Во главе с Рену Малхотрой, регентским профессором планетарных наук в Лунно-планетарной лаборатории UA, команда обнаружила, что четыре объекта пояса Койпера с самыми длинными известными орбитальными периодами вращаются вокруг Солнца по шаблонам, которые легче всего объяснить наличием гипотетического «Планета девять» примерно в десять раз больше массы Земли. Малхотра представляет результаты на совместном 48-м заседании Отдела планетных наук Американского астрономического общества и 11-м Европейском конгрессе по планетарным наукам в Пасадене, Калифорния.По расчетам исследователей, такая гипотетическая планета будет совершать один оборот вокруг Солнца примерно каждые 17000 лет, а в самой дальней точке от нашей центральной звезды она будет отклоняться более чем на 660 астрономических единиц, при этом средняя а.е. между Землей и Солнцем.Ученые считают, что объекты в поясе Койпера, обширной области карликовых планет и ледяных скал, населяющих окраины нашей Солнечной системы за орбитой Нептуна, танцуют в основном под мелодию планет-гигантов, Сатурна, Юпитера, Урана и Нептуна, на которые оказали влияние по своей тяжести прямо или косвенно.
Однако есть несколько известных объектов пояса Койпера (KBO), которые вряд ли будут значительно нарушены известными планетами-гигантами на их текущих орбитах. Называемые авторами «экстремальными KBO» (eKBO), все они имеют чрезвычайно большой эксцентриситет орбиты, другими словами, они очень близко подходят к Солнцу в какой-то момент своего орбитального путешествия, только чтобы однажды уйти далеко в космос. они проходят мимо Солнца по длинным эллиптическим орбитам, которые уносят эти странные мини-миры на сотни а.е. от Солнца.«Мы проанализировали данные об этих самых далеких объектах пояса Койпера, — сказал Малхотра, — и заметили кое-что особенное, предполагающее, что они находятся в некотором резонансе с невидимой планетой».
В своей статье «Загоня в угол далекую планету с объектами чрезвычайно резонансного пояса Койпера» Малхотра и ее соавторы, Кэтрин Волк и Сянью Ван, указывают на особенности орбит крайних КБО, которые до сих пор оставались незамеченными: они обнаружили, что Отношения орбитальных периодов этих объектов близки к отношениям малых целых чисел. Примером этого может быть один KBO, который совершает обход вокруг Солнца один раз, в то время как другой занимает в два раза больше, или в три раза, или в четыре раза дольше и т. Д., Но не, скажем, в 2,7 раза дольше.По мнению авторов, такие соотношения могли бы возникнуть наиболее естественно, если бы орбитальные периоды крайних KBO были бы в малых целочисленных соотношениях с массивной планетой, что помогло бы стабилизировать высокоэллиптические орбиты eKBO.
Полученные данные подтверждают предыдущие работы других ученых, которые показали, что шесть из этих тел движутся по сильно эксцентричным орбитам, длинные оси которых указывают в одном направлении. Эта группировка орбитальных параметров самых далеких KBO предполагает наличие большого тела планетарного размера, которое контролирует их орбиты.В другой статье, опубликованной ранее в этом году, были представлены результаты численного моделирования, обеспечивающие диапазон возможностей для массы и орбиты такой гипотетической планеты, что могло бы объяснить наблюдаемую кластеризацию орбит eKBO.
«В нашей статье представлены более конкретные оценки массы и орбиты этой планеты, и, что более важно, ограничения на ее текущее положение на ее орбите», — сказал Малхотра.Расчеты команды также предполагают две вероятные орбитальные плоскости для планеты: одна умеренно близка к средней плоскости Солнечной системы и около средней плоскости четырех eKBO под углом примерно 18 градусов, а одна более крутая плоскость с наклоном примерно 48 градусов.
Хотя результаты обеспечивают дополнительную поддержку идеи потенциальной «Девятой планеты» и излагают возможные сценарии, авторы подчеркивают, что их статью не следует рассматривать как окончательное доказательство существования планеты.Во-первых, очень далекие и слабые KBO не наблюдались очень долго, и, учитывая их незначительное видимое движение во время чрезвычайно долгих путешествий вокруг Солнца, оценки их близости к отношениям целых чисел орбитальных периодов имеют неопределенности, которые могут можно сузить только за счет большего количества наблюдений.Авторы также отмечают, что длинные орбитальные шкалы времени в этой области внешней Солнечной системы могут позволить формально нестабильным орбитам сохраняться в течение очень долгого времени, возможно, даже до возраста Солнечной системы, без помощи орбитальных резонансов.
В этом сценарии орбиты, упорядоченные параметры которых появляются как свидетельство стабилизирующего влияния невидимой планеты, на самом деле могут быть в процессе ухудшения, но не наблюдались достаточно долго, чтобы это проявилось.Как пишут Малхотра и ее соавторы, будущие наблюдения и исследования динамических времен жизни нерезонансных орбит, пересекающих планеты в дальних регионах внешней солнечной системы, могут помочь в дальнейшей проверке существования и местонахождения девятой планеты.