Den 20. januar 2016 meddelte forskerne Konstantin Batygin og Michael Brown fra California Institute of Technology, at de havde fundet beviser for en massiv planet ved kanten af solsystemet. Baseret på matematiske og computersimuleringer forudsagde de, at planeten skulle være superjord, to til fire gange jordens størrelse og 10 gange mere massiv. De beregnede også, at i betragtning af planetens afstand og dens ekstremt aflange bane, kredser planeten om solen i 10.000-20.000 år.
Siden da har mange forskere reageret med deres egen forskning om den mulige eksistens af denne mystiske "niende planet", som den midlertidigt blev døbt. En af de seneste undersøgelser blev udført ved University of Arizona. Forskere har vist, at de ekstreme excentriciteter af fjerne Kuiper-bæltegenstande kan indikere, at de tidligere har krydset en massiv planet.
På det tidspunkt var det allerede kendt, at der er flere genstande i Kuiper-bæltet, hvis dynamik er forskellig fra andre. Mens de fleste af dem er underlagt tyngden af gaskæmperne i deres nuværende bane (såsom Neptun), har nogle medlemmer af den spredte skive i Kuiper-bæltepopulationen usædvanligt tætte kredsløb.
Da Batygin og Brown først meddelte deres fund i januar, bemærkede de, at disse objekter var stærkt grupperet i forhold til positionerne for deres perihelier og orbitale planer. Derudover viste deres beregninger, at chancerne for, at et sådant arrangement dannes ved et uheld, er ekstremt små (sandsynligheden blev estimeret til 0,007%).
I stedet foreslog de, at en fjern excentrisk planet var ansvarlig for at bestemme banerne for disse objekter. Til dette skal planeten være ti gange mere massiv end Jorden, og dens bane skal ligge i det samme plan (men med en perihel 180 grader afbøjet fra periheliet af objekter).
En sådan planet giver ikke kun en forklaring på tilstedeværelsen af meget periheliske Sedna-lignende objekter, det vil sige planetoider med ekstremt excentriske baner omkring solen. Det hjælper også med at forklare, hvor fjerne og stærkt afbøjede genstande fra det ydre solsystem kommer fra, da deres oprindelse stadig er uklar til i dag.
I deres arbejde tog forskere fra University of Arizona - inklusive professorer Renu Malhotra, Dr. Katrin Volk og Jiang Wong - et andet perspektiv. Hvis den niende planet krydsede med visse meget excentriske Kuiper-bæltegenstande, spekulerede de, chancerne er store for, at dens bane er i resonans med disse objekter.
Salgsfremmende video:
Så små kroppe blev konstant skubbet ud af solsystemet på grund af møder med store genstande, der krænkede deres kredsløb. For at undgå udstødning skal små kroppe være beskyttet af orbital resonans. Og selvom disse små og store genstande kan krydse banestier, kommer de aldrig tæt nok til at have en stærk effekt på hinanden.
Sådan forblev Pluto en del af solsystemet på trods af at han havde en excentrisk bane, der periodisk krydser Neptuns sti. Selvom kredsløbene mellem Neptun og Pluto krydser hinanden, kommer de aldrig tæt nok til, at Neptuns indflydelse skubber Pluto ud af solsystemet. Af samme grund har forskere foreslået, at Kuiper Belt-objekterne, der er bemærket af Batygin og Brown, kan være i kredsløbsresonans med den niende planet.
I et brev til Universe Today fortalte Malhotra, Wolf og Wong følgende:
”De Kuiper-bæltegenstande, som vi har studeret i vores arbejde, adskiller sig fra andre, fordi de har meget fjerne og meget aflange baner, men deres nærmeste tilgang til Solen er ikke tæt nok til at blive væsentligt påvirket af Neptun. Således har vi seks af disse objekter, hvis kredsløb er lidt påvirket af de kendte planeter i vores solsystem. Men hvis i flere a. Det vil sige, at der var en anden planet fra solen, endnu ikke opdaget, den ville påvirke seks af disse objekter."
Efter at have studeret omløbstidene for et antal objekter - Sedna, 2010 GB174, 2004 VN112, 2012 VP113 og 2013 GP136 - konkluderede de, at en hypotetisk planet med en orbitale periode på 17.117 år (med en semiaxis på 665 AU) nødvendigvis skal have periodiske forbindelser med disse genstande. Dette passer til parametrene for 10.000-20.000 år af den orbitale periode, som Batygin og Brown talte om.
Deres analyse antager også antagelser om, hvilken slags resonans planeten har med de udpegede objekter. Omkringstiden for Sedna skal være i resonans med planeten ved 3: 2, 2010 GB174 - 5: 2, 2994 VN112 - 3: 1, 2004 VP113 - 4: 1, 2013 GP136 - 9: 1. En sådan resonans kunne simpelthen ikke have dannet sig i fravær af en stor planet.
”For at en håndgribelig resonans kan manifestere sig i det ydre solsystem, skal et af objekterne have en masse, der kan have en stærk tyngdekraft på den anden,” skriver forskerne. "Usædvanlige Kuiper-bæltegenstande er ikke massive nok til at genlyde hinanden, men det faktum, at deres kredsløb falder i regionen med enkle forhold, kan betyde, at de er i resonans med et massivt usynligt objekt."
Hvad der er særlig opmuntrende er, at deres fund kan indsnævre rækkevidden af mulige placeringer for planet ni. Da hver orbitalresonans giver en geometrisk forbindelse mellem de involverede kroppe, kan resonanskonfigurationerne af disse objekter hjælpe astronomer med at finde de rigtige punkter i vores solsystem til at søge efter.
Men selvfølgelig indrømmer Malhotra og hendes kolleger åbent, at der er flere ukendte variabler, og yderligere observation med forskning er nødvendig for at bekræfte eksistensen af den niende planet:
”Der er en hel del usikkerheder. Banerne på disse ekstreme Kuiper-bæltegenstande er ikke velkendte, fordi de bevæger sig meget langsomt på himlen, og vi observerer kun en lille brøkdel af deres banebevægelse. Så deres omløbstider kan afvige fra de nuværende estimater, og nogle af dem kan komme ud af resonans med en hypotetisk planet. Der er også muligheden for, at omløbsperioderne for disse objekter er relateret; vi har endnu ikke observeret mange sådanne objekter, og vi har begrænsede data."
Astronomer, og vi vil afvente yderligere observationer og beregninger. Men i mellemtiden må vi indrømme, at muligheden for eksistensen af den niende planet er meget spændende. Måske i rækken af planeterne i vores solsystem vil der igen være alle ni krigere (undskyld Pluto).