22 января 2016Наука
18811

Без пяти минут девять

Что нам хочет сообщить новая, девятая, планета Солнечной системы

текст: Борислав Козловский
Detailed_picture© Caltech / R. Hurt (IPAC)

В 1952 году в статье «Есть ли Бог» математика и философа-позитивиста Бертрана Рассела появилось знаменитое рассуждение про чайник в космосе: «Если бы я стал утверждать, что между Землей и Марсом вокруг Солнца по эллиптической орбите вращается фарфоровый чайник, никто не смог бы опровергнуть мое утверждение, добавь я предусмотрительно, что чайник слишком мал, чтобы обнаружить его даже при помощи самых мощных телескопов».

Существовать в статусе чайника Рассела — то ли они есть, то ли нет, доказать нельзя — судьба многих тел в Солнечной системе. Все, что меньше 50 метров в диаметре (это высота 16-этажки), современные земные телескопы не имеют никаких шансов заметить; об этом часто говорят в связи с возможностью, что однажды такая летающая шестнадцатиэтажка без предупреждения врежется в Землю и убьет взрывом от удара десятки миллионов человек.

А может ли оставаться незамеченным небесное тело больше Земли? Похоже, что может, и это полноценная девятая планета. В отличие от остальных восьми и даже разжалованного из планет Плутона, ее пока никто не видел, однако астрономы утверждают, что она просто обязана быть.

20 января Astronomical Journal опубликовал научную статью с понятным названием «Свидетельства существования в Солнечной системе удаленной гигантской планеты». Если она существует, то тяжелее Земли минимум в 10 раз, твердая, ледяная и делает один оборот вокруг Солнца за 10—20 тысяч лет. И даже в самой близкой точке своего маршрута она все равно в 250 раз дальше от нас, чем Солнце (поэтому на роль мифической планеты Нибиру или триеровской Меланхолии, которая приблизится вплотную и разорвет Землю, никак не годится — эта планета держит с нами дистанцию).

Каменная девятая планета — возможно, несостоявшаяся заготовка для планеты-гиганта вроде Юпитера, выброшенная на периферию гравитационным возмущением.

Вся статья — развернутое теоретическое рассуждение: такая планета хорошо бы объяснила неестественно вытянутые орбиты других транснептуновых тел — малых планет Седна, 2012 VP113 и некоторых других соседей Плутона по поясу Койпера. Списать их поведение на чистый случай — без участия какой бы то ни было дополнительной планеты-гиганта — можно, но только с вероятностью 0,007 процента.

Авторы статьи — двое астрономов из Калифорнийского технологического университета, и оба с именем. У профессора Майкла Брауна в 2010-м вышла книга «Как я убил Плутон и почему это было неизбежно». В 2003-м Браун открыл малую планету Седна и спровоцировал в Международном астрономическом союзе дискуссию о том, что считать планетой, а что не считать — в итоге статуса планеты лишился Плутон.

29-летний профессор-адъюнкт Калтеха Константин Батыгин (который в 13-летнем возрасте уехал с родителями из России) — тоже никакой не начинающий астроном. В январе 2015-го американский Forbes включил его в свою подборку молодых ученых «30 тех, кому нет 30». Его фамилия вот уже восемь лет упоминается то тут, то там в популярных журналах про науку уровня New Scientist или Scientific American. В 2008-м, к примеру, Батыгин просчитывал апокалиптический сценарий, согласно которому Солнечная система погибнет намного раньше, чем погаснет Солнце: через 40 миллионов лет из-за гравитационных возмущений одних планет другими движение станет хаотическим, потом Марс и Меркурий будут вышвырнуты далеко за орбиту Плутона, орбиты остальных планет изменятся необратимо, и Земле тоже ничего хорошего не светит. В 2010-м Батыгин описал ситуацию, когда газовые гиганты вроде Юпитера начинают вести себя как медведь-аллергик, покусанный пчелами: разбухают под воздействием почти невесомого роя космических частиц.

© Caltech / R. Hurt (IPAC)

Все эти исследования выбиваются из логики, которую со школьного кабинета астрономии навязывает учебно-наглядный макет Солнечной системы с электромотором, где в роли планет — шарики на стержнях. В макете у каждой планеты — своя орбита, заданная раз и навсегда припаянным стержнем, имитирующим солнечное притяжение. Кроме этого притяжения к шарику в центре, их больше ничего не связывает, планеты автономны, как острова, и вместе им не сойтись.

Для моделей Батыгина, пытающихся учесть сложность реального космоса, это неверно: здесь все влияет на все, и вместо однажды воткнутого в розетку электромотора, который вечно гоняет одни и те же тела по кругу, — неустойчивое равновесие, когда взмах крыльев бабочки на одном конце света вызывает бурю на другом.

Малые воздействия с большими последствиями описывает физическая теория возмущений. Батыгин с Брауном целенаправленно искали такое гравитационное возмущение, которое могло заставить целое семейство транснептуновых малых планет сгруппироваться и занять свои нынешние сильно вытянутые орбиты. Это возмущение, скорее всего, создают периодические встречи легких малых планет с одной тяжелой — той самой невидимой девятой планетой-гигантом. Все ее свойства астрономы вывели из параметров орбиты уже открытых объектов, Седны и еще пяти других.

Газовые планеты-гиганты начинают вести себя как медведь-аллергик, покусанный пчелами: разбухают под воздействием почти невесомого роя космических частиц.

Новая твердая планета-гигант плохо вписывается в ряд, который начинается с небольших твердых планет вроде Меркурия, Венеры и Земли, продолжается газовыми гигантами и заканчивается каменной крошкой на периферии — транснептуновыми малыми планетами. Почему за ними снова идет нечто большое? По одной из гипотез, это несостоявшееся ядро-заготовка для планеты-гиганта вроде Юпитера, выброшенное на периферию ранней Солнечной системы такими же гравитационными возмущениями, которые в будущем могут вышвырнуть наружу Марс и Меркурий.

Легко ли эту гипотетическую планету будет найти? Не очень: она в 10—30 раз дальше от Солнца, чем Плутон (который в лучшие телескопы Земли выглядит тусклой мутной точкой), и вдобавок Солнце подсвечивает ее поверхность в десятки тысяч раз слабее, чем поверхность Земли. Словом, этот чайник Рассела и очень далекий, и очень темный. Так что искать его в очень большой и темной космической комнате будет как минимум любопытно.

Когда (и если) открытие все-таки сделают, астрономам придется переопределять границы Солнечной системы, которые когда-то проводили прямо за орбитой Плутона, а сейчас связывают с гелиопаузой — местом, где давление межзвездной среды останавливает солнечный ветер. По расчетам, самая дальняя точка орбиты новой планеты лежит в несколько раз дальше гелиопаузы. Поэтому сама планета — не главный приз в этой игре. Ее роль — как у какого-нибудь непригодного для жизни каменного острова, едва торчащего из воды, который позволяет государству сдвинуть свои морские границы на сотни километров вглубь океана.

Понравился материал? Помоги сайту!

Подписывайтесь на наши обновления

Еженедельная рассылка COLTA.RU о самом интересном за 7 дней

Лента наших текущих обновлений в Яндекс.Дзен

RSS-поток новостей COLTA.RU

Сегодня на сайте