Как выглядит новая планета Солнечной системы и когда ее откроют

Девятую планету от Солнца обнаружат в ближайшее десятилетие, считают американские астрономы. Она движется по эллиптической орбите в поясе Койпера — малоизученной области далеко за Нептуном. Новые данные оставляют мало сомнений в том, что в Солнечной системе существует суперземля.

Человек изучает Солнечную систему не первое тысячелетие, но белых пятен еще хватает. К примеру, в 1980-е астрономы увлеченно искали Немезиду — темную звезду, напарницу Солнца. Предполагалось, что она могла вызвать экологическую катастрофу на Земле 65 миллионов лет назад, когда погибли динозавры.

Плутон раньше считался девятой планетой Солнечной системы, но в 2006 году его лишили этого статуса, переквалифицировав в карликовую планету, по сути, астероид. Инициатором выступил американский астроном Майкл Браун из Калифорнийского технологического института (США). Все это он описал в книге "Как я убил Плутон и почему это было неизбежно".

Поиски звезды-убийцы закончились ничем, однако десяток лет спустя доказали существование пояса Койпера — области, где сосредоточены ледяные осколки материи, оставшиеся после образования Солнечной системы. Самые крупные — порядка девятисот километров. Всего там обнаружено примерно две тысячи небесных тел.

Браун целенаправленно исследует пояс Койпера, ищет другие транснептуновые объекты — то есть те, что дальше от Солнца, чем Нептун. Он открыл 27 небесных тел, в том числе карликовые планеты Седну и Эриду.

Среди транснептуновых объектов есть аномальные, чьи орбиты очень сильно вытянуты: их большие полуоси простираются на 250 астрономических единиц (расстояний от Солнца до Земли), вместе с тем ближайшие к звезде точки орбит находятся в одной области. Чтобы объяснить эту странность, Браун вместе с коллегой по Калтеху Константином Батыгиным в 2016 году выдвинул гипотезу о существовании на задворках Солнечной системы еще одной планеты.

На поиски новой планеты бросили значительные силы, подключили астрономов-любителей — безрезультатно. Тем не менее гипотезу не отбросили, наоборот, теперь она кажется еще более обоснованной. "Мы беспокоились, что найдется более простое или естественное объяснение аномалий, которые мы видим в данных, и что гипотеза девятой планеты вскоре окажется неактуальной. Но этого не произошло. Гипотеза довольно успешно прошла проверку временем", — пишет Константин Батыгин в своем блоге.

Есть только две альтернативные версии, объясняющие аномалии орбит самых удаленных объектов пояса Койпера. Первая — ошибка наблюдения. Ее разбору посвящена новая статья Брауна и Батыгина, опубликованная в январе в "The Astronomical Journal". Ученые рассчитали вероятность, с которой орбиты этих тел выглядят именно так, как их видят сейчас, благодаря ошибке. Результат — всего две десятых процента. Вывод: наблюдаемые странности статистически весомы.

Другая альтернатива — существование еще одного массивного диска в Солнечной системе, состоящего из ледяных планетезималей — остатков протопланетного диска, чья гравитация вытягивает орбиты транснептуновых объектов так же, как это сделала бы целая планета. Но, отмечает Майкл Браун, этот сценарий еще более сложный.

Итоги двух лет поисков девятой планеты подводит статья Брауна и Батыгина, подготовленная совместно с коллегами из Университета Мичигана для журнала "Physics Reports". Ученые проанализировали заново все факты, уточнили характеристики гипотетической планеты, выполнили численное моделирование и представили убедительные доказательства ее существования.

Девятая планета раза в два меньше по всем параметрам, чем это представлялось три года назад, поясняет Батыгин. Большая полуось ее орбиты равна примерно 400-500 астрономическим единицам, эксцентриситет — 0,15-0,3 (показатель сжатости эллипса), наклонение — 20 градусов. Лучшие результаты моделирования получаются при массе планеты в пять раз больше земной. В любом случае, десять масс Земли — это потолок. Для сравнения: Нептун тяжелее в 17,2 раза.

Судя по характеристикам, девятая планета очень напоминает суперземлю — особый класс экзопланет, часто наблюдаемых у других звезд. Возможно, это небесное тело действительно образовалось не здесь, а было захвачено Солнцем в момент сближения с другой звездной системой. Впрочем, вопрос происхождения гипотетической планеты поднимать рано.

Звездная величина, или яркость, нового члена планетной семьи очень мала — 24-25 магнитуд. Это на пределе возможностей земной техники. Объект мог бы обнаружить телескоп Pan-STARRS, сканирующий все небо. Однако есть сложность — самая удаленная точка орбиты интересующего нас небесного тела, возможно, пересекает плоскость Млечного пути, где высокая концентрация звезд. На их фоне трудно что-нибудь различить.

Браун и Батыгин ищут свою планету на телескопе "Субару" на Гавайях, располагающем камерой гипервысокого разрешения. В прошлом году с ее помощью открыли очередной объект в далеком поясе Койпера — Гоблин.

Из оптических приборов для поисков девятой планеты подходит также четырехметровый телескоп имени Виктора Бланко в Чили с мощной камерой, предназначенной для изучения темной энергии. Там же, в Чили, в 2022 году заработает восьмиметровый Большой обзорный телескоп LSST.

Кроме того, перспективны поиски в инфракрасном и микроволновом диапазонах длин волн. Планета хоть и мало, но нагревается от Солнца, она несколько теплее окружающего ее пространства, значит, ее можно найти в данных орбитального телескопа WISE.

Пока астрономы не знают даже приблизительно, куда направить приборы, чтобы искать девятую планету: она может находиться где угодно. Возможно, ее изображение уже получено, но еще не идентифицировано.

"Девятая планета, если она существует такой, как мы ее описываем, вероятно, будет открыта в ближайшее десятилетие", — уверены авторы гипотезы.