Astronomiya

Planet Nine hansı növ planet-kütlə obyektidir?

Planet Nine hansı növ planet-kütlə obyektidir?

Doqquz Planetin Yerin kütləsinin Günəş ətrafında 200-2500 AU ətrafında dövran etdiyi kütləsinin 10-20 qatının olduğu fərziyyəsi verildiyini nəzərə alsaq, bu hansı planet-kütləli cisim olardı?

Göründüyü kimi bir neçə Trans-Neptun cisimini "təsir etdiyini" nəzərə alsaq da, orbitinin bu qədər böyük və çox yavaş (təxminən 25.000 il) olduğu üçün öz orbitini təmizləmək çox dəhşətli bir zaman alacaqdı (xüsusən də bilmədiyimizi nəzərə alsaq) o orbitdə nə qədər olmuşdu), buna görə Plutonu yenidən təsnif edən qaydalar altında həqiqi bir planet olaraq seçilməyəcəyi görünür.

Günəşimizi dövr etdiyi üçün nə ekzoplanet olacaq, nə də yaramaz bir planet. Və cırtdan bir planet adlandırmaq üçün çox böyük görünür.

Tutulan bir planet digər xüsusiyyətlərinə görə ən yaxın görünür, ancaq yəqin ki, nə tutma, nə də yenidən tutma, əksinə qismən atma idi.

Bəs hansı təsnifata daxil olardı?


Bu bir planetdir - ya qaz nəhəngi, ya mini-Neptun, ya da super-Earth.

Əvvəlcə Mike Brown açıq şəkildə bildirdi

"Bu bir planetdir, demək olar ki, heç bir şübhə yoxdur" dedi. “İndi planetlər dediyimiz şey, qonşuluqlarında cazibə qüvvəsi ilə hakim ola biləcək obyektlərdir. Pluton Neptunun cazibə qüvvəsinin köləsidir. Bölgələrə görə, Nine Planet, bilinən digər planetlərdən daha çox günəş sisteminə hakimdir - yalnız bunun sayəsində varlığını müəyyənləşdirə bilərik. Buna görə də bunun kiçik bir obyekt olmadığına əminik: Yerdən ən az on qat, Plutondan beş min qat daha çox. Bir çox cəhətdən bunun Günəş sistemindəki hər şeydən daha çox bir planet olduğunu iddia edə bilərsiniz. ”

Cavab yazdım, hipotetik doqquzuncu planet Günəş sistemindən bu qədər uzaqda necə atıldı? Doqquzuncu planetin Nesvorný (2011) tərəfindən təklif olunan 5-ci qaz nəhəngi olması ehtimalını müzakirə etdi. Təfərrüatlar bu cavabda tapıla bilər, lakin əsasən Brown & Batygin-in Morbidelli və digərlərinin əvvəlki sənədlərinə istinad etməsi. Satürn və Yupiter yaxınlığında əmələ gələn, ancaq Kuiper Kəmərinə və digər tərəfə çəkən cazibə qüvvəsi təsirləri ilə xaric edilən Uran və Neptun kimi bir buz nəhənginin bununla qaldığını düşündüklərini irəli sürürlər.

Yəni, Batygin'in təxminlərinə görə bu planetin atılması 5-ci qaz nəhənginin əvvəlki modellərinin proqnozlaşdırmasından əvvəldir, bu səbəbdən ya 6-cı bir qaz nəhəngi (həm də buz nəhəngi) olan modelləri qəbul edirik və bunların hər ikisinin bir-birindən müstəqil olaraq atıldığını söyləyirik. - qeyri-mümkün deyil - yoxsa başqa bir seçim üçün gedirik. Yuxarıdakı fərziyyələrlə getsək, alt xətt budur ki, bu bir planetdir.

Brown & Batygin tərəfindən təxminən 10 Yer kütləsi olaraq qiymətləndirilən planetin kütləsi əsasında iki başqa təxmin də edilmişdir. Biri, bu cisimlər üçün təklif olunan yuxarı kütlə hüdudlarında asılı olaraq çox böyük bir super-Yer olmasıdır. Bu, planetin qayalıq olduğunu göstərir, ancaq başqa bir şey nəzərdə tutmur. Digər ehtimal isə, əsasən qaz tərkibli, lakin eyni kütləyə sahib olan bir mini-Neptundur. Super-Earth fərziyyəsi qismən bir 5-in çıxarılması ilə əlaqədar iddialar səbəbiylə ortaya çıxdı yerüstü planet.

Bu cavabın hamısı boyunca "planet" ifadəsini istifadə etdim və ona görə ki, bu obyekt bir ola bilər - və böyük ehtimalla keçmişdə idi. IAU-nun planet olmaq üçün üç əsas meyarına nəzər salaq:

  • Günəşin ətrafında dövr edir. Əgər mövcuddursa, bu mütləq doğrudur. Həm də nəzərə alın ki, bu, bəzilərinin təklif etdiyi kimi yaxalanan bir yaramaz planetdirsə, buna hələ də "planet" deyə bilərik, çünki indi Günəşin ətrafında dövr edir.
  • Hidrostatik tarazlıqdadır. Bu çox güman ki, doğrudur və yuxarıda təklif etdiyim üç modeldən biri düzgündürsə doğrudur.
  • Məhəlləsini təmizləyir. Bu biraz iffidir. Ətrafdakı cisimləri açıqca təsir edir, lakin Batygin & Brown-un tədqiq etdiyi altı Trans-Neptun Nişanının (TNO) müşahidələrindən əlavə bu təsirlər haqqında çox şey bilmirik. Yəni, 10 Yer kütləsi kütləsi olan bir cisim, burada olması lazım olan sabit bir orbitə sahib olduğu təqdirdə, böyük ehtimalla öz orbitinin ətrafındakı qonşuluğu təmizləyəcəkdir. Daha çox məlumat üçün bu cavabın əvvəlindəki sitata baxın.

Ya super-Earth, ya da Uran və Neptun kimi bir buz nəhəngi olardı. Əgər bir planetdir. 2019-cu ilin sentyabrında astrofiziklər bunun əslində ilkin bir qara dəlik ola biləcəyini irəli sürdülər. Bu cür qara dəliklər son dərəcə kiçikdir və bir də olsa, 5 santimetrlik bir diametrə sahib olardı. Məlumata görə, ehtimal ki, bir yığma diskinə sahib olacaqdır. Əlbətdə öz planetləri ola bilər.

Xahiş edirəm IAU-nun 4% -i tərəfindən seçilmiş bir planetin 2006-cı il tərifini unut; ona görə ümumiyyətlə bir planet olmayacaqdı.


Çarpmış Kuiper Kəmərinin işarəsi ilə görünməyən 'planetar kütləvi obyekt'

Kat Volk və BƏƏ-nin Ay və Planet Laboratoriyasından Renu Malhotranın araşdırmalarına görə hələ kəşf edilməmiş, görünməmiş bir "planet kütlə cismi" uzaq Kuiper Belt cisimlərinin orbital müstəvisini fırlatmaqla varlığını bilinir. Nesne bu sənətkarın təsvirində Plutondan kənarda yerləşən geniş bir orbitdə təsvir edilmişdir. Kredit: Heather Roper / LPL

Kiçik planetlərin orbitləri ilə bağlı yeni araşdırmalara görə, bilinməyən, görünməmiş bir "planet kütləvi cisim" Günəş sistemimizin xarici hissəsində gizlənə bilər. Astronomik Jurnal. Bu obyekt, mövcudluğu hələ təsdiqini gözləyən bir planet olan Doqquz Planetdən fərqli və ondan daha yaxın olardı.

Yazıda, Arizona Universitetinin Aysal və Planet Laboratoriyasından Kat Volk və Renu Malhotra ya da LPL, hələ Marsla Yerin arasında bir kütlə olan, hələ kəşf edilməmiş bir planet cisminin inandırıcı dəlillərini təqdim edirlər. Müəlliflərin göstərdikləri sirli kütlə, mövcudluğunu - hələlik yalnız Günəş sisteminin buzlu kənarındakı Kuiper Kəmər obyektləri və ya KBO kimi tanınan kosmik süxurlar populyasiyasının orbital təyyarələrini idarə etməklə verdi.

