Секрет девятой планеты: предложено новое объяснение странным орбитам Солнечной системы
Девятая планета — гипотетическая планета во внешней области Солнечной системы, поиски которой на сегодняшний день не увенчались успехом. На ее возможное существование указывает средняя аномалия в распределении орбит обособленных транснептуновых объектов, которые были обнаружены за пределами пояса Койпера. Однако некоторые астрофизики полагают, что текущие свидетельства, косвенно подтверждающие гипотезу о девятой планете, могут заставить ученых пересмотреть их представления о гравитации.
Транснептуновые объекты, а их открыто уже 3257, образуют пояс Койпера, облако Оорта и рассеянный диск. Наиболее крупными из них являются бывшая планета Плутон и самая массивная и удаленная от Солнца карликовая планета Эрида. До недавнего времени все особенности движения этих объектов, прежде всего тех, которые находятся внутри пояса Койпера, объяснялись их гравитационным взаимодействием с некоторыми планетами Солнечной системы, в частности Нептуном.
Однако со временем стало понятно, что в некоторых орбитах наблюдаются нетипичные закономерности, которые одним лишь воздействием Нептуна объяснить не удается. Это вынудило ученых задуматься о гипотетическом существовании девятой планеты и описать ее возможные характеристики. Они пришли к выводу, что неоткрытое небесное тело размером с мининептун должно иметь массу около десяти масс Земли, диаметр в два-четыре раза превышающий земной, а период обращения вокруг Солнца по вытянутой орбите — около 15 тысяч земных лет.
Впрочем, те же самые наблюдения, вдохновившие в свое время астрофизиков на поиски девятой планеты, можно объяснить и с помощью альтернативных законов. К такому выводу пришли профессор физики в Университете Кейс-Вестерн-Резерв Харш Матур и доцент физики в Гамильтонском колледже Кэтрин Браун, изучившие влияние Млечного Пути на объекты внешних границ Солнечной системы при условии, что законы гравитации регулируются теорией, известной как модифицированная ньютоновская динамика (MOND).
«MOND действительно хорош в объяснении наблюдений галактического масштаба, но я не ожидал, что это окажет заметное влияние на внешнюю солнечную систему», — заметил Харш Матур. По словам авторов статьи, связь между MOND и девятой планетой может показаться «странной», однако она вытекает из того факта, что основным свидетельством существования нового небесного тела является странное поведение объектов в поясе Койпера.
Пояс Койпера — это область Солнечной системы от орбиты Нептуна (30 а. е. от Солнца) до расстояния около 55 а. е. от Солнца, в котором находятся различные малые тела, такие как кометы и астероиды, в основном состоящие из летучих веществ — метана, аммиака и воды. В 2016 году было обнаружено, что некоторые из этих ледяных объектов имеют орбитальные аномалии и необычную кластеризацию, и что это может быть результатом присутствия неоткрытой планеты. «Мы хотели посмотреть, смогут ли данные, подтверждающие гипотезу Девятой планеты, эффективно исключить MOND», — объяснил Браун.
В конечном счете, астрофизики обнаружили, что странная кластеризация действительно может быть вызвана MOND. По их предположению, в течение миллионов лет орбиты некоторых объектов внешней Солнечной системы могли смещаться под действием силы тяжести: то есть вместо того, чтобы быть выровненными с остальными планетами Солнечной системой, они оказались выровненными с гравитационным полем Млечного Пути.
Впрочем, ученые призвали относиться к своим выводам с осторожностью, поскольку набор данных в их исследовании был невелик. «Независимо от результата, эта работа подчеркивает потенциал внешней Солнечной системы, которая может служить лабораторией для тестирования гравитации и изучения фундаментальных проблем физики», — заключил Браун.
