Многие годы астрономы искали таинственную девятую планету, скрывающуюся в тёмных глубинах нашей Солнечной системы. Теперь группа исследователей применила совершенно иной подход к этой космической детективной истории — они ищут не отражённый солнечный свет, а тепловое излучение планеты.
История начинается с загадки во внешней части Солнечной системы. Учёные заметили, что небольшие ледяные тела, называемые объектами пояса Койпера, которые вращаются далеко за орбитой Нептуна, как будто сгруппированы необычным образом. Их орбиты выровнены в узоры, которые не могут существовать только случайно.
Наиболее заманчивое объяснение — существование массивной, ещё не открытой планеты (получившей название «Планета Девять»), которая гравитационно направляет эти далёкие объекты на их странные орбиты.
Если Планета Девять существует, то она будет настоящим гигантом, примерно в 5–10 раз превышающим массу Земли, и будет вращаться где-то на расстоянии в 400–800 раз большем, чем расстояние от Солнца до нашей планеты. На таком огромном расстоянии она была бы невероятно тусклой, и её было бы почти невозможно обнаружить с помощью традиционных телескопов, которые полагаются на обнаружение отражённого солнечного света.
Новый подход
Исследователи под руководством Амоса Чена из Национального университета Цинь Хуа поняли, что поиск теплового излучения Планеты Девять может быть гораздо более эффективным, чем поиск её отражённого света. Вот почему: когда вы удваиваете расстояние от Солнца, отражённый свет становится в 16 раз слабее (это следует из закона, который учёные называют обратной четвёртой степенью). Но тепловое излучение, тепло, которое естественным образом испускают все объекты, становится только в четыре раза слабее, когда вы удваиваете расстояние.
Команда обратилась к данным, полученным с помощью AKARI, японского космического телескопа, который провёл наиболее чувствительное исследование всего неба в дальнем инфракрасном свете — идеальном диапазоне длин волн для обнаружения теплового излучения холодной далёкой планеты.
Исследователи сосредоточили свой поиск на определённом участке неба, где, по данным компьютерного моделирования, Планета Девять, скорее всего, будет найдена, основываясь на орбитальных моделях объектов пояса Койпера. Затем перед ними встала сложная задача — отличить медленно движущуюся планету от бесчисленных звёзд, галактик и космического мусора, которые населяют этот регион.
Планета Девять должна казаться неподвижной в течение одного дня, но показывать заметное движение в течение нескольких месяцев. Сравнивая наблюдения AKARI, сделанные в разное время, они могли идентифицировать объекты с таким специфическим типом движения, отфильтровывая при этом космические лучи, фоновые галактики и другие ложные сигналы.
После тщательного анализа исследователи обнаружили двух кандидатов. Оба объекта находятся в предсказанном местоположении и излучают количество инфракрасного света, которое, согласно теории, должна производить Планета Девять. Хотя это не является окончательным доказательством, это представляет собой наиболее перспективный след в поисках скрытого гиганта нашей Солнечной системы. Их работа опубликована в «Publications of the Astronomical Society of Australia».
Эти открытия знаменуют собой важную веху, но путь ещё не пройден. Кандидатам требуются дополнительные наблюдения с помощью более мощных телескопов, чтобы подтвердить, действительно ли они движутся способами, соответствующими Планете Девять, или же они являются самозванцами, возможно, фоновыми галактиками или другими астрономическими объектами.
Если открытие подтвердится, оно революционизирует наше понимание того, как формировалась и развивалась наша Солнечная система. Это также продемонстрирует силу творческого подхода к астрономическим поискам. Иногда лучший способ что-то найти — не смотреть прямо на это, а почувствовать его тепло.