Əksər KBO-lar - Günəş sisteminin əmələ gəlməsindən qalan zibillər-planetin elm adamlarının Günəş sisteminin dəyişməz müstəvisi adlandırdıqları ortalama orbital meyllər (meyllər) ilə günəşin ətrafında dövr etsələr də, Kuiper Kəmərinin ən uzaq cisimləri . Kəşf etdikləri orta təyyarə Volk və Malhotra, dəyişməz müstəvidən təxminən səkkiz dərəcə uzaqlaşdı. Başqa sözlə, bilinməyən bir şey xarici Günəş sisteminin orta orbital müstəvisini əyir.

"Nəticələrimizin ən çox izahı, görünməmiş bir kütlənin olmasıdır" deyir LPL-dən doktorant və tədqiqatın aparıcı müəllifi Volk. "Bizim hesablamalarımıza görə, ölçdüyümüz çözgüye səbəb olmaq üçün Mars qədər böyük bir şeyə ehtiyac var."

Kuiper Kəməri Neptunun orbitindən kənara çıxır və Yerlə günəş arasındakı məsafəni təmsil edən bir AU ilə bir neçə yüz Astronomik Birliyə və ya AU-ya qədər uzanır. Daxili günəş sisteminin əmisi oğlu, Mars və Yupiter arasındakı asteroid qurşağı kimi, Kuiper Kəmərində çox sayda kiçik planet, əsasən kiçik buzlu cisimlər (kometaların sələfləri) və bir neçə cırtdan planet var.

Tədqiqat üçün Volk və Malhotra, Kuiper Kəmərindəki 600-dən çox cismin orbital təyyarələrinin əyilmə açılarını təhlil etdilər ki, bu orbital təyyarələrin əvvəlcədən olduğu ümumi istiqaməti müəyyənləşdirsinlər. Precession, fırlanan bir obyektin istiqamətindəki yavaş dəyişikliyə və ya "titrəməyə" aiddir.

KBO'lar, əyirmə zirvələrinə bənzər bir şəkildə işləyirlər, Louise Foucar Marshall Elm Tədqiqatı Profesörü və LPL-də Planet Elmləri üzrə Regents professoru olan Malhotra izah edir.

"Təsəvvür edin ki, çoxlu sayda sürətli fırlanan zirvələr var və hər birinə yüngülcə dartın" deyir. "Əgər onlardan bir şəkil çəksəniz, onların fırlanma oxlarının fərqli istiqamətlərdə olacağını, ancaq ortalama olaraq Yerin cazibə sahəsini göstərdiklərini görərsiniz.

"KBO-ların hər birinin orbital əyilmə bucağının fərqli bir istiqamətdə olmasını gözləyirik, lakin ortalama olaraq günəşin və böyük planetlərin təyin etdiyi müstəviyə dik yönəldiləcəklər."

Xarici Günəş sistemindəki cisimlərin ortalama orbital təyyarəsini bir təbəqə kimi düşünmək olarsa, Volk'a görə, 50 AU-dan çox düz olmalıdır.

"Ancaq 50 ilə 80 AU arasından daha da irəli gedərək, orta təyyarənin əslində dəyişməz təyyarədən uzaqlaşdığını gördük" dedi. "Ölçülmüş çözgü üçün bir sıra qeyri-müəyyənlik var, lakin bu çözgünün KBO-lərin məhdud müşahidə nümunəsinin statistik bir təlaş olması ehtimalı yüzdə 1 və ya 2-dən çox deyil."

Mars böyüklüyündə bir planet kütləvi obyekt uzaq Kuiper Kəmərində müşahidə edilən narahatlıqları meydana gətirmək üçün kifayət edəcəkdir. Kredit: Heather Roper / LPL

Başqa sözlə, təsir çox güman ki, statistik bir fəlakətdən çox həqiqi bir siqnaldır. Hesablamalara görə, Mars kütləsi günəşdən təxminən səkkiz dərəcə (məlum planetlərin orta müstəvisinə) əyilmiş bir orbitdə günəşdən 60 AU ətrafında dövr edən bir obyekt, uzaq KBO-ların orbital müstəvisini əymək üçün kifayət qədər cazibə qüvvəsinə malikdir. hər iki tərəfə təxminən 10 AU daxilində.

"Görülən uzaq KBO'lar təxminən 30 AU genişlikdə bir halqada cəmlənib və belə bir planet kütlə cisminin cazibəsini zamanla hiss edəcəklər" dedi Volk, "belə bir məsafədə müşahidə edilən çözgüye səbəb olan bir planet kütləsini fərziyyə etmək əsassız deyil. "

Bu, bu vəziyyətdə postüle edilmiş obyektin mövcudluğu digər müşahidələrə əsaslanaraq irəli sürülən fərziyyə Nine Planet ola biləcəyini istisna edir. Bu planetin daha kütləvi (təxminən 10 Yer kütləsi) və daha çox 500 ilə 700 AU arasında olacağı təxmin edilir.

"Bu, bu KBO-ları təsir etmək üçün çox uzaqdır" dedi Volk. "Bu aradakı KBO'ları əhəmiyyətli dərəcədə təsir etmək üçün əlbəttə ki, 100 AU-dan daha yaxın olmalıdır."

Bir planet, tərifə görə, orbitini KBO kimi kiçik planetlərdən təmizləməlidir, müəlliflər fərziyyə kütləsini planetar kütlə cismi adlandırırlar. Məlumatlar ayrıca çözgünün birdən çox planet kütləsi obyektindən qaynaqlana biləcəyini də istisna etmir.

Bəs niyə hələ tapmadıq? Çox güman ki, Malhotra və Volk-a görə, hələ də bütün səmanı uzaq günəş sistemi obyektlərini axtarmadığımıza görə. Planet kütləsi cisminin gizlədə biləcəyi ən böyük yer qalaktik müstəvidə olacaq, günəş sistemi araşdırmalarının qarşısını almağa meylli olduğu qədər ulduzlarla dolu bir sahə.

"Anketlərin məhdudluğu səbəbindən doğru parlaqlıq və məsafənin belə bir obyektini tapmamağımızın şansı təxminən yüzdə 30-a bərabərdir" dedi Volk.

Xarici Kuiper Kəməri cisimlərinin təyyarəsini tökə bilən görünməmiş bir cisimə mümkün alternativ, yaxın tarixdə (astronomik standartlara görə) Günəş sistemini çaşdıran bir ulduz ola bilər.

"Keçən bir ulduz bütün 'fırlanan zirvələri' bir istiqamətə çəkərdi" dedi Malhotra. "Ulduz bitdikdən sonra bütün KBO'lar əvvəlki təyyarələrinin ətrafındakı bölgələrə qayıdacaqlar. Bunun üçün 100 AU-da son dərəcə yaxın bir keçid lazım olacaqdı və çözgü 10 milyon il içində silinəcəkdi, buna görə düşünmürük. bu ehtimal olunan bir ssenari. "

Bəşəriyyətin sirli obyektə nəzər salma şansı, Böyük Sinoptik Tədqiqat Teleskopunun inşası başa çatdıqdan sonra tezliklə gələ bilər. Birləşmiş Ərəb Əmirliklərini əhatə edən və 2020-ci ildə ilk işığına çıxması planlaşdırılan bir konsorsium tərəfindən idarə olunan alət, gecə ilə gecə arasında görünməmiş, real vaxtda səma araşdırmaları aparacaq.

"LSST-nin müşahidə olunan KBO sayını hazırda təxminən 2000-dən 40.000-ə çatdıracağını gözləyirik" dedi Malhotra. "Orada daha çox KBO var - bunları hələ görməmişik. Bəziləri LSST-nin müəyyənləşdirməsi üçün çox uzaq və qaranlıqdır, lakin teleskop göyü cari anketlərdən daha əhatəli əhatə edəcəyi üçün belə olmalıdır orada varsa bu obyekti aşkar edə bilərik. "


& # 8216Planet Nine & # 8217, kütləsi 5.000X Plutondur

Bu bədii göstərmə Nine Planet-dən günəşə doğru uzaq mənzərəni göstərir. Planetin Uran və Neptuna bənzər qaz olduğu düşünülür. Hipotetik ildırım gecə tərəfini işıqlandırır. (Kredit: Caltech / R. Hurt, IPAC)

Bu yazını Attribution 4.0 Beynəlxalq lisenziyası altında bölüşməkdə sərbəstsiniz.

