Миры возле других звезд подсказали размер и состав гипотетической Девятой планеты

Сравнение многочисленных известных экзопланет приводит ученых к выводу, что предполагаемая в Солнечной системе неизвестная крупная планета вряд ли может быть каменистой суперземлей. По мнению астрономов, на самом деле это мини-нептун — мир с твердым ядром и сравнительно легкой оболочкой.

Существование еще одной планеты в Солнечной системе заподозрили после исследования небесных тел за орбитой Нептуна: орбиты некоторых из них оказались вытянуты примерно в одном и том же направлении. Это позволяет предполагать гравитационное воздействие неизвестного объекта.

Именно по этому гравитационному воздействию рассчитали массу гипотетической Девятой планеты — ориентировочно 6,6 массы Земли. Удалось составить некоторое представление и о ее орбите: астрономы полагают, что конкретно сейчас она может быть примерно в 550 раз дальше от Солнца, чем наша планета. Для сравнения: Плутон даже на максимальном удалении от светила — в 49 астрономических единицах от него, то есть в 49 раз дальше Земли. Между тем «Планета Х», по расчетам, в афелии должна оказываться в 630 астрономических единицах.

В такой дали от нашей звезды гипотетический мир, как нетрудно догадаться, должен быть очень холодным. До сих пор это было по большому счету все, что можно было сказать об этой планете. Оставались нерешенными два взаимосвязанных вопроса — ее размеры и состав. Недавно исследователи из США Дэвид Рассел (David G. Russell) и Терри Уайт (Terry L. White) попытались выяснить эти два параметра и решили «обратиться за помощью» к экзопланетам. Своими выводами они поделились в статье, выложенной на сервере препринтов arXiv.org.

Как отметили ученые, в других звездных системах известно уже без малого шесть тысяч миров. Они выбрали в этом списке 142 планеты с равновесной температурой менее 600 кельвин, то есть не более +326 градусов Цельсия. Проще говоря, это явно не очень горячие планеты.

Первое, на что астрономы обратили внимание, — среди них нет ни одного мира с земплеподобным составом, который «весил бы» более 2,9 Земли. То есть планеты полностью или почти полностью каменистые, вероятно, крайне редко бывают «тяжелее». Далее ученые выделили из этих 142 примеров 27 планет с массами от 4,9 до 9,2 Земли — более или менее похожие в этом на Девятую планету.

Выяснилось, что подавляющее большинство из них — мини-нептуны: у них есть каменистое ядро и внушительная оболочка из воды и других летучих веществ. Нептун по массе в 17 раз превосходит Землю, и у него тоже предполагается железокаменное ядро. Радиус практически у всех миров в этой выборке оказался в два-три раза больше земного.

При этом теоретические расчеты показывают, что при формировании планеты с массой больше четырех Земель она действительно должна захватывать и вбирать в себя много газа и таким образом становиться уже планетой газовой либо ледяной. Из всего этого ученые сделали вывод, что Девятая планета в случае ее существования тоже должна быть мини-нептуном — так называемым ледяным карликом. Ее предполагаемый размер при этом составляет от двух до 2,6 Земли.

Эти расчеты еще раз показали, как трудно будет обнаружить гипотетическую планету на снимках: ее видимую яркость оценили в диапазоне от +21,9 до +22,7. Значит, при наблюдениях с Земли она во много раз тусклее Плутона — его видимая звездная величина составляет примерно +15, а чем больше это число, тем хуже видно объект в небе.