Som søg efter “Planet Nine“I det ydre solsystem fortsætter, tyder ny forskning på, at der kan være en jordtvilling begravet dybt i det iskolde affald fra Kuiperbæltet ud over Neptun.
Astronomer kæmper for at forklare alle egenskaberne ved trans-neptunske objekter (TNO’er), som generelt er små iskolde legemer, der kredser om Solen ud over Neptuns kredsløb, generelt med kredsløb større end 30 astronomiske enheder (AU). (En AU er gennemsnitlig afstand mellem jorden og solen: cirka 93 millioner miles eller 150 millioner kilometer.)
TNO’er repræsenterer de resterende bits af filen dannelse af solsystemet der slog ud mod systemets yderkanter under de kaotiske tidlige år af planetarisk skabelse. På grund af den ekstreme vanskelighed med at opdage og kortlægge sådanne små, fjerne og svage objekter, har kendte TNO’er (som repræsenterer en meget lille prøve af alle objekter, der kredser i den afstand) nogle mærkelige egenskaber, der i øjeblikket trodser en sammenhængende og konsekvent forklaring.
For det første er omkring 10% af alle TNO’er “løsrevet”, hvilket betyder, at de ikke har noget orbitalt forhold til Neptun. Selvom Neptun er den mindste af de gigantiske planeter, er den den dominerende tyngdekraft i det ydre solsystem. At så mange TNO’er ikke har bevægelseskontrolleret eller påvirket af Neptun er mærkeligt, eftersom solsystemdannelsesmodeller generelt forudsiger, at langt færre løsrevne TNO’er skulle forblive indtil i dag.
Relaterede: Kan en “jordlignende” planet gemme sig i vores solsystems yderområder?
For det andet er der en stor population af TNO’er – omkring en lille procentdel – der har meget høje kredsløbshældninger, hvilket betyder, at de kredser om planeten. Sol i en vinkel større end 45 grader. Endnu en gang har modeller af solsystemdannelse svært ved at sprede så mange objekter i sådanne ekstremt vinklede baner.
Dernæst er der nogle TNO’er med meget store baner, der simpelthen er kendt som “ekstrem”. Det mest berømte eksempel på disse er Sedna, en mindre planet, hvis nærmeste tilgang til Solen er omkring 76 AU og over 900 AU på dets fjerneste punkt. Ekstreme baner som denne kræver mange justeringer og tyngdekraft, og det er svært at få alvorlighed af de kendte planeter for at forklare disse ekstreme objekter.
Endelig er nogle TNO’er låst i orbitale resonanser med Neptun, hvilket betyder, at for hvert helt tal af Neptuns baner fuldfører de en enkelt bane. Nogle af disse baner har været stabile i milliarder af år på trods af den tyngdekraft, som andre medlemmer af TNO-befolkningen har modtaget.
En sammenhængende teori om det ydre solsystem skal være i stand til at forklare alle disse uenige observationer, og det er her et par forskere, der rapporterer deres resultater i et papir i The Astronomical Journal, har fundet en interessant mulighed.
Tidligere har forskere spekuleret i, at en massiv planet kunne gemme sig ekstremt fjerne steder solsystem (som hundredvis af AU’er væk). Sådanne argumenter fokuserede dog hovedsageligt på adfærden hos en håndfuld ekstreme TNO’er. Problemet er, at tilstedeværelsen af en enorm planet – noget der konkurrerer med Neptun eller endnu mere – forvirrer andre TNO’er så meget, at det krænker vores forståelse af deres tilbøjeligheder og forhold til Neptun.
I det nye studie kørte forskerne hundredvis af simuleringer af dannelsen af solsystemet. Det første system producerede sandsynligvis 10 til 100 planeter med mindst jordens masse ud over Neptuns kredsløb. De fleste af disse planeter blev helt fordrevet fra solsystemet af de resterende planeters komplekse gravitationsmaskineri. Men en håndfuld kan have formået at overleve og måske endda overleve til i dag.
Relaterede historier:
– Eksisterer Planet Nine virkelig?
—James Webb Space Telescope vil studere iskolde objekter i mystisk ‘solsystemets kirkegård’
– Ingen Planet Nine? De mærkelige baner for fjerne objekter kan have forskellige forklaringer
Forskerne fandt ud af, at en enkelt planet er på størrelse med Jorden og vejer mellem 1,5 og tre gange jordenmasse, kunne gemme sig i det ydre solsystem, der lever i en bane mellem 250 og 500 AU. Dette ville placere planeten fast i Kuiper bæltesom ellers kun er sammensat af mindre planeter, som f.eks Pluto og Sedna, og utallige mindre iskolde kroppe.
Denne hypotetiske store planet kan, hvis den placeres i en bane med en 45 graders hældning, forklare TNO’ernes velkendte kollektive adfærd: da nogle af dem er løsrevet fra Neptun, mens andre er låst i resonanser, vil de store vinkler af nogle af deres kredsløb, og den ekstreme natur af en lille TNO-population.
Der er dog ingen beviser for eksistensen af denne planet på størrelse med Jorden eller andre foreslåede nye planeter i Kuiperbæltet. Indtil videre er alt, hvad vi skal gøre, den mærkelige orbital-dans fra de dunkle og fjerne TNO’er. Men det er bestemt et spændende tegn og en af de bedste måder at forklare alle tilgængelige beviser på.
Det næste skridt for forskere er at udvikle mere detaljerede modeller, så de kan begynde at forudsige, hvor denne jordmasseplanet kan være i sit kredsløb og lægge planer for en observationskampagne for at jage den.