Alimlər günəş sisteminin kənarında nəhəng bir planet olduğuna dair dəlillər tapdılar. Buna & # 8220Planet Nine. & # 8221 deyirlər

& # 8220Bu həqiqi bir doqquzuncu planet olardı, & # 8221, Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun planet astronomiyası professoru Mike Brown deyir. & # 8220Qədim dövrlərdən bəri yalnız iki gerçək planet aşkar edilmişdir və bu üçüncüsü olardı. Günəş sistemimizin kifayət qədər əhəmiyyətli bir parçasıdır və orada hələ də var, bu olduqca həyəcan verici. & # 8221

Astronomlar bunu hələ birbaşa müşahidə etmədikləri halda, modellər onun Yerinkindən 10 qat daha çox bir kütləə sahib olduğunu və günəşdən ortalama olaraq Neptundan (ortalama 2,8 milyard mil məsafədə dövr edən) günəşdən təxminən 20 dəfə daha çox yuvarlandığını göstərir. . Əslində, bu yeni planetin günəş ətrafında yalnız bir tam dövr etməsi üçün 10.000 ilə 20.000 il arasında vaxt lazımdır.

Planetlərin çoxu & # 8216planet-y & # 8217

Dördüncü planet - Plutonun kütləsinin 5.000 qatında - kifayət qədər böyükdür ki, onun həqiqi bir planet olub olmadığı barədə mübahisələr olmamalıdır. İndi cırtdan planetlər olaraq bilinən kiçik cisimlər sinfindən fərqli olaraq, Nine Planet günəş sisteminin qonşuluğunda cazibə gücünə hakimdir. Əslində, bilinən digər planetlərdən hər hansı birindən daha böyük bir bölgəyə hakimdir; bu, onu bütün Günəş sistemindəki planetlərin ən çox planetinə çevirən bir faktdır. & # 8221

Xəbər verildiyi kimi Astronomik JurnalTədqiqatçılar, Planet Nine, Neptundan kənarda buzlu cisimlər və dağıntılar sahəsinin bir sıra sirli xüsusiyyətlərini izah etməyə kömək etdiyini söylədi.

& # 8220Plutonun artıq bir planet olmadığından dəli olan bütün insanlar, orada hələ tapılmayacaq bir gerçək planetin olduğunu bilməkdən çox həyəcanlana bilərlər. & # 8221

& # 8220Biz əvvəlcə bu planetin mövcud ola biləcəyinə şübhə ilə yanaşsaq da, orbitini və xarici günəş sistemi üçün mənasını araşdırmağa davam etdikdə, getdikcə orada olduğuna əmin olduq və & # 8221, köməkçi Konstantin Batygin deyir. planetar elmlər professoru. & # 8220 150 ildən artıq bir müddətdə günəş sisteminin planet sayımının yarımçıq qaldığına dair ciddi dəlillər var. & # 8221

Nəzəri kəşfi aparan yol düz deyildi. 2014-cü ildə tədqiqatçılar Kuiper Kəmərindəki 13 ən uzaq obyektin qaranlıq bir orbital xüsusiyyətə bənzədiyini yazaraq bir məqalə dərc etdilər. Bu oxşarlığı izah etmək üçün kiçik bir planetin mövcud olmasını təklif etdilər. Brown planetin həllinin mümkün olmadığını düşünürdü, amma marağının artdığını düşünür.

[& # 8216Star-tar & # 8217, Plutonun niyə qırmızı olduğunu izah edə bilər]

Problemi koridorda Batığına apardı və ikisi uzaqdakı obyektləri araşdırmaq üçün ilyarım davam edən bir işə çevrildi. Müvafiq olaraq bir müşahidəçi və bir nəzəriyyəçi olaraq tədqiqatçılar əsərə çox fərqli baxışlarla yanaşdılar - Braun göyə baxan və hər şeyi görünə bilənlər kontekstində dəmir-dümür etməyə çalışan biri kimi, Batıgin isə özünü özünü bu sahəyə qoyan biri kimi. şeylərin fizika baxımından necə işləyə biləcəyini nəzərə alaraq dinamikanın konteksti.

Bu fərqlər tədqiqatçıların bir-birinə qarşı çıxmalarına və yeni imkanları nəzərdən keçirməsinə imkan verdi. & Nəzəriyyədən gətirdiyi arqumentlərlə geri dönəcəyi bu müşahidə aspektlərini gətirərdim və bir-birimizi itələyərdik. Braun deyir ki, kəşfin bundan qabaqda olmasaydı & # 8221. & # 8220Bu, bəlkə də indiyə kimi yaşadığım günəş sistemindəki bir problem üzərində işləyən ən əyləncəli il idi. & # 8221

Tədqiqatçılar olduqca sürətli bir şəkildə Trujillo və Shepherd'ın orijinal kolleksiyasındakı ən uzaq altı obyektin hamısının fiziki məkanda eyni istiqamətə istiqamətlənən eliptik orbitləri izlədiyini başa düşdülər. Xüsusilə təəccüblüdür, çünki orbitlərinin ən kənar nöqtələri Günəş sistemi ətrafında hərəkət edir və fərqli sürətlə hərəkət edirlər.

Brown, demək olar ki, bir saatın altı əli ilə fərqli dərəcələrdə hərəkət etdiyinə bənzəyir və başınıza baxdığınız zaman, hamısı eyni yerdə olur & # 8221, deyir Brown. Bunun baş vermə ehtimalı 100-dən 1-i kimi bir şey olduğunu söyləyir. Üstəlik, altı cismin orbitləri də eyni şəkildə əyilir - bilinən səkkiz planetin müstəvisinə nisbətən eyni istiqamətdə təxminən 30 dərəcə aşağıya doğru yönəldilir. Bunun baş vermə ehtimalı yüzdə 0,007-dir. & # 8220Əsasən təsadüfi bir şəkildə olmamalı idi & # 8221 Brown deyir. & # 8220Beləliklə başqa bir şeyin bu orbitləri formalaşdıracağını düşündük. & # 8221

& # 8216Bu doğru ola bilməz & # 8217

Araşdırdıqları ilk ehtimal, bəlkə də bu alt populyasiyanı bir yerə yığmaq üçün lazım olan cazibəni göstərmək üçün kifayət qədər uzaq Kuiper Kəmər obyektlərinin (bəziləri hələ kəşf olunmamış) olması idi. Tədqiqatçılar, belə bir ssenarinin Kuiper Kəmərinin bugünkü kütləsindən təxminən 100 qat daha çox olmasını tələb etdiyi ortaya çıxdıqda, bunu sürətlə istisna etdilər.

Bu onlara bir planet düşüncəsini buraxdı. Onların ilk instinkti, altı Kuiper Kəmər obyektinin orbitlərini əhatə edən uzaq bir orbitdə bir planetin iştirak etdiyi simulyasiyaların həyata keçirilməsi, onları hizalanması üçün nəhəng bir lasso kimi davranmaq idi. Batıgin demək olar ki, işləyir, lakin müşahidə olunan eksantrikləri dəqiq təmin etmir. & # 8220Yaxın, amma siqar yoxdur & # 8221 deyir.

Ardından, təsadüfən təsadüfən, tədqiqatçılar simulyasiyalarını kütləvi bir planetlə hizalanmış bir orbitdə aparsalar - planetin günəşə və ya periheliona ən yaxın yanaşdığı bir orbitdə perihelionun 180 dərəcəsi olduğu bir orbitdə olduğunu gördülər. bütün digər cisimlərdən və bilinən planetlərdən - simulyasiyadakı uzaq Kuiper Kəmər obyektləri əslində müşahidə olunan hizalamayı götürdü.

& # 8220Təbii cavabınız budur; Bu orbital həndəsə doğru ola bilməz & # 8216. Bu, uzun müddətdə sabit ola bilməz, çünki axırda bu, planetin və bu cisimlərin görüşməsinə və nəticədə toqquşmasına səbəb ola bilər "dedi Batygin.

[Bu şəkil bir planetin doğulduğunu göstərir]

Ancaq orta hərəkət rezonansı olaraq bilinən bir mexanizm sayəsində, doqquzuncu planetin anti-hizalanan orbitində Kuiper Kəməri obyektlərinin onunla toqquşmasının qarşısını alır və onları uyğunlaşdırır. Orbitdəki obyektlər bir-birinə yaxınlaşdıqda enerji mübadiləsi aparırlar. Məsələn, Nine Planet'in hər dörd yörüngəsində, uzaq bir Kuiper Kəmər kəməri doqquz yörünü tamamlaya bilər. Heç vaxt toqquşmazlar. Bunun əvəzinə, bir uşağın qövsünü periyodik itələyişlə yelləndirən bir valideyn kimi, Nine Planet uzaq Kuiper Kəmər obyektlərinin orbitlərini nüvə edir ki, planetlə əlaqəli konfiqurasiyaları qorunur.

