Anfang dieses Jahres berichteten die Medien, dass die amerikanischen Wissenschaftler K. Batygin und M. Brown vom California Institute of Technology in Pasadena einen neuen Planeten im Sonnensystem entdeckt haben. Es liegt außerhalb von Pluto und ist ähnlich groß wie Pluto.
Dieser Planet dreht sich in einer länglichen Umlaufbahn mit einer Frequenz von 15.000 Jahren um die Sonne. In seiner chemischen Zusammensetzung ist es Uranus und Neptun sehr ähnlich. Laut Wissenschaftlern wurde dieses Objekt vor etwa 4,5 Milliarden Jahren aus der protoplanetaren Scheibe in der Nähe der Sonne geschlagen.
Die nächste Entfernung zwischen diesem Planeten und der Sonne beträgt etwa 200 astronomische Einheiten. Wissenschaftler schätzen die maximale Entfernung auf 600-1200 astronomische Einheiten. Somit kann angenommen werden, dass die Umlaufbahn des Planeten über den Kuipergürtel hinausgeht, in dem sich Pluto befindet.
Es dauert fünf Jahre, um die Existenz eines neuen Himmelskörpers zu bestätigen, und im Falle eines positiven Ergebnisses kann das entdeckte Objekt der neunte Planet des Sonnensystems werden. Es muss gesagt werden, dass auch frühere Versuche unternommen wurden, nach Planet X zu suchen, was zur Entdeckung von Planeten wie Neptun (1864) und Pluto (1930) führte.
Astronomen suchen derzeit. Die genauen Koordinaten des neuen Planeten wurden nicht ermittelt, Wissenschaftler gaben nur den Teil des Himmels an, in dem er sich befinden kann.
Nachdem 2003 ein weiteres transneptunisches Objekt, Sedna, entdeckt wurde, kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass sich am Rande des Sonnensystems ein weiteres Objekt befindet, das die Umlaufbahnen der Kuipergürtelplaneten beeinflusst. Sedna, 76 astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, muss vor dem Einfluss bestehender Planeten geschützt werden. Als jedoch andere transneptunische Objekte entdeckt wurden (2012 GB17, 2012 VP113), wurde deutlich, dass etwas ihre Flugbahn beeinflusste.
Im Verlauf astrophysikalischer Studien kündigten Batygin und Brown die Ähnlichkeit der Umlaufbahnen aller bekannten Objekte an, die sich außerhalb der Umlaufbahn von Neptun in einer Entfernung von mehr als 230 astronomischen Einheiten von der Sonne befinden. Gleichzeitig schätzten die Wissenschaftler die Wahrscheinlichkeit eines zufälligen Zusammentreffens von Umlaufbahnen auf nicht mehr als 0,007 Prozent. Darüber hinaus weisen die Umlaufbahnen der Objekte, die sich in größerer Entfernung von der Sonne befinden als andere transneptunische Körper, ähnliche Eigenschaften auf, dass dies laut Astrophysikern nur durch die Anwesenheit eines weiteren neunten Planeten des Sonnensystems erklärt werden kann.
Wissenschaftler sind sich sicher, dass der neue Planet weit genug vom Stern entfernt und massiv sein muss, um die Umlaufbahnen aller transneptunischen Objekte und Sedna in dem Teil des Weltraums zu beeinflussen, in dem sich das Gravitationsfeld bekannter Planeten nicht erstreckt. Wissenschaftler haben ein mathematisches Modell erstellt, das erneut die Existenz kleiner Objekte bewies, deren Umlaufbahnen senkrecht zur Ebene des restlichen Sonnensystems stehen. Astrophysiker haben vorgeschlagen, dass diese Objekte die Asteroiden-Zentauren sein könnten, die sich zwischen den Umlaufbahnen von Neptun und Jupiter befinden. Es ist erwähnenswert, dass frühere Astronomen die Flugbahn ihrer Bewegung nicht erraten konnten.
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Brown und Batygin berücksichtigten in ihrer Arbeit mehrere Hauptparameter transneptunischer Körper. Das erste davon ist das perizentrische Argument, dh der Winkel, der den der Sonne am nächsten gelegenen Orbitalpunkt (Perihel) und den Stern selbst und die Richtung von der Sonne zum Schnittpunkt des Himmelsäquators durch den Körper verbindet. Das zweite Argument ist der Winkel zwischen dem Frühlingsäquinoktium, bei dem der Stern den Himmelsäquator kreuzt, und der Richtung zum aufsteigenden Knoten. Das dritte Argument ist der Winkel zwischen der Ekliptik (Neigung) und der Ebene der Umlaufbahn. Diese Parameter wurden transformiert, um zu zeigen, wo sich das Perihel der Umlaufbahn befindet und wo der Pol der Umlaufbahn projiziert wird.
