Загадка девятой планеты

Астрономия, подталкиваемая новыми технологиями, переживает второе рождение — если позволено сказать такое применительно к самой древней из наук. Мы считаем экзопланеты тысячами, вплотную подошли к прямому изучению чёрных дыр, продвинулись в понимании вакуума, развили теорию звёзд.

Всего не перечислишь, но вы должны согласиться, что «звёздный дождь», осыпавший астрономов в последние годы, привёл к парадоксальному перекосу и в отношении к ним — со стороны не только широких масс, но и (не буду показывать пальцем) самих астрономов.

Стало модным и даже как будто правильным встречать известие об очередном открытии снисходительной улыбкой: мол, ох уж эти звездочёты, опять чего-то там насчитали! Именно так было встречено и сообщение об обнаружении «на кончике пера» новой планеты Солнечной системы, претендующей на освободившийся недавно девятый номер.

И это — совершенно несправедливо по отношению к работе, которая в любой другой момент истории была бы принята как революционный прорыв.

О Девятой планете (Planet Nine) за неделю не написал только ленивый, так что я не стану пересказывать историю полностью, а повторю лишь детали, без которых не обойтись. Авторами — двое американских астрономов: Майк Браун и Константин Батыгин.

Второй действительно имеет российские корни, но был увезён из страны ещё ребёнком и теперь занимается, в частности, компьютерным моделированием космических систем. Первый же известен как человек, «убивший» Плутон: это он, один за другим, открыл несколько сравнимых по размеру с Плутоном объектов в поясе Койпера и тем самым спровоцировал дискуссию, приведшую к лишению девятой планеты планетарного статуса (подробнее см. «New Horizons на подлёте к Плутону»).

Сегодня Плутон и ему подобные официально наречены карликовыми планетами или плутоидами.

Тот факт, что новая «планета» «обнаружена» только «на бумаге», плюс то, что один из авторов чистый теоретик, а другой уже совершил всё, чему позавидует любой астроном, плюс общее снисходительное отношение к науке о звёздах, сделало Брауна с Батыгиным мишенью для критики. Смысл которой, не сильно соврав, можно сформулировать так: а не слишком ли жирно вам, ребята, претендовать на статус первооткрывателей?

Планета Девять и шесть плутоидов, ей противостоящих. В центре схемы Солнце и (мелко) орбиты восьми планет.

Вид перпендикулярно плоскости эклиптики.

А смысл работы, в общем, простой. Прослышав от коллег о странном поведении дюжины известных объектов в поясе Койпера (один из которых — плутоид Седна, открытый Брауном же), Браун с Батыгиным, работающие в одном университете чуть ли не в соседних кабинетах, решили выяснить, чем такое поведение можно объяснить.

Эти объекты, список которых потом сократили до шести, имеют общего то, что вращаются вокруг Солнца по очень вытянутым эллипсам, наклонённым к эклиптике (плоскости, в которой движутся планеты Солнечной системы), и в ближней к Солнцу точке эклиптику пересекают.

Что могло сформировать такие странные, но одинаковые орбиты? Отбрасывая версию за версией, они в конце концов остановились на идее о существовании массивного «противовеса», сравнимого массой с Землёй или более, обращающегося вокруг Солнца по похожему эллипсу, но вытянутому в обратную сторону.

Этот таинственный противовес делает полный оборот вокруг светила вдвое реже своих маленьких «друзей», но благодаря хитрой игре орбит и гравитации, создаёт резонанс и делает их (шести объектов) орбиты стабильными.

Компьютерное моделирование (проводившееся, кстати, на суперкомпьютере и отнявшее тем не менее месяцы) показало, что такая необычная структура возможна. Но самое важное, что дальнейшие наблюдения совпали с моделью несколько раз: в частности, нашлись предсказанные на модели малые тела, выброшенные «планетой-противовесом» перпендикулярно эклиптике.

Это и стало решающим доводом в пользу публикации работы. Дальнейшее вы знаете: скандал…

Та же модель, вид сбоку.