& # 8220Hələ də çox şübhə ilə yanaşdım, & # 8221 deyir Batygin. & # 8220Göy mexanikasında belə bir şey görməmişdim. & # 8221

Tədqiqatçılar yavaş-yavaş modelin əlavə xüsusiyyətlərini və nəticələrini araşdırdıqca inandırıldılar. Yaxşı bir nəzəriyyə yalnız izah etmək istədiyiniz şeyləri izah etməməlidir. Batygin deyir ki, izah etmək və proqnozlaşdırmaq üçün təyin etmədiyiniz şeyləri izah etməlisiniz.

Və həqiqətən Planet Nine & # 8217s mövcudluğu, uzaq Kuiper Belt obyektlərinin düzəldilməsindən daha çox şey izah etməyə kömək edir. Həm də ikisinin izlədiyi sirli orbitlər üçün bir izah verir. Bu obyektlərdən birincisi, Sedna adlandırılan Brown tərəfindən 2003-cü ildə kəşf edilmişdir. Neptun tərəfindən cazibə qüvvəsi ilə & # 8220 qovulan və sonra geri qayıdan standart növ Kuiper Kəmər obyektlərindən fərqli olaraq, Sedna heç vaxt Neptuna çox yaxınlaşmır.

Nine Planet haradan gəldi?

2012 VP113 olaraq bilinən Sedna kimi ikinci bir obyekt, Trujillo və Çoban tərəfindən 2014-cü ildə elan edildi. Batygin və Brown, Planet Nine'in özünün təklif etdiyi orbitdə varlığını təbii olaraq standart bir Kuiper Kəmər kəməri obyektini götürərək yavaş-yavaş çəkərək Sedna bənzər obyektlər istehsal etdiyini aşkar etdilər. Neptuna daha az bağlı olan bir orbitdə.

Ancaq tədqiqatçılar üçün əsl vuruşçu, simulyasiyalarının Kuiper Kəmərində planetlərin müstəvisinə dik meyl edən orbitlərdə cisimlər olacağını da proqnozlaşdırması idi. Batığın simulyasiyalarında bunlara dair dəlil tapmağa davam etdi və Brown-a apardı.

& # 8220Birdən belə obyektlərin olduğunu anladım & # 8221 Brown'u xatırladır. Son üç ildə müşahidəçilər Neptundan təxminən bir dik xətt boyunca və bir cisimlə digər bir cəbhə boyunca orbitləri izləyən dörd cisim aşkar etdilər. & # 8220Bu cisimlərin mövqelərini və onların orbitlərini düzəltdik və simulyasiyalara tam uyğun gəldilər və & # 8221 deyir Brown. & # 8220Bunu tapdığımızda çənəm yerə dəydi. & # 8221

& # 8220Simulyasiya uzaq Kuiper Kəmər obyektlərini düzəldib Sedna kimi obyektlər yaratdıqda bunun bir növ müdhiş olduğunu düşündük - iki daşını bir daşla öldürürsən, & # 8221 deyir Batygin. & # 8220Amma planetin varlığı ilə birlikdə bu dik yörüngələri izah etməklə yanaşı, yalnız iki quş öldürməklə kifayətlənməyəcəksiniz, həm də yaxınlıqdakı bir ağacda oturduğunu bilmədiyiniz bir quşu da endirəcəksiniz. & # 8221

[Planetləri və yad həyat üçün potensialı qiymətləndirir]

Nine Planet haradan gəldi və xarici günəş sistemində necə oldu? Alimlər çoxdan inanırdılar ki, erkən günəş sistemi dörd qaz planetini - Yupiter, Saturn, Uranus və Neptunu meydana gətirən ətrafdakı bütün qazları tutmağa davam edən dörd planet nüvəsi ilə başladı. Zamanla toqquşmalar və atışlar onları formalaşdırdı və indiki yerlərinə köçürdü.

& # 8220Ancaq dörd deyil, beş nüvə ola bilməyəcəyinə dair bir səbəb yoxdur & # 8221, Brown deyir. Nine Planet bu beşinci nüvəni təmsil edə bilər və Yupiterə və ya Saturna çox yaxınlaşsaydı, uzaq, eksantrik orbitinə atıla bilərdi.

Tədqiqatçılar simulyasiyalarını təkmilləşdirməyə davam edir və planetin orbiti və uzaq günəş sisteminə təsiri haqqında daha çox şey öyrənirlər. Bu vaxt Nine Planetinin səmalarını axtarmağa başladılar. Yalnız planetin kobud orbiti bilinir, planetin o eliptik yolda dəqiq yeri deyil. Planetin periheliona yaxın olması halında, astronomlar əvvəlki araşdırmaların çəkdiyi şəkillərdə bunu görməlidirlər.

Orbitinin ən uzaq hissəsindəysə, dünyanın ən böyük teleskopları - WM Keck Rəsədxanasındakı əkiz 10 metrlik teleskop və Subaru Teleskopu, hamısı Havaydakı Mauna Kea’da - bunu görmək üçün lazım olacaqdır. . Bununla birlikdə, Nine Planet indi arasında bir yerdədirsə, bir çox teleskopun onu tapmaq üçün bir atışı var.

Planetin ən çox yayılmış növü

& # 8220Bunu tapmaq istərdim, & # 8221 deyir Brown. & # 8220Amma başqası tapsa mən də çox xoşbəxtəm. Bu səbəbdən bu işi dərc edirik. Ümid edirik ki, digər insanlar ilham alaraq axtarışa başlayacaqlar. & # 8221

Kainatın qalan hissəsindəki Günəş sistemi və # 8217 konteksti haqqında daha çox şey başa düşmək baxımından Batygin deyir ki, bizim üçün bu qədər qəribə bir şey kimi görünən bu doqquzuncu planet əslində günəş sistemimizi digərinə bənzəyəcək. astronomların digər ulduzlar ətrafında tapdıqları planet sistemləri. Birincisi, digər günəşə bənzər ulduzların ətrafındakı planetlərin əksəriyyətinin tək bir orbital məsafəsi yoxdur, yəni bəziləri ana ulduzlarına çox yaxın, digərləri isə olduqca uzaq orbitləri izləyir. İkincisi, digər ulduzların ətrafında ən çox yayılmış planetlər 1 ilə 10 Yer kütləsi arasındadır.

& # 8220Başqa planet sistemlərinə dair ən təəccüblü kəşflərdən biri, oradakı ən yaygın planet növünün Yer ilə Neptununkisi arasında bir kütlə olmasıdır & # 8221, deyir Batygin. & # 8220İndiyə qədər Günəş sisteminin bu ən çox yayılmış planet tipində çatışmadığını düşünürdük. Bəlkə də son dərəcə normal oluruq. & # 8221

& # 8220Plutonun artıq bir planet olmadığından dəli olan bütün insanlar, orada hələ tapılmayacaq bir gerçək planetin olduğunu bilməkdən həyəcanlandıra bilər & # 8221 Brown deyir. & # İndi gedib bu planeti tapa bilərik və Günəş sistemini bir daha doqquz planetə sahib edə bilərik. & # 8221


Kurzweil Zəkanın sürətlənməsini izləyir.

Bu bədii göstərmə Nine Planet-dən günəşə doğru uzaq mənzərəni göstərir. Planetin Uran və Neptuna bənzər qaz olduğu düşünülür. Hipotetik ildırım gecə tərəfini işıqlandırır. (kredit: Caltech / R. Hurt (IPAC))

Caltech tədqiqatçıları, nəhəng bir planetin xarici Günəş sistemindəki qəribə, çox uzanan bir orbiti izlədiyinə dair araşdırmaçılara Nine Planet ləqəbi verdiklərini sübut etdilər.

Yer kürəsindən təxminən on qat daha çox bir kütləyə sahibdir və günəşdən ortalama olaraq Neptundan (ortalama 2,8 milyard mil məsafədə dövr edən) günəşdən təxminən 20 dəfə daha çox dövr edir. Əslində, bu yeni planetin günəş ətrafında yalnız bir tam dövr etməsi üçün 10.000 ilə 20.000 il arasında vaxt lazımdır.

Tədqiqatçılar Konstantin Batygin və Mike Brown (Plutonun bir planetdən cırtdan bir planetə endirilməsində oynadığı əhəmiyyətli rolu ilə məşhurdur) riyazi modelləşdirmə və kompüter simulyasiyaları sayəsində planetin varlığını kəşf etdilər, lakin hələ də obyekti müşahidə etmədilər. birbaşa.

Brown, Richard ve Barbara Rosenberg Planet Astronomiyası Profesörü Brown deyir.

