Hva skjer i fjernsynet til solsystemet vårt? Er det en Planet 9 der ute?
Utenfor i det bratte området av systemet vårt er det kropper på banebaner som ikke gir mening når det gjelder vårt åtte-planeters solsystem. Det ser ut til å være en uoppdaget kropp der ute, flere ganger mer massiv enn Jorden, og formet banene til noen Kuiper Belt Objects (KBOs), og får astronomer til å se dypere og grundigere inn i de ekstreme rekkevidden til vårt system.
Det de leter etter er den mystiske, og så langt uprovoserte, niende planeten.
Forsøket på å forstå vårt solsystem er en av våre eldste oppdrag, og selv om katalogen vår over objekter i det indre solsystemet er ganske omfattende, er vår kunnskap om det ytre systemet alt annet enn fullstendig. For astronomer er det fortsatt skremmende å observere detaljene i det ytre systemet. Men de jobber med det. Og jo mer de ser på oppførselen til fjerne objekter i Kuiper Belt, jo mer bevis for at de holder på å avdekke for Planet 9.
"Å forstå solsystemets storskala arkitektur innebærer en av menneskehetens eldste sysler og rangerer blant naturvitenskapens store utfordringer."
fra papiret “The Planet Nine Hypothesis” av Batygin et. al. 2019.
The Planet 9 Backstory
Historien om Planet 9 begynte for alvor tidlig i 2016, da astronomene Mike Brown og Konstantin Batygin publiserte et papir som heter "Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System." (Det var snakk om andre uoppdagede planeter før da, men det var stort sett bare skravling fra tinnfoliebrigaden, angående “Nibiru” eller “Planet X.” Men jo mindre som er sagt om det, desto bedre.)
I papiret fra 2016 viste Batygin og Brown at det er grupper av KBO-er hvis baner er formet på en slik måte at bare tilstedeværelsen av en annen planet kan forklare dem: Planet 9. Mens bane for de fleste KBO-er viser klare bevis på å bli hyrdet av Neptune, et betydelig antall ekstremt fjerne KBO-er gjør det ikke. Banene deres ser ut til å være på linje på et fjernt punkt.
I den artikkelen tar forfatterne opp den uoverensstemmelsen og sier: ”Vi finner ut at den observerte orbitalinnretningen kan opprettholdes av en fjern eksentrisk planet med masse større enn ~ 10 jordmasser, hvis bane ligger i omtrent samme plan som de til den fjerne Kuiper belteobjekter… ”
Deres papir var delvis basert på tilstedeværelsen av Sedna, en mindre planet som først ble oppdaget i 2003. Det er aphelion, eller lengst avstand fra solen, og var over 900 astronomiske enheter (AU.) På den tiden var Sedna det kaldeste, fjerneste objektet som vi kjente til i solsystemet. Sednas sterkt langstrakte bane ble først forklart som et resultat av gravitasjonspåvirkningen fra Neptun. Problemet er at det aldri kommer nær nok til Neptune.
Men Sedna var bare begynnelsen. Det er en av en gruppe objekter som kalles ekstreme trans-neptuniske objekter (eTNOs). Etter hvert ble flere av disse fjerne objektene oppdaget.
“Biden”, eller VP 113 i 2012, ble oppdaget i 2012. “Goblin”, eller 2015 TG 387, ble oppdaget i 2015. Da i 2018 oppdaget astronomer “FarOut”, eller 2018 VG18. Hver av disse gjenstandene er lenger og lenger borte.
Nylig, for bare noen få dager siden, oppdaget astronomer det de spøkefullt omtaler som FarFarOut. Det er ikke kjent mye om denne planeten ennå, men det er den lengste gjenstanden som ennå er oppdaget i vårt solsystem.
Hvordan de finner bevis for Planet 9
Mange av de fjerne organene som peker på eksistensen av Planet 9 ble funnet mens et team av astronomer ledet av Dr. Scott Sheppard fra Carnegie Institute for Science faktisk var ute etter Planet 9. Selvfølgelig har de ikke funnet den hypotetiske planeten ennå, men de finner stadig flere bevis.
Disse gjenstandene er ekstremt svake og vanskelige å oppdage. Arbeidet med å finne dem gjøres i stor grad av datamaskiner. Kraftige teleskoper er rettet mot deler av himmelen i perioder, og eksponeringene blir tatt med intervaller på noen få minutter. Men å gjøre dette genererer en enorm mengde data; altfor mye for at astronomer kan sile gjennom.
I stedet datamaskiner som gjør mye av det rutinemessige arbeidet. Astronomene bruker algoritmer for å la datamaskinen se etter bevegelige gjenstander mot bakgrunn av stjerner, og når datamaskinen finner en, flagger den den. Deretter tar astronomene en titt og ser om datamaskinen hadde rett. De gjør deretter oppfølgingsobservasjoner for å bekrefte funnene.
Nytt bevis for Planet 9
"Søket etter Planet Nine er allerede i full gang, og det er sannsynlig at hvis Planet Nine - som forutsatt her - eksisterer, vil den bli oppdaget i løpet av det kommende tiåret."
fra “The Planet 9 Hypothesis,” Batygin, Brown, Adams og Becker, 2019.
Nå gir to nye studier oss nye bevis til støtte for Planet 9.
