Neuer Beweis für den Geist unseres Sonnensystems: Planet Neun

Gibt es einen weiteren unentdeckten Planeten, der in den entlegensten Winkeln unseres Sonnensystems lauert? Folgt es einer fernen Umlaufbahn um die Sonne in der mysteriösen Welt der Kometen und anderer eisiger Körper? Für einige Forscher lautet die Antwort „fast sicher“.

Der Fall ist für Der neunte Planet (P9) Aus mindestens 2016. In diesem Jahr entdeckten es die Astronomen Mike Brown und Konstantin Batygin Veröffentlichte Beweise Auf seine Existenz hinweisen. Seitdem haben sie und ihre Kollegen weitere Arbeiten veröffentlicht, die P9 unterstützen.

Es gibt viele Beweise für die Existenz von P9, aber keiner davon erreicht die Schwelle eines schlüssigen Beweises. Der Hauptbeweis betrifft Umlaufbahnen Transneptunische Extremobjekte (ETNOs). Es zeigt einen seltsamen Cluster, der auf ein massives Objekt hinweist. P9 könnte diese Objekte in ihre Umlaufbahnen befördern.

Die Namen Brown und Batygin, beide Astronomen am California Institute of Technology, tauchen häufig im Zusammenhang mit P9 auf. Jetzt haben sie zusammen mit den Kollegen Alessandro Morbidelli und David Nesvorni ein weiteres Papier veröffentlicht, das weitere Beweise für P9 liefert.

Es trägt den Titel „Erzeugung von TNO-Objekten mit geringer Neigung und Neptuntransits durch Planet Neun.Es wurde in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.

„Die entfernten Regionen des Sonnensystems weisen eine Fülle anomaler dynamischer Strukturen auf, was auf die Anwesenheit eines noch zu entdeckenden massiven transneptunischen Körpers, Planet Neun (P9), schließen lässt“, schrieben die Autoren. „Frühere Analysen haben gezeigt, wie die durch dieses Objekt verursachte Orbitalentwicklung die Entstehung einer Vielzahl seltsamer Umlaufbahnen erklären kann.“

Um dieses Problem genauer zu untersuchen, untersuchten Batygin, Brown, Morbidelli und Nesvorny transneptunische Objekte (TNOs) mit konventionelleren Umlaufbahnen. Sie führten N-Körper-Simulationen dieser Objekte durch, die alles von der Anziehungskraft riesiger Planeten bis hin zu … beinhalteten. Ungarische Flut Für vorbeiziehende Sterne.

29 Objekte in der Minor Planet Database haben gut charakterisierte Umlaufbahnen mit mehr als 100 AE, einer Neigung von weniger als 40 Grad und q (Perigäum) von weniger als 30 AE. Von diesen 29 haben 17 gut quantifizierte Umlaufbahnen. Die Forscher konzentrierten ihre Simulationen auf diese 17.

Ziel der Forscher war es, die Herkunft dieser Objekte zu analysieren und festzustellen, ob sie als Sonden für P9 verwendet werden könnten. Um dies zu erreichen, führten sie zwei separate Simulationssätze durch. Eine Gruppe mit P9 im Sonnensystem und eine andere Gruppe ohne P9.

Simulationen begannen in R= 300 Millionen Jahre, also 300 Millionen Jahre der Existenz des Sonnensystems. Zu diesem Zeitpunkt „steckte die grundlegende dynamische Entwicklung im äußeren Sonnensystem noch in den Kinderschuhen“, erklären die Autoren, während genug Zeit vergangen war, damit sich die Population der im Sonnensystem geborenen Sterne zerstreuen und die Riesenplaneten ihre Existenz weitgehend beenden konnten Migrationen. . Am Ende hatten sie in der Simulation etwa 2.000 Objekte oder Partikel mit Perihellängen von mehr als 30 AE und großen Halbachsen zwischen 100 und 5.000 AE. Dadurch wurden alle Neptun-transitierenden Objekte von den Startbedingungen der Simulation ausgeschlossen. „Noch wichtiger ist, dass diese Wahl der Anfangsbedingungen von Natur aus mit der angenommenen Umlaufbahn von P9 zusammenhängt“, betonen sie.