Brown qeyd edir ki, Plutonun kütləsindən 5000 dəfə çox - ehtimal olunan doqquzuncu planet kifayət qədər böyükdür ki, onun həqiqi bir planet olub olmadığı barədə mübahisələr olmamalıdır. İndi cırtdan planetlər olaraq bilinən kiçik cisimlər sinfindən fərqli olaraq, Nine Planet günəş sisteminin qonşuluğunda cazibə gücünə hakimdir. Əslində, bilinən digər planetlərdən hər hansı birindən daha böyük bir bölgəyə hakimdir - Braunun dediyi bir həqiqət onu bütün Günəş sistemindəki planetlərin ən çox planetinə çevirir. & # 8221

Batygin və Brown, mövcud sayında açıq bir sənəddə işlərini izah edirlər Astronomik Jurnal və Planet Nine'in, Kuiper Kəməri kimi tanınan Neptundan kənar buzlu əşyalar və dağıntı sahələrinin bir sıra sirli xüsusiyyətlərini izah etməyə necə kömək etdiyini göstərin. Batygin, 150 ildən çox bir müddətdə günəş sisteminin planet sayımının tamamlanmadığına dair ciddi bir dəlil var & # 8221 dedi.

Planet Nine & # 8217s mövcudluğu, eyni zamanda uzaq Kuiper Kəmər obyektlərinin və bunların ikisinin izlədiyi sirli orbitlərin uyğunlaşmasını izah etməyə kömək edir.

Yalnız Neptundan (magenta) kənarda olan orbitləri olan Günəş sistemindəki ən uzaq bilinən altı cismin hamısı müəmmalı şəkildə tək bir istiqamətdə düzülür. Ayrıca, üç ölçüyə baxıldıqda, günəş sisteminin müstəvisindən təxminən eyni şəkildə əyilirlər. Batygin və Brown, digər altı cisimlə (narıncı) anti-hizalanan uzaq bir eksantrik orbitdə yerin kütləsindən 10 qat çox olan bir planetin bu konfiqurasiyanı qorumaq üçün lazım olduğunu göstərir. (kredit: Caltech / R. Hurt (IPAC) [WorldWide Teleskopu ilə yaradılan diaqram.])

& # 8221Ancaq dörd deyil, beş nüvə ola bilməyəcəyinin heç bir səbəbi yoxdur & # 8221 deyir Brown. Nine Planet bu beşinci nüvəni təmsil edə bilər və Yupiterə və ya Saturna çox yaxınlaşsaydı, uzaq, eksantrik orbitinə atıla bilərdi.

Planet Nine'in proqnozlaşdırılan bir nəticəsi, məhdud bir cisimlərin ikinci bir dəstinin də mövcud olmasıdır. Bu cisimlər Nine Planetinə doğru açılarda və Günəş sisteminin müstəvisinə dik olan orbitlərə məcbur edilir. Beş bilinən obyekt (mavi) bu proqnoza tam uyğundur. (kredit: Caltech / R. Hurt (IPAC) [Diaqram WorldWide Teleskopu ilə hazırlanmışdır.])

Planetin o eliptik yolda dəqiq yeri deyil, yalnız planetin kobud orbiti bilinir. Braun deyir ki, planet öz perihelionuna yaxın olarsa, astronomlar əvvəlki tədqiqatlar zamanı çəkilən şəkillərdə bunu görməlidirlər. Orbitinin ən uzaq hissəsindəysə, WM Keck Rəsədxanası və Subaru Teleskopundakı əkiz 10 metrlik teleskoplar kimi dünyanın ən böyük teleskopları & # 8212; hamısı Havay'daki Mauna Kea'da olacaq & # 8212 görmək üçün lazım idi. Bununla birlikdə, Nine Planet indi arasında bir yerdədirsə, bir çox teleskopun onu tapmaq üçün bir atışı var.

& # 8220Başqa planet sistemlərinə dair ən təəccüblü kəşflərdən biri, oradakı ən yaygın planet növünün Yer ilə Neptununkisi arasında bir kütlə olmasıdır & # 8221, deyir Batygin. & # 8220İndiyə qədər Günəş sisteminin bu ən çox yayılmış planet tipində çatışmadığını düşünürdük. Bəlkə də son dərəcə normal oluruq. & # 8221

& # 8220Plutonun artıq bir planet olmadığından dəli olan bütün insanlar, orada hələ tapılmayacaq bir gerçək planetin olduğunu bilməkdən həyəcanlandıra bilər & # 8221 Brown deyir. & # İndi gedib bu planeti tapa bilərik və Günəş sistemini bir daha doqquz planetə sahib edə bilərik. & # 8221


Caltech AMT | Caltech & Planet elmi elmləri üzrə dosent Konstantin Batygin və Planet Astronomiyası professoru Richard və Barbara Rosenberg, Mike Brown, nəhəng bir planetin xarici günəş sistemində qəribə, çox uzanan bir orbit izlədiyinə dair dəlillər gətirən yeni araşdırmaları müzakirə edirlər.

Məqalə Günəş sistemindəki uzaq bir nəhəng planet üçün dəlil

Son analizlər göstərir ki, Kuiper Kəmərinin dağınıq disk populyasiyasındakı uzaq orbitlər, perihelionun öz arqumentlərində gözlənilməz bir yığınlaşma nümayiş etdirirlər. Bu uyğunlaşmanı izah etmək üçün bir neçə fərziyyə irəli sürülsə də, bu günə qədər müşahidələri müvəffəqiyyətlə izah edə bilən nəzəri bir model əlçatmaz olaraq qalır. Bu işdə uzaq Kuiper Kəmər obyektlərinin (KBO) orbitlərinin yalnız perihelion mübahisəsində deyil, fiziki məkanda da çoxluq təşkil etdiyini göstərdik. Cisimlərin perihelion mövqelərinin və orbital təyyarələrinin sıx bir şəkildə məhdudlaşdırıldığını və belə bir kümelenmenin təsadüfən meydana gəlməsi üçün yalnız 0.007% bir ehtimala sahib olduğunu və bununla da dinamik bir mənşəyi tələb etdiyini nümayiş etdiririk. Gördüyümüz orbital uyğunlaşmanı kütlə 10 olan uzaq bir eksantrik planet saxlaya bilərik m orbiti, uzaq KBO-ların təyyarəsi ilə təxminən eyni müstəvidə yerləşir, lakin perihelion kiçik cisimlərin periheliyasından 180 ° uzaqdır. Belə bir planetin mövcudluğu, müşahidə olunan orbital uyğunlaşmanın uçotuna əlavə olaraq, yüksək perihelion Sedna bənzər cisimlərin mövcudluğunu və mənşəyi 60 ° ilə 150 ​​° arasında meylli yüksək yarım oxlu cisimlərin bilinən kolleksiyasını təbii olaraq izah edir əvvəllər aydın deyildi. Həm uzaq həm də yüksək meylli xarici günəş sistemi cisimlərinin davamlı təhlili hipotezimizi yoxlamaqla yanaşı uzaq planetin orbital elementlərini və kütləsini daha da məhdudlaşdırmaq imkanı verir.


Olduqca bir Ulduz deyil, Bir Planet deyil: AB Dor-da Planet-Kütləvi Obyekt

Redaktor & # 8217s qeyd: AAS Media Təqaüdçüsü Kerry Hensley tərəfindən yazılmış bu məqalə əvvəlcə Astrobites-də yayımlandı.

Şəkil 1. A comparison of the sizes of Sun-like and low-mass stars to brown dwarfs, gas giants, and terrestrial planets. Though brown dwarfs have only slightly larger radii than Jupiter, they contain more than ten times the mass. [NASA/JPL-Caltech/UCB]

Astronomers have discovered over a thousand brown dwarfs, ranging in spectral type from the barely-sub-stellar late M dwarfs to the ultra-cool Y dwarfs, but questions about their formation, interior goings-on, and early lives remain. Of particular interest is the lower end of the mass range: where do we draw the line between brown dwarfs and planets? And where do the transitions between brown-dwarf spectral types lie?

