Загадочной девятой планете назначили орбиту

Ограничения, наложенные на орбиту и массу таинственного гипотетического объекта, лежащего от Солнца в сотни раз дальше Земли, позволят значительно быстрее найти его с помощью телескопов.

Исследователи из США изучили влияние гипотетической девятой планеты Солнечной системы на ряд объектов пояса Койпера. При этом они выяснили наиболее вероятную из её возможных орбит и местоположение последней неизвестной планеты нашей системы. С текстом препринта будущей статьи можно познакомиться на сайте Корнелльского университета.

Учёные обратили внимание на то, что ряд тел в поясе Койпера находятся друг с другом в орбитальных резонансах, которые указывают на влияние на них далёкого крупного объекта. Орбитальным резонансом называют ситуацию, когда тела имеют согласованные периоды вращения, которые соотносятся между собой как целые числа.

Например, Плутон делает три оборота вокруг Солнца за то же время, за которое ближайшая к нему планета — Нептун — делает лишь два. Это означает, что оба тела находятся с орбитальном резонансе 2:3.Фото: © arxiv.orgИсследователи использовали периоды вращения множества известных мелких тел пояса Койпера, чтобы выяснить, какое массивное тело может находиться в резонансе сразу с рядом из них.

Как оказалось, идеальная орбита для такого тела находится на удалении примерно в 654 астрономических единиц от Солнца (более 90 миллиардов километров). Это довольно близко к более ранним предположениям астрономов Батыгина и Брауна.

Дополнительно, сопоставляя орбитальные резонансы, удалось наложить и ряд других ограничений на орбиту и параметры девятой планеты, потенциально крайне важных для её поиска. Год планеты скорее всего примерно равен 16 725 земным. Её масса лежит в диапазоне 6—12 земных, то есть она много массивнее других твёрдых планет Солнечной системы.

Но при этом примерно в полтора раза легче Урана или Нептуна. В связи с этим она является либо холодным мининептуном (не очень большой ледяной гигант), либо крупной суперземлёй с большим количеством лёгких элементов. Чуть более вероятен второй вариант.

Сопоставление орбитальных резонансов в поясе Койпера позволило ограничить ту часть орбиты девятой планеты, в которой она может находиться в настоящее время. Удалось определить не только примерный сектор неба, но и наиболее вероятное удаление, которое планета имеет в настоящий момент.

Скорее всего, она находится в наиболее далёкой от Солнца части своей вытянутой орбиты, на дистанции примерно в 950 астрономических единиц от него.

Авторы работы отмечают, что с полученными ими ограничениями на орбиту загадочного небесного тела девятая планета должна быть открыта в довольно сжатые сроки. Если это случится, то у астрономов появится возможность взглянуть на планету с параметрами суперземли. Это крайне частый тип экзопланет в других системах. Всего их известны тысячи, и многие из них лежат в зоне обитаемости. До 2016 года учёные полагали, что в Солнечной системе таких тел нет, что существенно затрудняло их детальное изучение.