Идея о том, что на внешних границах Солнечной системы может находиться огромная, до сих пор не обнаруженная планета, существует ещё с 1930-х годов, когда был открыт Плутон. Известная как Планета X, она рассматривалась выдающимися астрономами как объяснение орбиты Урана, которая отклоняется от пути орбитального движения, ожидаемого с точки зрения физики. Предполагалось, что причиной этого расхождения может быть гравитационное притяжение неизвестной планеты, в несколько раз превышающей размер Земли.
Однако эта загадка была в конечном итоге объяснена пересчётом массы Нептуна в 1990-х годах. Но затем в 2016 году астрономы Константин Батыгин и Майк Браун из Калифорнийского технологического института (Caltech) выдвинули новую теорию о потенциальной «планете девять».
Их теория связана с поясом Койпера — гигантским поясом карликовых планет, астероидов и других объектов, который находится за Нептуном (и включает Плутон). Многие объекты пояса Койпера, также известные как транснептуновые объекты, были обнаружены вращающимися вокруг Солнца, но, как и Уран, они делают это не в непрерывном ожидаемом направлении. Батыгин и Браун утверждали, что что-то с большим гравитационным притяжением должно влиять на их орбиту, и предложили «планету девять» в качестве потенциального объяснения.
Это можно сравнить с тем, что происходит с нашей Луной. Она совершает оборот вокруг Солнца каждые 365,25 дня, что соответствует ожиданиям, основанным на их расстоянии друг от друга. Однако гравитационное притяжение Земли таково, что Луна также совершает оборот вокруг планеты каждые 27 дней. С точки зрения стороннего наблюдателя, Луна движется по спирали. Аналогично многие объекты в поясе Койпера демонстрируют признаки того, что на их орбиту влияет нечто большее, чем просто гравитация Солнца.
Хотя астрономы и учёные-космонавты изначально скептически относились к теории «планеты девять», благодаря всё более мощным наблюдениям накапливались доказательства того, что орбиты транснептуновых объектов действительно хаотичны. Как сказал Браун в 2024 году: «Я думаю, что вероятность того, что «планеты девять» не существует, очень мала. В настоящее время нет других объяснений наблюдаемым эффектам, а также множеству других эффектов, вызванных «планетой девять», которые мы наблюдаем в Солнечной системе».
В 2018 году, например, было объявлено, что существует новый кандидат в карликовые планеты, вращающийся вокруг Солнца, известный как 2017 OF201. Этот объект имеет размеры около 700 км в поперечнике (Земля примерно в 18 раз больше) и имеет сильно эллиптическую орбиту. Отсутствие примерно круговой орбиты вокруг Солнца предполагает либо столкновение в начале его жизни, которое вывело его на этот путь, либо гравитационное влияние «планеты девять».
С другой стороны, если «планета девять» существует, почему её до сих пор никто не нашёл? Некоторые астрономы ставят под сомнение наличие достаточного количества данных об орбитах объектов пояса Койпера, чтобы делать какие-либо выводы о её существовании, в то время как для объяснения их движения выдвигаются альтернативные объяснения, такие как эффект кольца обломков или более фантастическая идея о небольшой чёрной дыре.
Самая большая проблема, однако, заключается в том, что внешняя Солнечная система просто недостаточно наблюдалась. Например, период обращения объекта 2017 OF201 составляет около 24 000 лет. Хотя орбитальный путь объекта вокруг Солнца можно определить за короткое число лет, любые гравитационные эффекты, вероятно, потребуют четырёх-пяти оборотов, чтобы заметить какие-либо тонкие изменения.
Новые открытия объектов в поясе Койпера также поставили под сомнение теорию «планеты девять». Последний из них известен как 2023 KQ14, объект, обнаруженный телескопом Subaru на Гавайях. Он известен как «седноид», что означает, что он проводит большую часть своего времени далеко от Солнца, хотя и в пределах обширной области, в которой Солнце имеет гравитационное притяжение (эта область находится примерно в 5 000 а. е. или астрономических единиц, где 1 а. е. — расстояние от Земли до Солнца). Классификация объекта как седноида также означает, что гравитационное влияние Нептуна на него практически не влияет.
Ближайшее приближение 2023 KQ14 к Солнцу составляет около 71 а. е., в то время как его самая удалённая точка — около 433 а. е. Для сравнения, Нептун находится примерно в 30 а. е. от Солнца. Этот новый объект также имеет очень эллиптическую орбиту, но она более стабильна, чем у 2017 OF201, что предполагает, что никакая крупная планета, включая гипотетическую «планету девять», не оказывает значительного влияния на его путь. Если «планета девять» существует, она, возможно, должна находиться на расстоянии более 500 а. е. от Солнца.
Тем не менее, остаётся вероятность того, что огромная планета всё ещё может влиять на орбиты тел в поясе Койпера. Но способность астрономов найти любую такую планету по-прежнему несколько ограничена ограничениями даже беспилотных космических путешествий. Потребуется 118 лет, чтобы космический корабль преодолел достаточно большое расстояние, чтобы обнаружить её, исходя из оценок скорости зонда NASA New Horizons.
Это означает, что нам придётся продолжать полагаться на наземные и космические телескопы для обнаружения чего-либо. Новые астероиды и далёкие объекты постоянно обнаруживаются по мере того, как наши возможности наблюдения становятся более детальными, что должно постепенно пролить больше света на то, что может быть там, в космосе. Так что следите за этим (очень большим) пространством, и давайте посмотрим, что появится в ближайшие годы.
Предоставлено: The Conversation.