Det finns förmodligen en annan planet i vårt solsystem

Nasa

När det gäller att utforska solsystemet har astronomer en pinsam hemlighet. Trots 400 år av stjärnskådning har de bara upptäckt två stora föremål som skulle ha varit okända för de gamla: Uranus 1781 och Neptunus 1846.

Det är inte i brist på försök. Möjligheten av en okänd planet strax utanför observationsräckvidden har lockat astronomer som nattfjärilar till en låga. Några har varit framgångsrika. Flera astronomer upptäckte tillsammans Neptunus efter att ha märkt att de andra planeterna blev gravitationsmässigt knuffade av en okänd massa.

Neptunus löste inte helt dessa avvikelser, och jakten fortsatte in på 1900-talet, och kulminerade i Plutos upptäckt 1930. Men Pluto visade sig vara så liten att den inte kunde förklara knuffarna. Faktum är att den senare förödmjukande degraderades till en dvärgplanet.

Men jakten på en så kallad Planet X fortsatte tills röda astronomer insåg att oegentligheterna i Uranus och Neptunus banor var observationsfel. Detta kom fram först efter att Voyager 2 förbiflygning av dessa planeter 1986 och '87.

Andra märkliga observationer har också utlöst vildgåsjakt. Upptäckten av anomala särdrag i Merkurius omloppsbana fick astronomer att leta efter en mystisk planet som de trodde måste orsaka dem, som de döpte till Vulcan. Men sökandet måste överges när Einstein visade att Merkurius orbitala idiosynkrasier orsakades av solen och hur dess enorma massa förvränger rumtiden.

Ostört har astronomerna återigen fått upp doften. Den här gången pågår jakten på en avlägsen kropp som de kallar Planet 9. Och idag lägger Konstantin Batygin vid California Institute of Technology i Pasadena och några kollegor fram bevisen för det som har dykt upp under de senaste två decennierna. De gör ett övertygande argument för att en husrannsakan är motiverad. Och de säger, Det är troligt att om Planet Nine existerar, kommer den att upptäckas inom det kommande decenniet.

Så vad är detta för bevis? Under de senaste 20 åren eller så har astronomer upptäckt många små kroppar som kretsar bortom Neptunus, många av dem med mycket elliptiska banor som tar dem till de yttre delarna av solsystemet, flera hundra gånger längre bort från solen än jorden.

Dessa trans-neptuniska föremål – som Pluto är en av – sitter i en region som kallas Kuiperbältet. Men de är inte på något sätt ett enhetligt gäng stenar och is. Istället faller trans-neptuniska kroppar in i flera klasser som bestäms av deras omloppsmönster.

Dessa föremål är så små att de lätt drabbas av gravitationsfälten hos deras större kusiner - särskilt Neptunus. Faktum är att astronomer behandlar dem som punktlika och därmed kapabla att spåra gravitationsdynamiken.

Och det leder till en viktig insikt. Oavsett deras banor, måste banorna de spårar vara resultatet av krafter som utövas av större planeter.

Neptunus effekt är lätt att se eftersom den kontinuerligt knuffar och vallar mindre föremål. Faktum är att en betydande del av trans-neptuniska objekt kretsar i resonans med Neptunus.

Men en mycket mindre klass, känd som den fristående befolkningen, har helt andra orbitala egenskaper. Vissa har retrograda banor; andra är mycket excentriska eller på stigar som är dramatiskt lutande i förhållande till solens plan.

Neptunus kan inte förklara denna typ av beteende. Så hypotesen som Batygin och andra undersöker är att något annat massivt föremål – kalla det Planet 9 – måste vara ansvarigt.

Dessutom verkar dessa fristående föremål bilda sina egna kluster. Deras elliptiska banor, till exempel, är lockande i linje, vilket tyder på en sorts vallningseffekt. Det är också förenligt med närvaron av en Planet 9.

Så vilken typ av planet skulle kunna göra detta? Batygin och co säger att bevisen leder till en förvånansvärt detaljerad beskrivning av hur Planet 9 måste vara och hur den inte kan vara.

En möjlighet är att dessa gravitationella knuffar kommer från en dvärgstjärnas följeslagare till solen, som kretsar många tusen gånger längre bort än jorden.

Men detta har uteslutits av infraröda undersökningar som letat efter ett sådant föremål. Planet 9 kan inte heller vara Saturnus-storlek eller större, eftersom vi borde ha sett ett så stort objekt vid det här laget.

När alla begränsningar beaktas kan Batygin och co vara otroligt exakta om vilken typ av planet de letar efter och var de ska hitta den. Planet 9, säger de, måste ha en massa mellan 5 och 10 gånger jordens. Den måste kretsa runt solen mellan 400 och 800 gånger längre bort än jorden. Och dess bana måste vara lutad mot solsystemets plan med mellan 15 och 25 grader.

Med tanke på den detaljnivån är det lätt att föreställa sig att Batygin och co kan peka på ett område på himlen och säga, titta där. Inte så. Att hitta det kommer sannolikt att kräva en dedikerad undersökning med några av världens största teleskop.

Planet 9 kommer sannolikt att ha en magnitud på mellan 19 och 24. Ett sådant objekt är lätt att observera av den nuvarande generationen av teleskop med bredfältskameror som Dark Energy Camera på Blanco 4m-teleskopet i Chile och Hyper-Suprime Camera på Subaru-teleskopet på Hawaii, säger Batygin och co. Därför kommer Planet Nine – om den existerar som beskrivs här – troligen att upptäckas inom ett decennium.

Det finns en annan möjlighet: att de märkliga banorna för dessa fristående objekt och klustren de bildar bara är en slump, en slumpmässig anpassning i det exakta ögonblicket när astronomer råkar titta. Naturligtvis är Batygin och co medvetna om denna möjlighet, men de beräknar dess sannolikhet till bara 0,2%. Ändå har konstigare tillfälligheter hänt.

Sammantaget presenterade Batygin och co en fascinerande utmaning för det astronomiska samfundet i en mycket läsbar och välskriven uppsats. Tävlingen är igång och astronomer, beväpnade med en flaska te och några kraftfulla linsdukar, gör i ordning sina teleskop.

På spel står en nivå av berömmelse och ära som få astronomer i historien har haft. Planet 9 – den existerar – kommer att cementera sin upptäckares namn i historien.

Låt oss hoppas att han eller hon kan komma på ett bättre namn för själva planeten.

Ref: arxiv.org/abs/1902.10103 : The Planet Nine Hypothesis

Dölj