Varför Planet Nine kan vara på riktigt

Bildkredit:Bildredigerare/Flickr

FörbiAndrew Coates,UCL

Det finns ett riktigt surr bland planetforskare efteren ny studieföreslog att en osynlig planet, kallad 'Planet Nine', på ungefär tio gånger jordens massa kunde lura i Kuiperbältet, ett band av isiga föremål bortom Neptunus. Den senaste teorin presenterades efter att forskare märkt att sex föremål i bältet uppträdde konstigt, något som de sa kunde förklaras av att det finns en ny planet.

Det är inte första gången ett sådant fall har gjorts för en ny planet. Så hur jämför denna nya teori med liknande påståenden som gjorts tidigare?

Kuiperbälte och Planet Nine

Kuiperbältet, som vi började upptäcka i början av 1990 -talet, är en region i solsystemet bortom de åtta stora planeterna som vi bara har börjat utforska mer i detalj med rymdsonder som NASA: sNew Horizons -uppdrag. Kuiperbältet är hem för många kometer som bildats i Uranus-Neptunusregionen4,6 miljarder år sedan- Rosettas komet 67P kommer härifrån. Ännu fler kometer fyller de sfäriska, men ännu osynliga ”Oort moln”, Ett annat klippbälte långt bortom Kuiperbältet, där de flesta kometer tillbringar större delen av sin tid. Oortmolnet är 10 000 astronomiska enheter (AU) från oss (en AU är ungefär lika med avståndet mellan jorden och solen, eller 149,6 m kilometer).

Grunden för det nya teoretiska beviset för den nya planeten är den märkliga inriktningen av de sex Kuiperbälteobjekten och avböjningen från andras ekliptiska plan - detta verkar tyda på att föremålen störs av gravitationstrycket av en enorm planet långt bortom Neptunus och Pluto, och som har beräknats ha en bana runt solen på 15 000 år. Så hur vet vi att det är en planet och inte bara ett stort föremål i Kuiperbältet? Den underförstådda massan av objektet som kan störa dessa banor är helt enkelt för hög för att det ska vara ett mycket stort Kuiperbälteobjekt som en dvärgplanet eller en asteroid.

Teoretiskt är det möjligt att förklara hur en ytterligare yttre planetkärna kunde ha bildats längre bort och vid sidan av Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus med hjälp av modeller för vårt solsystems födelse för 4,6 miljarder år sedan. Och observationer av exoplaneter visar att stora föremål på andra håll kanbildas på relativt stora avståndfrån deras föräldrastjärna. En annan möjlighet som kan förklara Kuiper -objektens udda beteende kan dock vara att 'Planet Nine', om det finns, kan vara ett stort objekt i det inre Oort -molnet snarare än en planet.

Det kan tyckas svårt att tro att vi plötsligt kunde upptäcka en ny planet. Sedan antiken har människor kunnat observera alla planeter ut till Saturnus och på 1600 -talet insåg de att de var i en bana runt solen. William Herschel dåupptäckte Uranus 1781, och observationer av dess bana ledde tillupptäckten av Neptunus 1846. Pluto tillkom 1930, efter en sökning efter en större 'Planet X', men var detdegraderades till en isdvärgplanet2006. Många kuiperbältesobjekt har också observerats, med minst ett av dem,Eris, mer massiv än Pluto (som så småningom tvingade ner Pluto).

Sökandet efter Planet X

Tidigare har det blivit påståenden om en extra 'Planet X' (nu planet IX, eller den mer välbekanta planeten nio, på grund av Plutos degradering). Men ingen av dem har hållit ut helt än så länge.

1. När ytterligare oegentligheter i Uranus bana varmärktes första gången 1906det utlöste en sökning efter en Planet X som ansågs vara massiv. Så småningom hittades dock den mindre massiva Pluto i stället av Clyde Tombaugh 1930.
2. På 1980 -talet, en Planet XföreslogsförbiRobert S Harringtonbaserat på de oregelbundna banorna i Neptunus och Uranus. Detta varsenare motbevisad av Myles Standish, som kunde förklara oegentligheterna genom att revidera massan för Neptunus med hjälp av data från Voyager -flyby.
3. På 1990 -talet, en stor planet nära Oort -molnet, kallad Tyche,föreslogsför att förklara banor för vissa kometer. Detta uteslöts för Saturn-objekt eller större av NASA: s Wide-field Infrared Survey Explorer-satellit även om mindre ännu oupptäckta objekt kan vara möjliga.
4. Sedna,upptäcktes 2003, är en dvärgplanet i vårt solsystem med en elliptisk 11 400-årig bana mellan 76AU och 937AU (vilket är 2,5 till 31 gånger avståndet från solen till Neptunus). Upptäckten ledde till förslag om att det var ett inre Oort-molnobjekt, avböjt antingen av en stjärna som passerade eller av en stor, osynlig planet. Om en sådan planet existerade skulle banorna för andra närliggande objekt också störas, och detta mottogslite stöd från observationerav ett annat objekt, kallat 2012 VP113. Men orbitala beräkningar indikerade att detta kan vara mindre och kretsa på ett avstånd av 1 000 AU eller mer.
5. I december 2015 fanns det enantydan om ett stort föremål300AU bort - ungefär sex gånger längre än Pluto - in data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Men chansen att fånga ett sådant objekt med ett teleskop är liten, och många forskare tror att detta är mer troligt ett Kuiperbälteobjekt.

ALMA -prototypantenner vid ALMA -testanläggningen. Foto: ESO/NAOJ/NRAO

Jämfört med alla dessa exempel har 'Planet Nine' utan tvekan det bästa underlaget. Detta beror delvis på att effekter har setts i banorna för de sex Kuiperbältsobjekten snarare än bara ett eller två, vilket gör att teorin verkar potentiellt trolig. Dynamiken i det yttre solsystemet ger fler överraskningar när vår detekteringsteknik blir bättre, och vi kan förvänta oss mycket mer kunskap om Kuiper -bältet, eller kanske Oort -molnet under de kommande åren.

Under tiden måste vi helt klart vänta på direkta bevis från mark- eller rymdbaserade teleskop för att se om Planet Nine, eller faktiskt andra stora föremål, faktiskt existerar. Endast beväpnade med direkt bevis bör vi börja oroa oss för ett namn.

Andrew Coates, Professor i fysik, biträdande direktör (solsystem) vid Mullard Space Science Laboratory,UCL

Denna artikel publicerades ursprungligen denKonversationen. Läsoriginalartikel.

Gillar du ForVM? Registrera dig för vårt gratis dagliga nyhetsbrev idag!