Przejdź do treści

Tajemnicze orbity obiektów transneptunowych nie są wywołane obecnością „Dziewiątej Planety”

img

Dziwne orbity pewnych obiektów w najdalszych zakątkach naszego Układu Słonecznego, według niektórych astronomów hipotetycznie ukształtowane przez nieznaną dziewiątą planetę, można wyjaśnić przez połączone siły grawitacyjne małych obiektów krążących wokół Słońca poza orbitą Neptuna.

Alternatywne wyjaśnienie hipotezy tak zwanej „Dziewiątej Planety”, wysunięte przez naukowców z University of Cambridge i American University of Beirut, proponuje dysk złożony z małych lodowych ciał o łącznej masie nawet dziesięciokrotnie większej, niż Ziemia. W połączeniu z uproszczonym modelem Układu Słonecznego, siły grawitacyjne hipotetycznego dysku mogą odpowiadać niezwykłej architekturze orbitalnej wykazywanej przez niektóre obiekty w zewnętrznych częściach Układu Słonecznego.

Podczas, gdy nowa teoria nie jest pierwszą, która proponuje, że siły grawitacyjne masywnego dysku złożonego z małych obiektów są wystarczające, aby uniknąć potrzeby istnienia dziewiątej planety, jest to pierwsza taka teoria, która jest w stanie wyjaśnić istotne cechy obserwowanych orbit, gdyż uwzględnia masę i grawitację pozostałych ośmiu planet Układu Słonecznego.

Za orbitą Neptuna znajduje się Pas Kuipera złożony z małych ciał, które pozostały po procesie formowania się Układu Słonecznego. Neptun i inne planety olbrzymy wpływają na obiekty Pasa Kuipera i poza nim, zwane łącznie obiektami transneptunowymi (trans-Neptunian Objects – TNO), które otaczają Słońce po niemal kołowych orbitach z prawie wszystkich kierunków.

Jednak astronomowie odkryli kilka tajemniczych wartości odstających. Od 2003 r. wykryto ok. 30 TNO na bardzo eliptycznych orbitach: wyróżniają się one od pozostałych TNO, dzieląc, średnio, tę samą orientację przestrzenną. Tego typu grupowanie nie może być wyjaśnione przez istniejącą ośmioplanetarną architekturę Układu Słonecznego i doprowadziło niektórych astronomów do hipotezy, że na niezwykłe orbity może wpływać obecność nieznanej jeszcze dziewiątej planety.

Profesor Jihad Touma z American University of Beirut oraz jego były student, współautor pracy – Antranik Sefilian, wymodelowali pełną przestrzenną dynamikę TNO dzięki połączonemu działaniu zewnętrznych planet olbrzymów i masywnego dysku wydłużonego poza orbitę Neptuna. Obliczenia duetu ujawniły, że taki model może wyjaśnić kłopotliwe przestrzennie skupione orbity niektórych TNO. W procesie tym udało im się zidentyfikować zakresy masy dysku, jego ekscentryczność i wymuszone stopniowe zmiany w jego orientacji (precesja), które wiernie odtwarzały odstające orbity.

Wcześniejsze próby oszacowania całkowitej masy obiektów poza Neptunem dodawały masę jedynie około 1/10 masy Ziemi. Jednakże, aby TNO miały obserwowane orbity i nie było potrzeby istnienia Dziewiątej Planety, model przedstawiony przez Sefiliana i Toumę wymaga, aby połączona masa Pasa Kuipera wynosiła od kilku do dziesięciu mas Ziemi.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Mystery orbits in outermost reaches of solar system not caused by ‘Planet Nine’, say researchers

Na zdjęciu: Lodowe serce Pasa Kupiera. Źródło: ESO/M. Kornmesser