Что ж, мы привыкли называть открытием что-то, подтверждённое визуально, объективно. И позабыли, что планеты когда-то открывались именно за письменным столом: так был «вычислен» Нептун, так же впоследствии Плутон (у которого особое место в этой истории, но об этом позже).

Ждать же обнаружения Девятки, вероятно, придётся долго.

Проблема в том, что симуляция дала лишь приблизительные параметры орбиты нового тела — что при его огромной удалённости от Солнца (200 астрономических единиц в перигелии, 1200 а.е. в афелии, период обращения около 15 тысяч лет; сравните с Плутоном, который уходит от светила максимум на 50 а.е. и тратит на один оборот вокруг Солнца всего 248 лет) и сравнительно небольших размерах (максимум 4х земных) делают его слишком слабым объектом даже для современных инструментов, ориентированных на поиск удалённых малых тел (вроде использовавшихся в масштабном исследовании WISE). Поэтому хоть Браун и предполагает обнаружение планеты в течение пяти лет, правильней будет считать это оптимистичным сценарием.

Так, вероятно, выглядит Планета Девять вблизи. Скорее всего это газовый гигант, а температура на поверхности не превышает 20 градусов Кельвина.

Что в ни в коей мере не должно умалять значимости работы. Задумайтесь: впервые за полтора века (фактически, впервые после предсказания Плутона, о котором опять-таки ниже) и бесчисленных теорий и гипотез, предполагающих существование в Солнечной системе скрытых от глаз планет или даже звёзд, периодически «навещающих» внутренние области и устраивающих хаос, у нас на руках улики, свидетельствующие о существовании такого объекта!

И не поддавайтесь на провокации: если Девятка обнаружится, то она будет называться именно планетой, а не плутоидом — в этом не может быть никаких сомнений.

Дело в том, что плутоиды и прочие объекты в поясе Койпера и далее — это невесомый хлам, оставшийся со времён формирования Солнечной системы. Плутон служит отличным примером: его масса выражается тысячными долями земной!

Той же породы Седна, Эрида, Хаумеа, Макемаке и, вероятно, прочие плутоиды.

Но Девятка — совсем другое дело: её масса должна быть в разы больше земной, что делает её родственником планет-гигантов (Уран, например, массивней Земли всего в 14 раз). Вероятно, она сформировалась вместе с другими протопланетами и была выброшена на эллипсоидную орбиту в ранний период формирования нашей системы в результате близкого знакомства с другой планетой-гигантом.

Она в десятки тысяч раз массивней плутоидов. Поэтому — никаких вопросов: это настоящая, полноценная планета.

И вот тут самое время вспомнить про Плутон. Открытый «на кончике пера» в середине XIX века — по слабым отклонениям Нептуна от ожидаемой орбиты — Плутон был обнаружен визуально почти век спустя.

И только после его обнаружения выяснилось, что предсказание было ошибочным: Нептун от своей орбиты не отклоняется (ошибки наблюдений!), да и тело такой незначительной массы как Плутон оказать заметного влияния на гигантский Нептун всё равно не могло. Иначе говоря, почти век научный поиск в Солнечной системе был движим ошибочной теорией.

Но сколько всего он породил! Новые обсерватории, новые открытия, новые имена!

Подталкиваемые научным интересом или жаждой славы, учёные и энтузиасты (Плутон открыл самоучка, работавший в Обсерватории Лоуэлла, выстроенной на деньги любителя), хочется верить, ринутся теперь на штурм новой вершины. Поиск Планеты Девять, правда, потребует инструментов более сложных, чем возможно построить в домашних условиях.

Но ведь и живём мы во времена иные, нежели сверстники Лоуэлла и Томбо. Того и гляди объявят краудсорсинговый проект по разбору космических снимков с какой-нибудь орбитальной обсерватории.

И это кажется хорошей идеей, учитывая значимость задачи.

Поэтому довольно лицемерия! Скажем лучше спасибо Брауну и Батыгину за новый неожиданный интерес.

P.S. В статье использованы иллюстрации FindPlanetNine.com, Caltech.

Тайна третьей планеты | Советский мультфильм для детей