Вселенная сегодня. Новая планета солнечной системы

Космос: Наука и техника: Lenta.ru

Об открытии девятой планеты Солнечной системы двумя астрономами из Калифорнийского технологического института в Пасадене стало известно 20 января. Один из них — выходец из России Константин Батыгин — рассказал «Ленте.ру» о поисках Планеты X, трудностях с названием нового небесного тела и о неразгаданных тайнах Солнечной системы.

«Лента.ру»: Что представляет собой открытая вами планета?

Константин Батыгин: Она не попадает в категорию карликовых планет. Это небесное тело вполне массивно. Наша модель дает массу где-то в десять земных, эта планета просто гигантская. Сейчас она определена как небесный объект, чье гравитационное поле доминирует в той части Солнечной системы.

Константин Батыгин

Фото: Damian Dovarganes / AP

В общем, нет даже вопроса: планета это или нет. Мы знаем о ней, потому что ее гравитация влияет на орбиты дальних объектов в поясе Койпера. Само математическое моделирование полагается на то, что эта планета обладает достаточной массой для того, чтобы гравитационно доминировать в Солнечной системе.

А ее физические свойства?

Расчеты, к сожалению, дают нам только массу и общие характеристики. Мы можем лишь предполагать, что она похожа по химическому составу на Уран или Нептун. Точнее мы что-то скажем, когда к планете отправят аппарат наподобие New Horizons. Хотя лететь далеко, и ждать придется очень долго.

Откуда взялась Планета X?

Мы считаем, что она сформировалась в первые три миллиона лет Солнечной системы, то есть около 4,5 миллиарда лет назад примерно из того же материала, что Уран и Нептун. Пока еще Солнечная система была окутана газовым облаком, эта планета была гравитационно рассеяна на более длинную орбиту.

Руководствовались ли вы наблюдениями Чедвика Трухильо и Скотта Шеппарда транснептунового объекта 2012 VP113 в 2004 году?

Мы опирались на их работу. То, что они нашли, называется аргументом перигелия многих орбит в поясе Койпера. Оказывается, что это только часть истории. Реальность на порядок проще и фундаментальней: дальнейшие орбиты в поясе Койпера смотрят примерно в одном и том же направлении. Их физические орбиты практически одинаковы. И именно этот фундаментальный момент привел к тому, что мы смогли рассчитать орбиту «Планеты 9».

Расчеты местоположения планеты X

Изображение: NASA / JPL-CALTECH

Как быстро вы надеетесь обнаружить планету с помощью телескопа Subaru? Ваши коллеги, например, профессор Хал Левисон, ждут не дождутся непосредственных наблюдений.

В принципе, результаты с одной ночи наблюдений мы получаем достаточно быстро. Проблема в том, что ночей нужно много: необходимо обследовать достаточно большую часть неба. Поэтому я думаю, если проинтегрировать, нам придется потратить два-три года, чтобы отыскать планету, которую мы предсказывали.

У этой планеты могут быть спутники?

Мы считаем, что да. Я и мои коллеги согласны, что нет причин, которые бы этому препятствовали. Можно ли их разглядеть в телескопе? Наверное. Но сложно…

Не размышляли над тем, как назвать новую планету?

Мы с Майком Брауном (Mike Brown, соавтор Константина Батыгина — прим. «Ленты.ру») считаем, что это лучше доверить мировой общественности. Решать не нам двоим. Опять же мы об этом пока не думали: у нас есть теоретическая модель, но планета не найдена астрономически.

Могут ли в Солнечной системе обнаружиться другие планеты?

В принципе, да. Нет ничего, что противоречит такой возможности. Но на данный момент мы не располагаем никакими данными, указывающими на то, что, кроме девятой планеты, есть еще что-то.

Когда наблюдательная астрономия поставит точку в этом сюжете?

Хороший вопрос. К середине XX века казалось, что наблюдательная астрономия завершила свою работу в Солнечной системе. Оказалось, что это не так.

Пояс Койпера

Фото: wikimedia.org

В принципе, Солнечная система огромна, гравитационное поле Солнца доминирует очень далеко: доминанта кончается где-то после ста тысяч астрономических единиц, а мы видим маленькие объекты в поясе Койпера на расстоянии максимум восемьдесят астрономических единиц. Неизвестным остается еще огромное пространство.

