Par Saules sistēmas devītās planētas iespējamo esamību kļuva zināms 2016. gada janvārī. X planēta ir saistīta ar Saules rotācijas ass slīpumu, planētu sistēmas iznīcināšanu un kataklizmu rašanos uz Zemes. Tajā pašā laikā zinātnieki ir sasnieguši izpratni par šī debess ķermeņa lomu Saules sistēmā, modelējuši tā iekšējo struktūru un piedāvājuši hipotēzes, kas izskaidro X planētas izcelsmi. "Lenta.ru" stāsta par jaunākajiem pētījumiem.
Par iespējamo X planētas atklāšanu ārpus Plutona orbītas ziņoja astronomi Maiks Brauns un Konstantīns Batigins no Kalifornijas Tehnoloģiskā institūta Pasadenā (ASV). Iespējamā Saules sistēmas devītā planēta ir apmēram desmit reizes smagāka par Zemi un griežas ap zvaigzni iegarenā orbītā (un plaknē, kas slīpa attiecībā pret Zemes orbītu) ar 15 tūkstošu gadu periodu. Pēc fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām tas atgādina ledus milžus Urānu un Neptūnu. Kā uzskata Brauns un Batigins, šo kosmosa objektu pirms 4,5 miljardiem gadu izsita no protoplanetārā diska pie Saules.
Tuvākais attālums no tās līdz Saulei ir 200 astronomiskās vienības (tas ir septiņas reizes vairāk nekā no Saules līdz Neptūnam). Tiek lēsts, ka X planētas maksimālais attālums ir 600–1200 astronomiskās vienības, kas tās orbītu izvirza ārpus Kuipera joslas, kurā atrodas Plutons. Brauns un Batigins kļūdu varbūtību lēš 0,007 procentos. Zinātnieki atklāja jauno planētu, analizējot gravitācijas traucējumus, ko tā rada citiem debess ķermeņiem.
Fizika un ķīmija
Astronomi Estere Lindere un Kristofs Mordasīni no Bernes universitātes (Šveice) nonāca pie šādiem secinājumiem par šī debess ķermeņa fizikāli ķīmiskajām īpašībām. Rādiuss ir 3,7 reizes lielāks par Zemi. Atmosfēras temperatūra, kas sastāv no ūdeņraža un hēlija, ir mīnus 226 grādi pēc Celsija. Zem gāzes apvalka atrodas ūdens ledus slānis, kura temperatūra ir mīnus 63 grādi pēc Celsija. Vēl dziļāk - plāns silikāta apvalka slānis, zem kura paslēpta dzelzs serde. Tiek lēsts, ka tā temperatūra ir 3,4 tūkstoši grādu pēc Celsija. Pēc astronomu domām, planēta X izstaro apmēram tūkstoš reižu vairāk enerģijas, nekā absorbē, un pamazām atdziest. Zinātnieki uzskata, ka X planēta ir mazāka gāzes milžu Urāna un Neptūna kopija.
Iespējamā planētas X struktūra
Reklāmas video:
Attēls: Estere Lindere, Kristofs Mordasīni, Bernes Universitāte
Amerikāņu astronomi uzskata, ka X planētas krāsa ir tumši zila, tumšāka nekā Neptūns, kura optiskajā diapazonā ir tumši zils nokrāsa, un Urāns ar gaiši zilu gāzveida aploksni. Tā kā X planētas temperatūra ir ārkārtīgi zema, atšķirībā no Neptūna gāzes apvalka atmosfērā praktiski nav metāna gāzes. Šis savienojums, pēc zinātnieku domām, kondensējas un atrodas planētas atmosfēras vai tā mākoņu pamatnē.
Viesos viesis
Ja Brauns un Batigins uzskata, ka planēta X tika izsista no protoplanetārā diska pie Saules, tad viņu kolēģi no Zviedrijas un Francijas domā citādi: debess ķermenis varētu būt eksoplanēta, kuru Saule noķēra no tuvumā esošās zvaigznes. Savā darbā zinātnieki apsvēra scenāriju, saskaņā ar kuru planētu X Saule uztvēra no citas zvaigznes savā dzimšanas kopā. Saule atradās vairāku tūkstošu jaunu zvaigžņu grupā, un planētas starp tām pārvietojās ar nelielu ātrumu (apmēram kilometru sekundē).
X planētas orbīta (atzīmēta ar dzeltenu krāsu)
Attēls: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Tas prasa vienlaicīgi izpildīt trīs nosacījumus. Pirmkārt, X planētas uztveršanai Saulē vajadzēja notikt aptuveni 150 astronomisko vienību attālumā no tās (lai izvairītos no traucējumiem no Kuipera jostas). Otrkārt, eksoplanētai vajadzēja griezties ap citu zvaigzni kopā, kas atrodas lielā attālumā no tās (no simts astronomiskām vienībām). Tas ļautu Saulei pārvarēt tās pirmās zvaigznes ietekmi uz X planētu. Trešais nosacījums ir tāds, ka pēc Saules sagūstītas eksoplanētas ir iespējams reproducēt pašreizējo Saules sistēmas dinamisko konfigurāciju. Modelēšanā, kas veikta N ķermeņa problēmas ietvaros, astronomi ir parādījuši, ka var izpildīt visus trīs nosacījumus.
