A Naprendszer kilencedik bolygójának lehetséges létezése 2016 januárjában vált ismertté. Az X bolygó a Nap forgástengelyének dőlésével, a bolygórendszer megsemmisülésével és a Földön kataklizmák előfordulásával társul. Ugyanakkor a tudósok előrehaladtak ennek az égitestnek a Naprendszerben betöltött szerepének megértésében, modellezték belső szerkezetét és hipotéziseket javasoltak az X bolygó eredetének magyarázatára. A "Lenta.ru" a legújabb kutatásokról mesél.
Az X bolygó lehetséges felfedezéséről a Plútó pályáján kívül Mike Brown és Konstantin Batygin csillagászok számoltak be a kaliforniai Pasadenai Műszaki Intézetből (USA). A Naprendszer valószínű kilencedik bolygója körülbelül tízszer nehezebb, mint a Föld, és a csillag körül hosszúkás pályán (és a Föld pályájához képest dőlt síkban) forog 15 ezer éves periódus alatt. Fizikai és kémiai tulajdonságait tekintve hasonlít az Uránusz és a Neptunusz jégóriásokra. Brown és Batygin szerint ezt a 4,5 milliárd évvel ezelőtti űrobjektumot a Nap közelében kiütötték a protoplanetáris lemezről.
A Naptól a legközelebbi távolság 200 csillagászati egység (ez hétszer több, mint a Naptól a Neptunuszig). Az X bolygó maximális távolságát 600-1200 csillagászati egységre becsülik, amely pályáját a Kuiper-övön kívülre helyezi, amelyben a Plútó található. Brown és Batygin 0,007 százalékra becsülik a hiba valószínűségét. A tudósok felfedezték az új bolygót a gravitációs zavar elemzésével, amelyet más égitestekre gyakorol.
Fizika és kémia
Esther Linder és Christoph Mordasini csillagászok a Berni Egyetemről (Svájc) a következő következtetésekre jutottak ennek az égitestnek a fizikai-kémiai tulajdonságairól. A sugár a Földé 3,7-szerese. A hidrogénből és héliumból álló légkör hőmérséklete mínusz 226 Celsius fok. A gázburkolat alatt van egy mínusz 63 Celsius-fokos vízjégréteg. Még mélyebbre - egy vékony réteg szilikát palást, amely alatt vasmag van elrejtve. Hőmérsékletét 3,4 ezer Celsius-fokra becsülik. A csillagászok szerint az X bolygó körülbelül ezerszer több energiát bocsát ki, mint amennyit elnyel, és fokozatosan lehűl. A tudósok úgy vélik, hogy az X bolygó az Uránusz és a Neptunusz gázóriások kisebb példánya.
Az X bolygó lehetséges szerkezete
Promóciós videó:
Kép: Esther Linder, Christoph Mordasini, Bern Universität
Amerikai csillagász kollégák úgy vélik, hogy az X bolygó színe sötétkék, sötétebb, mint a Neptunusz, amelynek sötétkék árnyalata van az optikai tartományban, és az Urán a világoskék, gáznemű burkával. Mivel az X bolygó hőmérséklete rendkívül alacsony, gyakorlatilag nincs metángáz a légkörben, ellentétben a Neptunusz gázburkolatával. Ez a vegyület a tudósok szerint kondenzálódik és a bolygó légkörének vagy felhőinek tövében helyezkedik el.
Látogató vendég
Ha Brown és Batygin úgy véli, hogy az X bolygót kiütötték egy protoplanetáris korongról a Nap közelében, akkor svéd és francia kollégáik másképp gondolkodnak: az égitest egy exobolygó lehet, amelyet a Nap elfogott egy közeli csillagtól. Munkájuk során a tudósok egy olyan forgatókönyvet vettek figyelembe, amely szerint az X bolygót a Nap egy születési klaszterének másik csillagától fogta el. A nap több ezer fiatal csillag csoportjában helyezkedett el, és a bolygók kis sebességgel (körülbelül egy kilométer per másodperc) mozogtak közöttük.
Az X bolygó pályája (sárga színnel jelölve)
Kép: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Ehhez három feltétel egyidejű teljesítése szükséges. Először is, az X bolygónak a Nap általi elfogásának körülbelül 150 csillagászati egység távolságra kellett volna történnie tőle (a Kuiper-öv zavarainak elkerülése érdekében). Másodszor, az exobolygónak egy másik csillag körül kellett forognia egy fürtben, amely nagy távolságra volt tőle (száz csillagászati egységtől). Ez lehetővé tenné a Nap számára, hogy legyőzze első csillagának X bolygóra gyakorolt hatását. A harmadik feltétel az, hogy miután az exobolygót a Nap elkapta, lehetséges a Naprendszer aktuális dinamikus konfigurációjának reprodukálása. Az N-test probléma keretében végzett modellezés során a csillagászok kimutatták, hogy mindhárom feltétel teljesülhet.