Die Orbitalpole aller sechs tranneptunischen Objekte und Perihelpunkte, wie das Modell zeigt, sind so gruppiert, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der neue Planet auf sie einwirkt, mehr als 99 Prozent beträgt. Gleichzeitig weisen weitere dreizehn Körper, die sich in einem Abstand von 100 bis 300 astronomischen Einheiten von der Sonne befinden, ähnliche Eigenschaften auf, aber die Wahrscheinlichkeit eines Zusammentreffens überschreitet in diesem Fall fünf Prozent nicht. Die erhaltenen Daten geben die Masse des neuen Planeten und die Konfiguration seiner Umlaufbahn an. Um diese Eigenschaften zu bestimmen, mussten Wissenschaftler den Evolutionsprozess des Sonnensystems in der frühen Entwicklungsphase simulieren. Das Modell umfasste 40 Embryonen von Himmelsobjekten (Planetesimalen), die aus dem Staub der protoplanetaren Scheibe gebildet werden.
In dem erstellten Modell wurden diese Objekte in maximaler Entfernung von 150-550 astronomischen Einheiten von der Sonne entfernt, und ihr Perihel befand sich in einer Entfernung von 30-50 astronomischen Einheiten. Wissenschaftler haben ein Zeitintervall von 4 Milliarden Jahren in Betracht gezogen. Im Verlauf ihrer Forschung beobachteten sie, wie sich diese Himmelsobjekte unter dem Einfluss der Gravitationsfelder bekannter Planeten und des Planeten X verhalten würden.
In dem Modell versuchten Wissenschaftler, verschiedene Parameter der Umlaufbahn des neuen Planeten auszuwählen und ihn in unterschiedlichen Abständen von der Sonne zu platzieren. Wurden drei Optionen für die Masse des Objekts betrachtet: 0,1, 1 und 10 Erdmassen. Letztendlich erhielten Wissenschaftler über 190 verschiedene Modelle.
Untersuchungen haben viele interessante Dinge im Zusammenhang mit der Bewegung von Planetisimels in Umlaufbahnen gezeigt. Sie bewegen sich in instabilen chaotischen Bahnen und können miteinander kollidieren oder aus der protoplanetaren Scheibe herausfliegen. Nach einer Weile stabilisieren sich die Flugbahnen dieser Himmelsobjekte. Die Astronomen wählten die Parameter der Umlaufbahnen aus, deren Perihel sich in einer Entfernung von etwa 80 astronomischen Einheiten befand, da solche Himmelskörper für die Beobachtung in der Realität verfügbar sind. Die Wissenschaftler beschlossen, einzelne Objekte nicht zu überprüfen, sondern sofort ganze Bereiche von Orbitalwerten zu überprüfen.
Danach wurden 13 Objekte zufällig ausgewählt, die in maximaler Entfernung von der Sonne entfernt wurden. Diese zufällige Auswahl wurde mehrmals durchgeführt. Es wurde gefunden, dass nur sehr wenige Simulationen eine Wahrscheinlichkeit von Null ergeben. Und nur in dem Fall, in dem die Masse des Planeten X dem Ein- oder Zehnfachen der Masse der Erde entsprach, entsprachen die Simulationen den beobachteten Prozessen.
Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass der mysteriöse Planet, wenn er die gleiche Masse wie die Erde hat, 200 astronomische Einheiten von der Sonne entfernt sein sollte und das Perihel 60 astronomische Einheiten erreichen sollte. Einfach ausgedrückt, der neue Planet muss sich auf einer stark verlängerten Flugbahn bewegen. Diese Option wurde jedoch von Wissenschaftlern abgelehnt, da der Kuipergürtel nicht darin enthalten war.
Wenn wir davon ausgehen, dass der neue Planet zehnmal größer und massereicher als die Erde ist, können Sie mehrere akzeptable Optionen erhalten. Gleichzeitig haben Wissenschaftler keine Optionen in Betracht gezogen, bei denen die Masse des neuen Planeten die Masse der Erde um mehr als das Zehnfache übersteigt, weshalb zusätzliche Forschung erforderlich ist.
Eine 3D-Simulation wurde verwendet, um andere Orbitalparameter zu bestimmen, einschließlich Orbitalneigung und Perihelargument. Infolgedessen konnte festgestellt werden, dass die Neigung der Umlaufbahn eines neuen Himmelsobjekts zwischen 20 und 40 Grad liegen kann.
Laut Astronomen ist der neue Planet wie viele riesige Exoplaneten ein Gasriese. Zuvor konnten Wissenschaftler feststellen, dass es möglich ist, den Radius solcher Himmelsobjekte anhand ihrer Masse zu berechnen, da eine statistische Beziehung zwischen diesen Merkmalen besteht, die etwa 0,34 entspricht. So können Sie den ungefähren Radius des neunten Planeten im Sonnensystem berechnen - von zwei bis neun Radien der Erde. Höchstwahrscheinlich ist dieser Planet ein Eisriese wie Uranus oder Neptun.
Es sollte auch beachtet werden, dass Wissenschaftler versucht haben vorherzusagen, welche astronomischen Dienste einen neuen Planeten entdecken könnten. Die Werkzeuge, die dazu in der Lage sind, sind bodengestützte Teleskope des CRTS-Programms sowie die schnell reagierenden und Panorama-Teleskope Survey und Pan-STARRS. Eines der mächtigsten ist das japanische Teleskop Subaru Telescope, das seit 2015 den Teil des Himmels beobachtet, in dem sich der größte Teil der Umlaufbahn des neunten Planeten befindet. Es ist durchaus möglich, dass Wissenschaftler nach einiger Zeit neue Informationen über Planet X erhalten können.