Die folgende Abbildung zeigt die Entwicklung einiger der 2.000 Objekte in den Simulationen.

Dies sind interessante Ergebnisse, die Forscher weisen jedoch darauf hin, dass sie in keiner Weise die Existenz von P9 beweisen. Diese Umlaufbahnen können durch andere Dinge wie galaktische Gezeiten erzeugt werden. Im nächsten Schritt untersuchten sie die Verteilung des Perihels.

„Unter Berücksichtigung von Beobachtungsfehlern zeigen unsere Ergebnisse, dass die Orbitalstruktur dieser Gruppe von Objekten eng mit den Vorhersagen des umfassenden P9-Modells übereinstimmt“, schreiben die Autoren. „Im krassen Gegensatz dazu wurde das P9-Null-Szenario auf dem ~5-Niveau statistisch abgelehnt? Das Maß an Selbstvertrauen.“

Die Autoren vermuten, dass etwas anderes als P9 die Orbitalfehlausrichtung verursacht haben könnte. Der Stern wurde in einem Haufen geboren, und die Dynamik des Haufens hätte diese Objekte auf ihre ungewöhnlichen Umlaufbahnen bringen können, bevor sich der Haufen auflöste. Auch eine Reihe gefährlicher Planeten mit Erdmasse könnten dafür verantwortlich sein, die die Struktur des äußeren Sonnensystems für einige hundert Millionen Jahre beeinflussen, bevor sie irgendwie entfernt werden.

Allerdings haben die Autoren aus gutem Grund 17 Trans-Neptun-Objekte ausgewählt. „Aufgrund ihrer geringen Neigungen und Perigäume unterliegen diese Objekte einem schnellen Umlaufchaos und haben eine kurze dynamische Lebensdauer“, schreiben die Autoren. Das bedeutet, dass alles, was diese Objekte in diese Umlaufbahnen treibt, fortlaufend ist und kein Überbleibsel der Vergangenheit ist.

Eine wichtige Konsequenz dieser Arbeit ist, dass sie zu fehlbaren Vorhersagen führt. Möglicherweise müssen wir nicht lange auf die Prüfung der Ergebnisse warten. „Es ist aufregend, dass die hier beschriebene Dynamik zusammen mit allen anderen Beweisen für P9 mit dem Start von VRO (Vera Rubin Observatory) bald einem harten Test unterzogen wird“, schrieben die Autoren.

Wenn P9 echt ist, was ist es dann? Es könnte sich um den Kern eines Riesenplaneten handeln, der in den frühen Tagen des Sonnensystems ausgestoßen wurde. Es könnte ein Schurkenplanet gewesen sein, der durch den interstellaren Raum driftete, bis er in die Gravitationsumgebung unseres Sonnensystems fiel. Oder es könnte ein Planet sein, der sich in einer entfernten Umlaufbahn gebildet hat und von einem vorbeiziehenden Stern in seine exzentrische Umlaufbahn getrieben wurde. Wenn Astronomen die Existenz von P9 bestätigen können, lautet die nächste Frage: „Was ist das?“

Wenn Sie überhaupt daran interessiert sind, wie Wissenschaft funktioniert, ist die P9-Hülle sehr nützlich. Heureka-Momente sind in der modernen Astronomie selten. Die Beweise werden nach und nach aufgebaut, begleitet von Diskussion und Kontrapunkt. Es werden Einwände erhoben und Widersprüche aufgezeigt, dann werden Methoden verbessert und das Denken entwickelt. Was als eine umfassende Frage begann, zerfällt in kleinere, leichter zu beantwortende Fragen.

Aber die große Frage, die jetzt vorherrscht und wahrscheinlich noch viel länger bestehen bleiben wird: Gibt es einen Planet Neun?

Bleiben Sie dran.