Den første kalles “Orbital Clustering in the Distant Solar System” fra Konstantin Batygin og Michael Brown, paret astronomer som opprinnelig foreslo eksistensen av Planet 9. Den andre er “The Planet 9 Hypothesis” også av Batygin og Brown, med Fred Adams og Juliette Becker, begge fra University of Michigan.
I den første artikkelen "Orbital Clustering in the Distent Solar System" kaster forfatterne ned sprengten. De gjør det slik at enten det er en Planet 9 der ute som former banene til fjerne objekter, eller så er det en observasjonsskjevhet på jobb. De tok sikte på å forstå hvilke observasjonsfordelinger som kan spilles, og deretter bestemte de seg for å kvantifisere dem strengt.
Som tidligere nevnt, deler de fjerne objektene som hintet til Planet 9 felles orbital-egenskaper. Det er det denne hele Planet 9-saken handler om. For å være mer presis, er deres langsgående periheljoner gruppert, og det som kalles deres orbital polposisjoner er også gruppert. I artikkelen konkluderer forfatterne at deres sannsynlighet bare er 0,2% for at dette er tilfeldig. Som de sier i papiret, "… den statistiske betydningen av denne klyngen er nå vanskelig å redusere."
Den andre artikkelen som gir nytt bevis for Planet 9 kalles ganske enkelt "Planet 9-hypotesen."
I denne artikkelen gjør forfatterne igjen saken om at selv om mye av den orbitale oppførselen til fjerne Kuiper Belt Objects lett kan forklares og forutsigbar i form av vårt åtte-planeters solsystem, er noen det ganske enkelt ikke. Konkret peker de på “observert fysisk gruppering av baner med halv-store akser i overkant av? 250AU, løsgjøring av perihelia av utvalgte Kuiper-belteobjekter fra Neptune, samt det dynamiske opphavet til sterkt tilbøyelig / retrograd i lang tids baner. ” I et nøtteskall er det ikke noe som gir mening der ute hvis vi begrenser oss til vårt åtte-planeters solsystem for å forklare dem.
I innledningen minner de oss om at det først var de siste tiårene at vi har begynt å finne alle de mindre kroppene i utkanten av solsystemet. Som de sier i artikkelen, “… det siste kvartalhundret var vitne til oppdagelsen og karakteriseringen av en mangfoldig samling av små iskalde gjenstander som bor i de ytre delene av solsystemet vårt…” Og mens de fleste kropper samsvarer med innflytelsen fra Neptun og andre planeter, noen gjør det ikke.
"De mest ekstreme medlemmene av denne befolkningen sporer imidlertid svært langstrakte baner med perioder målt i årtusener, og viser en rekke nysgjerrige banebanemønstre," sier forfatterne. Igjen er det det forfatterne kaller "slående justering" av deres eksentriske baner, den vanlige vippingen av banebanen og "perihelionavstander som strekker seg langt utenfor tyngdekraften til Neptun," som krever forklaring.
Denne metoden for å utlede en planetes eksistens av dens gravitasjonseffekt på andre kropper, før den har observert planeten selv, har blitt prøvd før. Det lyktes med å oppdage Neptun, men mislyktes da den spådde eksistensen av en annen foreslått stjerne kalt Nemesis.
Så hva er det der som strekker disse gjenstandene til så fjerne perihelioner? De sier at bare en ekstremt fjern og tilstrekkelig massiv planet kan forklare alt dette: Planet 9. Mye av papiret forklarer hvordan Neptun ble oppdaget ved å observere bevegelsene til andre kropper, og trekke en parallell med Planet 9-hypotesen. De kjører også gjennom noen tidligere forslag fra andre astronomer om at en annen planet kan lure uoppdaget i solsystemet og forme banene til KBO-er.
Med hver artikkel, og med hver nye oppdagelse av en fjern KBO med rare baneegenskaper, blir saken for Planet 9 sterkere. Men direkte observasjon er fremdeles gullstandarden, og så langt har det unngått oss. Men kanskje ikke så mye lenger.
I konklusjonen av "The Planet 9 Hypothesis" sier forfatterne, "søket etter Planet Nine er allerede i full gang, og det er sannsynlig at hvis Planet Nine - slik det er forutsatt her - vil bli oppdaget i løpet av det kommende tiåret. ”
Det kan være en annen forklaring på banene til disse fjerne organene som ikke krever en Planet 9. Et papir som ble publisert i januar 2019 kalt "Shepherding in a Self-Gravitating Disk of Trans-Neptunian Objects", antydet at en klump av isete kropper sammen kan forårsake de rare banene i disse fjerne verdenene, og at en niende planet ikke er nødvendig for å forklare dem.
Å finne Planet 9 ville være en stor triumf for astronomer. Funnet av nye gjenstander i Kuiper Belt blir raskere. Med nyere, bedre teleskoper som kommer på nettet, og med forbedrede datamaskiner og algoritmer som blir utviklet, vil det bli vanskeligere og vanskeligere for enhver planet, spesielt en som kan være 10 ganger jordens masse, å skjule.
Kilder:
- Forskningsartikkel: Orbital Clustering in the Distent Solar System
- Research Paper: The Planet Nine Hypothesis
- Forskningsoppgave: EVIDENCE FOR A DISTANT GIANT PLANET IN THE SOLAR SYSTEM
- Pressemelding: Mer støtte for Planet Nine
- Forskningsoppgave: SHEPHERDING IN A SELF GRAVITATING DISK OF TRANS-NEPTUNIAN OBJECTS
- Pressemelding: Caltech-forskere finner bevis på en virkelig niende planet