A Curious Brown Dwarf in AB Doradus

Figure 2. The spectral energy distribution of 2M1324+6358 (black line) compared to two other T2 dwarfs. 2M1324+6358 is much brighter at long wavelengths than either of the other T2 dwarfs, which could mean that it’s an unresolved binary. [Gagné et al. 2018]

In order to learn more about 2M1324+6358, the authors first determine whether or not it belongs to AB Doradus, a young (

150 million years old), nearby (

65 light-years away) moving group. A moving group is a collection of stars, traveling together through the Galaxy, that formed at the same time from the same cloud of gas and dust. It’s much easier to figure out the age of a group of stars than an individual star, and since all stars in a moving group formed at the same time, figuring out if an object belongs to a moving group tells us its approximate age. Combining luminosity and color measurements with distance and age gives modelers the information they need to determine the brown dwarf’s radius, temperature, and surface gravity—critical information for exploring the muddy waters between small stars and giant planets.

First, the authors use parallax to determine the distance to 2M1324+6358. The parallax measurements hint that 2M1324+6358 belongs to the moving group because it’s at the same distance from the Earth. It’s not enough to just be at the right distance, though stars are constantly in motion, and it’s common for a star to escape its natal cluster and mosey through neighboring clusters. However, a star that’s just passing through will tend to have a different velocity from stars that belong to the cluster, so if 2M1324+6358’s distance and velocity həm də match AB Doradus’, it’s very likely to belong . The authors pass the object’s velocity and location to a Bayesian statistical framework and find a cluster membership probability of 98% — bingo!

2M1324+6358: One Brown Dwarf or Two?

Figure 3 shows that 2M1324+6358 is fainter than other objects of similar spectral type, which means it’s unlikely to be a binary system. As a member of the AB Doradus moving group, it must also be young — just about 150 million years old. Young brown dwarfs are thought to be highly variable, due to both stellar activity and clouds drifting through their atmospheres, which could explain the unusual spectral features that led past studies to conclude it was a binary.

Şəkil 3. Color-magnitude diagram showing 2M1324+6358 (J-K

1.6) in relation to other likely AB Doradus moving group members and field stars. 2M1324+6358 is slightly fainter in J-band than other T dwarfs. [Gagné et al. 2018]

Citation

Jonathan Gagné et al 2018 ApJL 854 L27. doi:10.3847/2041-8213/aaacfd


Word “Dwarf Planet”

The term Dwarf Planet was adopted in 2006 after classifying the Sun’s orbiting bodies into three parts, which was brought about by an increase in searches for objects farther from the Sun than Neptune. These planets are similar in size to Pluto. The removal of dwarf planets from the planetary roster was both praised and criticized by the IAU i.e. International Astronomical Union.

IAU – International Astronomical Union

As of July 2008, the International Astronomical Union has identified five dwarf planets – Ceres in the asteroid belt, and Pluto, Haumea, Makemake, and Eris in the outer solar system. So far five dwarf planets have been discovered in our solar system, namely – Pluto, Ceres, Haumea, Makemake, and Eris.

Only two of these Ceres and Pluto are demonstrated in sufficient detail, that they actually fit the definition of the IAU. The IAU accepted Eris as a dwarf planet because it is more massive than Pluto. He later decided that unnamed trans-Neptunian objects with an absolute magnitude greater than +1 should be named under the assumption that they are dwarf planets. At the time (and still until 2019), the Haumea and Makemake met this secondary test. However, some scientists were still not completely convinced about Haumea.


Forget Planet 9—there's Evidence of a Tenth Planet Lurking at the Edge of the Solar System

A Mars-sized planet appears to be lurking at the edge of the solar system, scientists have announced. The "planetary mass object" seems to be disrupting the orbits of other, smaller rocky bodies within the Kuiper Belt&mdasha disc-shaped region of icy bodies beyond Neptune that encircles the whole solar system and extends around 2.3 billion miles.

This "planetary mass object" is different from the hypothetical Planet Nine&mdasha huge object believed to be orbiting the sun from the outer solar system. Evidence for this planet was announced in 2016, when scientists from Caltech, California, found several objects with highly unusual orbits. These orbits could, however, be explained by the existence of a giant planet with a mass about 10 times that of Earth.

Celestial objects are drawn into the orbits of larger bodies: All the planets in the solar system orbit the Sun and the moon orbits Earth. So when astronomers find bodies that are not orbiting in the way they should be, it suggests something else is influencing them.

In a study submitted for publication in the Astronomik Jurnal, a team of scientists presented evidence of a planetary body sitting on the edges of the Kuiper Belt. Kat Volk and Renu Malhotra, from the University of Arizona, analyzed the tilt angles and orbits of over 600 Kuiper Belt objects (KBOs).

They discovered the most distant KBOs is tilted away from the orbital plane they should be sitting on, meaning something in this region is warping their orbits. "Imagine you have lots and lots of fast-spinning tops, and you give each one a slight nudge," Malhotra said in a statement. "If you then take a snapshot of them, you will find that their spin axes will be at different orientations, but on average, they will be pointing to the local gravitational field of Earth."

They found that for the KBOs that were farther out than 50 astronomical units (1AU is 93 million miles), the average plane warps away from the one they should be on.

"The most likely explanation for our results is that there is some unseen mass," lead author Volk said. "According to our calculations, something as massive as Mars would be needed to cause the warp that we measured."

Volk and Malhotra calculate the Mars-sized object would sit around 60 AU from the sun and would influence the KBOs sitting 10 AU either side of it. "The observed distant KBOs are concentrated in a ring about 30 AU wide and would feel the gravity of such a planetary mass object over time, so hypothesizing one planetary mass to cause the observed warp is not unreasonable across that distance," Volk said.

Another explanation for the weird KBO orbits could be that a star traveling passed our solar system at some point in the past knocked them out of alignment. "Once the star is gone, all the KBOs will go back to precessing around their previous plane," Malhotra said. "That would have required an extremely close passage at about 100 AU, and the warp would be erased within 10 million years, so we don't consider this a likely scenario."

They said the launch of the Large Synoptic Survey Telescope, a new telescope that will survey the sky, should help identify the planet&mdashif it exists.

Commenting on the study, Andrew Coates, Professor of Physics and Deputy Director (Solar System) at UCL's Mullard Space Science Laboratory, U.K., tells Xəbər həftəsi the "jury is still out" when it comes to working out what is causing the weird behavior of KBOs.

"Early last year, the alignment of the orbits of 6 objects behaving oddly was linked with a possible but as yet unseen object, called 'Planet Nine', about ten times the size of Earth. The suggestion was that it is orbiting being between 200 and 1,200 to 2,000 AU in the Kuiper belt," he says.

"In the middle of last year, computer modeling suggested that, as its orbit is much further from the Sun than us, such an object could be a captured exoplanet from another star in the Milky Way some 4.5 billion years ago, or it may be an ejected forming planetary core from our own solar system.

"The new paper suggests, based on a measured statistically significant warping of the solar system's plane. that this could instead be consistent with a Mars to Earth sized object at a much closer distance. In all cases, what we really need is observations of any object to back [it] up. The hunt is on for the new object with several existing and planned spacecraft and telescopes."

Michele Bannister, from the Astrophysics Research Center at Queen's University Belfast, U.K., tells Newsweek the possibility of Planet 10 is "entirely reasonable."

"You'd expect objects like this to form in the initial growth of tiny planets," she says. "Most of the planets stayed really tiny&mdashso we called them planetesimals&mdashand they became the KBOs. But some of them got bigger. Most of them have been scattered and lost from the solar system, but we know of a few of them remaining&mdashPluto for example.

"It's entirely reasonable you would have a mars-sized object at some point. The question is why would we not have found it yet?"

Bannister says Planet 10 could be located in one of the only areas of the sky that you could hide any large object&mdasha region covered by the Milky Way. "At that point it becomes a lot harder to find distant moving objects because there's just so many stars," she says. "It's a region of the sky where you could potentially hide an object."

"It's possible, it's quite plausible. And the fact there's this twist in the orbit [of the KBOs]&hellip it's really suggestive. "


We have a ninth planet in the solar system – and it’s not Pluto

A duo of astronomers from CalTech may have found another planet, far away in our solar system. The object, for now nicknamed Planet Nine is believed to be 10 times bigger than Earth and orbit 20 times farther from the sun than Neptune – which is why we haven’t found it until now.

A predicted consequence of Planet Nine. Five known objects (blue) fit this prediction precisely.
Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC) [Diagram was created using WorldWide Telescope. The same man that was responsible for de-classifying Pluto as a planet may have brought us a replacement. Mike Brown and Konstantin Batygin revealed evidence that a large planet may be orbiting the outskirts of our solar system.

“This would be a real ninth planet,” says Brown, the a Professor of Planetary Astronomy at CalTech. “There have only been two true planets discovered since ancient times, and this would be a third. It’s a pretty substantial chunk of our solar system that’s still out there to be found, which is pretty exciting.”