Astronomi uzskata, ka kopu fāze ilgst apmēram simts miljonus gadu, un tas ir pilnīgi pietiekami, lai masīvu un attālinātu planētu (piemēram, Neptūna) sadalījumu starp smagākajām zvaigznēm. Līdzīgi var izskaidrot daudzu trans-Neptūnijas objektu raksturu Kuipera joslā - tos, kas atrodas 30 līdz 55 astronomisko vienību attālumā no Saules.
Lai sakoptu
X planēta, pēc spāņu un britu astronomu domām, spēj izjaukt debess ķermeņu orbītas Saules sistēmā un izmest tos no tās. Zinātnieki analizēja X planētas ietekmi uz sešu galēju objektu kustību ārpus Neptūna orbītas, kuru pusvadošā ass pārsniedz 150 astronomiskās vienības, un perihēlijs ir 30 astronomiskās vienības.
Simulācijas ir parādījušas, ka pundurplanētas Sednas un kandidāta 2012 VP113 orbītas saglabāsies stabilas nākamos simtus miljonus gadu. No otras puses, trans-Neptūnijas objektu trajektorijas 2004 VN112, 2007 TG422 un 2013 RF98 (šie debess ķermeņi sasniedz 100-300 kilometru diametru) ir nestabili un dažu desmitu miljonu gadu laikā X planēta tos var izmest no Saules sistēmas.
Arī X planētas, franču un brazīliešu astronomu ietekme izskaidroja Saules sistēmas Laplasa plaknes slīpumu. Zinātnieki pārbaudīja četru milzīgo planētu - Jupitera, Saturna, Urāna un Neptūna - dinamiku. Katrs no šiem debess ķermeņiem ietekmē Saules sistēmas kopējo leņķisko impulsu vektoru perpendikulāri Laplasa plaknei. Astronomi ir izpētījuši X planētas ietekmi uz Sauli un milzu planētām. Izrādījās, ka šis efekts izskaidro sešu grādu slīpumu starp Laplasa plakni un Saules ekvatora plakni.
Analītiskajā modelī ir aprakstīts slīpuma lielums atkarībā no masas, ekscentriskuma (orbītas pagarinājuma parametra), X planētas orbītas pusvadošās ass un milžu īpašībām. Dažas dienas pirms šī atklājuma publicēšanas astronome Elizabete Beilija sadarbībā ar X planētas atklājējiem sniedza līdzīgus secinājumus.
Saules kustības modelis
Attēls: arXiv.org
Daži zinātnieki ir mēģinājuši izvirzīt arī pārdrošākas hipotēzes. Astrofiziķi Daniels Vitmeiers un Džons Matss no Amerikas Savienotajām Valstīm vainoja Planētu X par dzīvnieku masveida izmiršanu uz Zemes ik pēc 27 miljoniem gadu. Teorija ir balstīta uz faktu, ka Planētas X rotācijas orbīta ap Sauli lēnām sliecas un ik pēc 27 miljoniem gadu šķērso Kuipera joslu (atrodas 30 līdz 55 AU attālumā no Saules). Tas noved pie gravitācijas traucējumiem, un planēta X izstumj komētas no Kuipera jostas Saules sistēmas iekšienē. Viņi bombardē planētas (ieskaitot Zemi). Tuvojoties Saulei, tie sadalās fragmentos, un saules gaismai ir grūti sasniegt debess ķermeņus (ieskaitot Zemi).
Pēc zinātnieku domām, šis scenārijs ir vispieņemamākais, lai kosmiski izskaidrotu dzīvnieku masveida izmiršanu. Divi citi scenāriji - otrās zvaigznes klātbūtne blakus Saulei un zvaigznes vertikālās svārstības, kad tā rotē ap galaktikas centru, kā atzīmē autori, nesaņem paleontoloģisku apstiprinājumu. Pirmo reizi Whitmeier un Mats izvirzīja savu hipotēzi 1985. gadā. Viņu pētījumus publicēja Nature and Time (ar attēlu uz vāka). Saskaņā ar sākotnējo zinātnieku hipotēzi, X planēta ir vienu līdz piecas reizes smagāka par Zemi un atrodas simtreiz tālāk no Saules.
Ko tālāk
Astronomi Karloss un Rauls de la Fuente Markoss uzskata, ka ārpus Plutona orbītas atrodas nevis viena, bet divas superzemes. Pieejamie dati par Sedna, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 un 2013 RF98 perihēlijas precesiju, pēc autoru darba domām, ir labs izskaidrojums, ja pieņemam, ka ir vismaz divi milzu debess ķermeņi, no kuriem viens var būt Planēta X. Kopš 2014. gada Karloss un Rauls de la Fuente Markoss runāja par divu superzemju pastāvēšanas iespēju ārpus Plutona.
Visi secinājumi par X planētu balstās nevis uz tiešiem novērojumiem, bet gan uz tās ietekmes uz citiem debess ķermeņiem analīzi un datormodelēšanas datiem. Pēc astronomu domām, tiešai X planētas atklāšanai pietiek ar 20 dienu novērojumiem Japānas Subaru observatorijā Havaju salās (ASV). Zinātnieki cer tam rezervēt laiku observatorijā. Tad, pēc Brauna un Batigina domām, Planētas X pastāvēšana tiks galīgi pierādīta.
Andrejs Borisovs