A csillagászok úgy vélik, hogy a klaszter szakasz körülbelül százmillió évig tart, és ez elég elegendő a tömeges és távoli bolygók (például a Neptunusz) eloszlásához a legnehezebb csillagok között. Hasonlóképpen meg lehet magyarázni a Kuiper-övben található számos transz-neptuniai objektum természetét - amelyek a Naptól 30-55 csillagászati egység távolságra találhatók.
Feltakarítani
Az X bolygó a spanyol és a brit csillagászok szerint képes megzavarni a naprendszer égitestjeinek pályáját és kidobni őket belőle. A tudósok elemezték az X bolygó hatását a Neptunusz pályáján túli hat szélsőséges tárgy mozgására, amelyek féltengelye meghaladja a 150 csillagászati egységet, és a perihélion 30 csillagászati egység.
A szimulációk kimutatták, hogy a Sedna törpe bolygó és a 2012 VP113 jelölt pályája stabil marad a következő néhány száz millió évben. Másrészt a transz-neptuniai objektumok pályái a 2004 VN112, 2007 TG422 és 2013 RF98 (ezek az égitestek átmérője eléri a 100-300 kilométert) instabil, és több tízmillió év után kidobhatja őket a Naprendszerből az X bolygó.
Az X bolygó, a francia és a brazil csillagászok hatása is magyarázta a Naprendszer Laplace síkjának hajlását. A tudósok megvizsgálták a négy óriásbolygó - a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz - dinamikáját. Ezen égitestek mindegyike hatással van a Naprendszer teljes szögimpulzus-vektorára, merőleges a Laplace-síkra. A csillagászok tanulmányozták az X bolygó hatását a Napra és az óriásbolygókra. Kiderült, hogy ez a hatás magyarázza a Laplace-sík és a Nap-egyenlítő síkja közötti hat fokos dőlést.
Az analitikai modell leírja a dőlés mértékét a tömegtől, az excentricitástól (az orbitális megnyúlás paraméterétől), az X bolygó pályájának fél-fő tengelyétől és az óriások jellemzőitől függően. Néhány nappal ennek a felfedezésnek a közzététele előtt Elizabeth Bailey csillagász hasonló következtetéseket terjesztett elő az X bolygó felfedezőivel együttműködve.
Nap mozgás modell
Kép: arXiv.org
Néhány tudós merészebb hipotézisekbe is belevágott. Az asztrofizikusok, az amerikai Daniel Whitmeier és John Mats az X bolygót okolták az állatok 27 millió évenkénti tömeges kihalásáért a Földön. Az elmélet azon a tényen alapul, hogy az X bolygó Nap körüli forgásának pályája lassan megdől, és 27 millió évente átlépi a Kuiper övét (a Naptól 30-55 AU-ra található). Ez gravitációs zavarokhoz vezet, és az X bolygó az üstökösöket a Kuiper-övből tolja a naprendszer belsejébe. Bombázzák a bolygókat (beleértve a Földet is). A Naphoz közeledve töredékekre bomlanak, ami megnehezíti a napfény számára az égitestek (beleértve a Földet is) elérését.
A tudósok szerint ez a forgatókönyv a legalkalmasabb az állatok tömeges kihalásának kozmikus magyarázatára. Két másik forgatókönyv - egy második csillag jelenléte a Nap mellett és a csillag függőleges oszcillációi, amikor a galaxis közepe körül forog, amint azt a szerzők megjegyzik, nem kapnak paleontológiai megerősítést. Whitmeier és Mats 1985-ben vetették fel először hipotézisüket. Tanulmányukat a Nature and Time publikálta (kép borítóval). A tudósok eredeti hipotézise szerint az X bolygó egy-ötször nehezebb, mint a Föld, és százszor messzebb helyezkedik el a Naptól.
Mi a következő lépés
Carlos és Raul de la Fuente Marcos csillagászok úgy vélik, hogy a Plútó pályáján kívül nem egy, hanem két szuperföld van. A Sedna, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 és 2013 RF98 perihéliumprecessziójáról rendelkezésre álló adatok a szerzők munkája szerint jó magyarázat, ha legalább két óriási égitest jelenlétét feltételezzük, amelyek közül az egyik egy bolygó lehet. X. 2014 óta Carlos és Raul de la Fuente Marcos arról beszélnek, hogy két szuper-Föld létezhet a Plútón kívül.
Az X bolygóról szóló összes következtetés nem közvetlen megfigyeléseken alapul, hanem a többi égitestre gyakorolt hatásának elemzésén és a számítógépes modellezési adatokon. Csillagászok szerint 20 nap megfigyelés a hawaii (USA) japán Subaru Obszervatóriumban elegendő az X bolygó közvetlen felfedezéséhez. A tudósok remélik, hogy erre időt szánnak az obszervatóriumban. Ezután Brown és Batygin szerint az X bolygó létezése végre bebizonyosodik.
Andrej Boriszov