They haven’t actually seen the planet so there is still a lot of possible debate about this discovery. Instead, they calculated its effect on a number of objects from the Kuiper Belt, the circumstellar disc beyond the known planets.

It all started when a former postdoc of Brown’s, Chad Trujillo, and his colleague Scott Sheppard published a paper noting that 13 of the most distant objects in the Kuiper Belt have a very strange, but similar orbit. Basically, the Kuiper Belt Objects (KBOs) were aligning in a strange way, without any consistent explanation.

Artistic representation of the proposed ninth planet. Caltech/R. Zərər (IPAC)

Brown took this observations to Batygin who is a theorist and together they tried to explain what was happening.

“I would bring in some of these observational aspects he would come back with arguments from theory, and we would push each other. I don’t think the discovery would have happened without that back and forth,” says Brown. ” It was perhaps the most fun year of working on a problem in the solar system that I’ve ever had.”

After eliminating several possibilities that seemed likelier, they tried a new model, almost by accident – that of a new, large planet. They were skeptical themselves of the idea, but time after time, the model was consistent.

“Still, I was very skeptical,” says Batygin. “I had never seen anything like this in celestial mechanics. A good theory should not only explain things that you set out to explain. It should hopefully explain things that you didn’t set out to explain and make predictions that are testable,” he added.

So they set out to make just that: testable predictions one of these predictions stated that there would be objects in the Kuiper Belt on orbits inclined perpendicularly to the plane of the planets. Batygin kept finding evidence for these, and that’s when they finally realized there might be a planet after all. Brown himself was stunned:

“Suddenly I realized there are objects like that,” recalls Brown. In the last three years, observers have identified four objects tracing orbits roughly along one perpendicular line from Neptune and one object along another. “We plotted up the positions of those objects and their orbits, and they matched the simulations exactly,” says Brown. “When we found that, my jaw sort of hit the floor.”


Of course, they tried actually looking for the planet, but that’s a needle in the haystack type of situation. The planet’s exact location isn’t known, only its rough orbit.

“I would love to find it,” says Brown. “But I’d also be perfectly happy if someone else found it. That is why we’re publishing this paper. We hope that other people are going to get inspired and start searching.”

Their results were accepted and published in The Astrophysical Journal which in itself is an achievement – it means that the scientific community is at least taking this discovery seriously. But not everyone is convinced.

“I have seen many, many such claims in my career, and all of them have been wrong,” Hal Levison, a planetary scientist at the Southwest Research Institute, who was not involved in the study, told Təbiət.

But if anything, this oddball planet would make our solar system more like others we’ve observed.

“One of the most startling discoveries about other planetary systems has been that the most common type of planet out there has a mass between that of Earth and that of Neptune,” says Batygin. “Until now, we’ve thought that the solar system was lacking in this most common type of planet. Maybe we’re more normal after all.”

Unfortunately, we’ll have to wait (possibly a long time) before observations prove or disprove this theory. If it is confirmed though, then it truly is a remarkable find. It would be the first new planet since the discovery of Neptune – also a mathematical prediction by Urbain Le Verrier in 1846.

“In more than 150 years, we have the first observational evidence that the planetary census of the solar system is incomplete,” said Batygin, the study’s lead author. “We’re truly living in a special time.”


Caltech Researchers Find Evidence of a Real Ninth Planet

This artistic rendering shows the distant view from Planet Nine back towards the sun. The planet is thought to be gaseous, similar to Uranus and Neptune. Hypothetical lightning lights up the night side.

A predicted consequence of Planet Nine is that a second set of confined objects should also exist. These objects are forced into positions at right angles to Planet Nine and into orbits that are perpendicular to the plane of the solar system. Five known objects (blue) fit this prediction precisely.

Newswise — Caltech researchers have found evidence of a giant planet tracing a bizarre, highly elongated orbit in the outer solar system. The object, which the researchers have nicknamed Planet Nine, has a mass about 10 times that of Earth and orbits about 20 times farther from the sun on average than does Neptune (which orbits the sun at an average distance of 2.8 billion miles). In fact, it would take this new planet between 10,000 and 20,000 years to make just one full orbit around the sun.

The researchers, Konstantin Batygin and Mike Brown, discovered the planet's existence through mathematical modeling and computer simulations but have not yet observed the object directly.

"This would be a real ninth planet," says Brown, the Richard and Barbara Rosenberg Professor of Planetary Astronomy. "There have only been two true planets discovered since ancient times, and this would be a third. It's a pretty substantial chunk of our solar system that's still out there to be found, which is pretty exciting."

Brown notes that the putative ninth planet—at 5,000 times the mass of Pluto—is sufficiently large that there should be no debate about whether it is a true planet. Unlike the class of smaller objects now known as dwarf planets, Planet Nine gravitationally dominates its neighborhood of the solar system. In fact, it dominates a region larger than any of the other known planets—a fact that Brown says makes it "the most planet-y of the planets in the whole solar system."

Batygin and Brown describe their work in the current issue of the Astronomik Jurnal and show how Planet Nine helps explain a number of mysterious features of the field of icy objects and debris beyond Neptune known as the Kuiper Belt.

"Although we were initially quite skeptical that this planet could exist, as we continued to investigate its orbit and what it would mean for the outer solar system, we become increasingly convinced that it is out there," says Batygin, an assistant professor of planetary science. "For the first time in over 150 years, there is solid evidence that the solar system's planetary census is incomplete."

The road to the theoretical discovery was not straightforward. In 2014, a former postdoc of Brown's, Chad Trujillo, and his colleague Scott Sheppard published a paper noting that 13 of the most distant objects in the Kuiper Belt are similar with respect to an obscure orbital feature. To explain that similarity, they suggested the possible presence of a small planet. Brown thought the planet solution was unlikely, but his interest was piqued.

He took the problem down the hall to Batygin, and the two started what became a year-and-a-half-long collaboration to investigate the distant objects. As an observer and a theorist, respectively, the researchers approached the work from very different perspectives—Brown as someone who looks at the sky and tries to anchor everything in the context of what can be seen, and Batygin as someone who puts himself within the context of dynamics, considering how things might work from a physics standpoint. Those differences allowed the researchers to challenge each other's ideas and to consider new possibilities. "I would bring in some of these observational aspects he would come back with arguments from theory, and we would push each other. I don't think the discovery would have happened without that back and forth," says Brown. " It was perhaps the most fun year of working on a problem in the solar system that I've ever had."

Fairly quickly Batygin and Brown realized that the six most distant objects from Trujillo and Sheppard's original collection all follow elliptical orbits that point in the same direction in physical space. That is particularly surprising because the outermost points of their orbits move around the solar system, and they travel at different rates.

"It's almost like having six hands on a clock all moving at different rates, and when you happen to look up, they're all in exactly the same place," says Brown. The odds of having that happen are something like 1 in 100, he says. But on top of that, the orbits of the six objects are also all tilted in the same way—pointing about 30 degrees downward in the same direction relative to the plane of the eight known planets. The probability of that happening is about 0.007 percent. "Basically it shouldn't happen randomly," Brown says. "So we thought something else must be shaping these orbits."

The first possibility they investigated was that perhaps there are enough distant Kuiper Belt objects—some of which have not yet been discovered—to exert the gravity needed to keep that subpopulation clustered together. The researchers quickly ruled this out when it turned out that such a scenario would require the Kuiper Belt to have about 100 times the mass it has today.

That left them with the idea of a planet. Their first instinct was to run simulations involving a planet in a distant orbit that encircled the orbits of the six Kuiper Belt objects, acting like a giant lasso to wrangle them into their alignment. Batygin says that almost works but does not provide the observed eccentricities precisely. "Close, but no cigar," he says.

Then, effectively by accident, Batygin and Brown noticed that if they ran their simulations with a massive planet in an anti-aligned orbit—an orbit in which the planet's closest approach to the sun, or perihelion, is 180 degrees across from the perihelion of all the other objects and known planets—the distant Kuiper Belt objects in the simulation assumed the alignment that is actually observed.

"Your natural response is 'This orbital geometry can't be right. This can't be stable over the long term because, after all, this would cause the planet and these objects to meet and eventually collide,'" says Batygin. But through a mechanism known as mean-motion resonance, the anti-aligned orbit of the ninth planet actually prevents the Kuiper Belt objects from colliding with it and keeps them aligned. As orbiting objects approach each other they exchange energy. So, for example, for every four orbits Planet Nine makes, a distant Kuiper Belt object might complete nine orbits. They never collide. Instead, like a parent maintaining the arc of a child on a swing with periodic pushes, Planet Nine nudges the orbits of distant Kuiper Belt objects such that their configuration with relation to the planet is preserved.

