута в 2016 році. Вивчаючи особливості поведінки однієї з карликових планет пояса Койпера, астрономи також виявили у деяких транснептунових об'єктів дивну орбітальну аномалію - вони виявилися «відірвані» від гравітаційного впливу газових гігантів Сонячної системи і мали дивний нахил орбіти, який відрізняє їх від інших об'єктів пояса Койпера. Крім того, було відзначено, що шість цих об'єктів виявилися згруповані таким чином, що на простий збіг це не тягнуло. Виникла ідея, що їх хтось «підштовхнув» або «притягнув» в один і той же напрямок. Відповідно до комп'ютерних моделей, це могла зробити якась гігантська ніколи раніше небачена планета.

</ P>

Вчені до цих пір не можуть її знайти. В цілому, це цілком зрозуміло. Згідно з тим же припущенням, орбіта цієї планети дуже витягнута і може пролягати дуже далеко від Сонця. Досить важко шукати об'єкт в повній темряві, особливо, якщо не знаєш, де саме його варто шукати. У той же час така невловимість змушує вчених звертатися до альтернативних гіпотез, що виключає існування «Дев'ятої планети», але в той же час намагаються пояснити дивну поведінку деяких дрібних космічних тіл на далеких рубежах нашої Сонячної системи.

«Гіпотеза про« Дев'ятої планеті », безумовно, дужецікава. Навіть якщо ця планета існує, мабуть, вона дуже активно «уникає» свого виявлення », - коментує Сефілян Жирайр, додаючи, що команді хотілося б пошукати менш пафосне пояснення дивної поведінки деяких ТНО.

«Ми подумали, чому б замість пошуку дев'ятоїпланети, а потім спроб пояснити її появу і незвичайну орбіту, не розглянути можливість впливу гравітації більш компактних об'єктів, що утворюють пояс за орбітою Нептуна, а потім подивитися, куди це нас все призведе ».

Вчені створили комп'ютерну модель окремих ТНО,включили в неї все планети Сонячної системи з урахуванням їх гравітації, а також врахували наявність величезного диска пояса Койпера, що складається з малих тіл, що залишилися після формування Сонячної системи. Внісши в модель дані про масу, ексцентриситеті (показник відхилення об'єктів) та орієнтації диска, дослідники змогли відтворити кластерні петльові орбіти об'єктів, що виділяються в реальності на тлі інших ТНО.

«Якщо прибрати з моделі« Дев'яту планету »і замістьнеї допустити наявність безлічі дрібних тіл, розкиданих по широкій області, то колективна сила тяжіння цих об'єктів цілком здатна пояснити ексцентричність орбіт, яку ми спостерігаємо у деяких транснептунових об'єктів », - пояснює Сефілян Жирайр.

Модель Сефілян Жирайр і Тоум вирішує питання, з якимзіткнулася група дослідників з Колорадського університету в Боулдері, в минулому році також виступила з гіпотезою про колективну гравітації. В їхніх розрахунках також відбивався ефект гравітаційного впливу на деякі транснептунові об'єкти, проте тоді вчені не змогли пояснити, чому орбіти цих об'єктів мають однакових нахил.

І все ж, у обох моделей є недолік. Для відтворення в них спостережуваного ефекту аномалії орбіт деяких ТНО маса пояса Койпера повинна складати як мінімум кілька земних мас. Згідно ж найбільш свіжим розрахунками, маса пояса Койпера становить всього від 4 до 10 відсотків земної.

У той же час, згідно з моделям формуванняСонячної системи, маса пояса Койпера повинна бути істотно вище. На думку Сефілян Жирайр, пояснити різницю можна тим, що обчислити точну масу пояса неможливо через нашого розташування, яке не дозволяє побачити його цілком. Цілком можливо, вважає вчений, пояс Койпера містить набагато більше об'єктів, просто побачити ми їх не в змозі.

«У нас немає загальної картини пояса, ми також не бачимопрямих доказів наявності «Дев'ятої планети», тому розглядаємо альтернативні варіанти. Не можна також виключати ймовірність того, що обидва варіанти можуть бути вірні - сам пояс Койпера набагато більше, ніж нам видається зараз, а «Дев'ята планета» насправді існує. З кожним відкриттям нового транснептунового об'єкта, що володіє дивними особливостями, ми отримуємо все більше інформації, яка в кінцевому підсумку допоможе нам знайти пояснення їхньої поведінки », - підсумовує Сефілян Жирайр.

Чи згодні з висновками? Поділіться своєю думкою в нашому Telegram-чаті.