"Still, I was very skeptical," says Batygin. "I had never seen anything like this in celestial mechanics."

But little by little, as the researchers investigated additional features and consequences of the model, they became persuaded. "A good theory should not only explain things that you set out to explain. It should hopefully explain things that you didn't set out to explain and make predictions that are testable," says Batygin.

And indeed Planet Nine's existence helps explain more than just the alignment of the distant Kuiper Belt objects. It also provides an explanation for the mysterious orbits that two of them trace. The first of those objects, dubbed Sedna, was discovered by Brown in 2003. Unlike standard-variety Kuiper Belt objects, which get gravitationally "kicked out" by Neptune and then return back to it, Sedna never gets very close to Neptune. A second object like Sedna, known as 2012 VP113, was announced by Trujillo and Sheppard in 2014. Batygin and Brown found that the presence of Planet Nine in its proposed orbit naturally produces Sedna-like objects by taking a standard Kuiper Belt object and slowly pulling it away into an orbit less connected to Neptune.

But the real kicker for the researchers was the fact that their simulations also predicted that there would be objects in the Kuiper Belt on orbits inclined perpendicularly to the plane of the planets. Batygin kept finding evidence for these in his simulations and took them to Brown. "Suddenly I realized there are objects like that," recalls Brown. In the last three years, observers have identified four objects tracing orbits roughly along one perpendicular line from Neptune and one object along another. "We plotted up the positions of those objects and their orbits, and they matched the simulations exactly," says Brown. "When we found that, my jaw sort of hit the floor."

"When the simulation aligned the distant Kuiper Belt objects and created objects like Sedna, we thought this is kind of awesome—you kill two birds with one stone," says Batygin. "But with the existence of the planet also explaining these perpendicular orbits, not only do you kill two birds, you also take down a bird that you didn't realize was sitting in a nearby tree."

Where did Planet Nine come from and how did it end up in the outer solar system? Scientists have long believed that the early solar system began with four planetary cores that went on to grab all of the gas around them, forming the four gas planets—Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune. Over time, collisions and ejections shaped them and moved them out to their present locations. "But there is no reason that there could not have been five cores, rather than four," says Brown. Planet Nine could represent that fifth core, and if it got too close to Jupiter or Saturn, it could have been ejected into its distant, eccentric orbit.

Batygin and Brown continue to refine their simulations and learn more about the planet's orbit and its influence on the distant solar system. Meanwhile, Brown and other colleagues have begun searching the skies for Planet Nine. Only the planet's rough orbit is known, not the precise location of the planet on that elliptical path. If the planet happens to be close to its perihelion, Brown says, astronomers should be able to spot it in images captured by previous surveys. If it is in the most distant part of its orbit, the world's largest telescopes—such as the twin 10-meter telescopes at the W. M. Keck Observatory and the Subaru Telescope, all on Mauna Kea in Hawaii—will be needed to see it. If, however, Planet Nine is now located anywhere in between, many telescopes have a shot at finding it.

"I would love to find it," says Brown. "But I'd also be perfectly happy if someone else found it. That is why we're publishing this paper. We hope that other people are going to get inspired and start searching."

In terms of understanding more about the solar system's context in the rest of the universe, Batygin says that in a couple of ways, this ninth planet that seems like such an oddball to us would actually make our solar system more similar to the other planetary systems that astronomers are finding around other stars. First, most of the planets around other sunlike stars have no single orbital range—that is, some orbit extremely close to their host stars while others follow exceptionally distant orbits. Second, the most common planets around other stars range between 1 and 10 Earth-masses.

"One of the most startling discoveries about other planetary systems has been that the most common type of planet out there has a mass between that of Earth and that of Neptune," says Batygin. "Until now, we've thought that the solar system was lacking in this most common type of planet. Maybe we're more normal after all."

Brown, well known for the significant role he played in the demotion of Pluto from a planet to a dwarf planet adds, "All those people who are mad that Pluto is no longer a planet can be thrilled to know that there is a real planet out there still to be found," he says. "Now we can go and find this planet and make the solar system have nine planets once again."

The paper is titled "Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System."


How ‘planety’ is Planet Nine?

It is freezing in our solar system’s far reaches. Bodies of frozen methane, ammonia and water – and a few dwarf planets, such as demoted Pluto – circle the sun, billions of kilometres away. The Kuiper belt, beyond Neptune, the eighth planet’s orbit, is the detritus of our solar system’s early years.

Last week, planetary scientists at the California Institute of Technology (Caltech) announced they’d discovered a ninth planet in this glacial belt: it’s a distant giant.

However, experts say that the evidence for Planet Nine, as researchers are calling it, is compelling.

“This would be a real ninth planet,” says Mike Brown, Caltech professor of planetary astronomy, in an article on Caltech’s website. Brown is the author of the book How I Killed Pluto and Why It Had It Coming. “There have only been two true planets discovered since ancient times [Uranus was first observed in 1781 and Neptune in 1846], and this would be a third. It’s a pretty substantial chunk of our solar system that’s still out there to be found.”

Brown and Konstantin Batygin, a Caltech assistant professor of planetary science, discovered the planet through mathematical modelling and simulation. But this giant planet, about 10 times Earth’s mass and with a very elongated orbit that takes it into the far reaches of the solar system, has yet to be seen.

It started with six distant Kuiper belt objects all following elliptical orbits and pointing in the same direction. The chances of this was about 0.007%, they write in the Astronomical Journal. “Basically it shouldn’t happen randomly, so we thought that something else must be shaping these orbits,” Brown said.

Said Batygin: “Although we were initially quite sceptical that this planet could exist, as we continued to investigate its orbit and what it would mean for the outer solar system, we became increasingly convinced it is out there. For the first time in over 150 years, there is solid evidence that the solar system’s planetary census is incomplete.”

In 2005, Brown’s team discovered Eris, a dwarf planet orbiting beyond Neptune. It was much larger than Pluto, and resulted in an International Astronomical Union overhaul of the definition of “planet”.

Unlike a dwarf planet, according to the union, a planet has “cleared the neighbourhood” – it is the dominant gravitational body in its vicinity. Pluto shares celestial space with other objects in the Kuiper belt.

Brown said Planet Nine, which is 5 000 times larger than Pluto, is the “most planety of all planets in the solar system”.

Asked how plausible it was that Batygin and Brown had discovered a new planet, Amanda Sickafoose, a planetary astronomer at the South African Astronomical Observatory, said: “Statistically speaking, this new result is quite compelling. Nothing that we have directly observed has been large enough to clear its orbital path around the sun and thus be designated as a planet. These new results &hellip indicate that a large body is gravitationally influencing the most distant known objects.”

A generation ago, we thought our solar system was unique, the only one of its kind in the universe. To this day, the official definition of “planet” only includes our solar system’s planets. The first exoplanet – a planet not in our solar system, but orbiting another star – was detected and confirmed in 1992.

Batygin said: “One of the most startling discoveries about other planetary systems has been that the most common type of planet out there has a mass between that of Earth and Neptune. Until now, we’ve thought the solar system was lacking this most common type of planet.”

But although the modelling shows the proposed planet is about 10 times the size of Earth, “we don’t know what type of planet it is”, said Sickafoose. “The majority of those extrasolar systems have planets in the size range of 10 Earth masses. Our solar system would be somewhat unusual if it didn’t have a planet of this size.”

But the Caltech researchers do not know where Planet Nine is in its orbit. “I would love to find it,” Brown said. “But I’d also be happy if someone else found it. That is why we’re publishing this paper.”

Asked why Planet Nine hadn’t been seen, Sickafoose said: “It doesn’t get closer than roughly 250 [astronomical units].”

One astronomical unit is the distance between the sun and the Earth, and the closest Planet Nine comes to us is 250 times that. “It spends the majority of its more than 10 000-year orbit much farther away from us,” she said. “Currently, the most distant solar system object that we have imaged optically is roughly 100 astronomical units away.”

This means there may be even more planets out there.

Subscribe to the M&G

Thanks for enjoying the Mail & Guardian, we’re proud of our 36 year history, throughout which we have delivered to readers the most important, unbiased stories in South Africa. Good journalism costs, though, and right from our very first edition we’ve relied on reader subscriptions to protect our independence.

Digital subscribers get access to all of our award-winning journalism, including premium features, as well as exclusive events, newsletters, webinars and the cryptic crossword. Click here to find out how to join them.