На Земле ведется строительство сразу трех крупнейших телескопов: Гигантский Магелланов телескоп (GMT), Тридцатиметровый телескоп (TMT) и Европейский чрезвычайно большой телескоп (E-ELT). Они пригодятся в подобных исследованиях?

Названные вами проекты, безусловно, важны. Однако для поиска планет, подобных нашей, скорее подойдут телескопы типа Subaru, камера которых сделана так, чтобы покрывать большую часть неба. Тот же TMT будет хорош для характеризации и плох для поиска.

Вдруг открытие девятой планеты не подтвердится?

Самый драматичный прецедент — это открытие Нептуна в 1846 году Урбаном Леверье (Urbain Le Verrier), который применял математические модели, похожие на те, что у нас сегодня. Но наша модель на порядок более детальная и сложная: она использует суперкомпьютеры.

А расчеты Леверье подтвердились за одну ночь наблюдений.

Поддерживаете ли контакты с российскими коллегами?

Я жил в России до 1994 года, после чего переехал с семьей в Японию, а затем в США. Я в основном теоретик, иногда общаюсь по e-mail с коллегами из России и русскими, работающими в США и других странах.

Материалы по теме

00:26 — 21 января 2016

Российские СМИ я не читаю в силу того, что не хватает времени. Стараюсь заниматься исключительно наукой. Могу сказать, что в теоретической науке Россия остается сильной: есть много хороших ученых. На ум приходит история Михаила Лидова, который в 1950-х годах рассчитал эффект, который сейчас называется «резонанс Лидова — Козаи». Люди довольно долго не понимали, насколько этот эффект важен. Лидов на десятки лет опередил человечество, и такие ученые в России по-прежнему есть.

Как долго вы работали над статьей про планету X, которая появилась в The Astronomical Journal?

Мы взялись за эту задачу где-то полтора года назад, а статью написали в ноябре, завершив ее после ночи на телескопе.

Как быстро удалось пройти рецензирование?

Достаточно быстро. То есть после того, как мы подали статью в журнал, минуло два месяца, что очень мало для таких вещей.

Майк Браун и Константин Батыгин

Фото: Damian Dovarganes / AP

Считаю, что arXiv.org и open-access журналы — один из главных трендов. Я стараюсь публиковаться в журналах именно этого формата или в тех, что сразу выкладывают статьи в open-access.

Публикация статьи про открытие планеты в The Astronomical Journal — это принципиально?

Мы решили не обращаться в Nature или Science. Мы хотели написать обо всем подробно, а формат этих журналов не позволяет такого.

Не кажется ли вам, что влиятельные исследователи наподобие Стивена Хокинга вытесняют из СМИ других ученых?

Честно говоря, последнюю статью Стивена Хокинга я читал исключительно периферически. Уверен, что она важная. Проблемы есть везде, но хорошую научную статью заметят всегда, кто бы ее ни написал.

lenta.ru

В Солнечной Системе открыта новая карликовая планета

Основываясь на данных, полученных Dark Energy Servey (DES), команда учёных получила доказательство ещё одного Транснептунового Объекта за Плутоном. Предоставлено: ESO/Nick Risinger.Пояс Койпера последнее десятилетие был нескончаемым источником открытий. Начиная с карликовой планеты Эриды, которую впервые наблюдала Паломарская Обсерватория в обзоре неба, проведённом Майком Брауном в 2003 году, было открыто много интересных объектов Пояса Койпера (KBO), некоторые из которых сравнимы по размеру с Плутоном. И согласно новому докладу Центра Малых Планет МАС, за орбитой Плутона было открыто ещё одно небесное тело. Официально названное 2014 UZ224, это небесное тело расположено в 90 а.е. (14 млрд км) от Солнца. Эта карликовая планета не только самый последний член нашей "Солнечной Семьи", она ещё и вторая по дальности от нашего Солнца со стабильной орбитой.

Прибор DEcam, показанный перед тем, как его вставили в телескоп Бланко в Обсерватории Серро-Тололо. Предоставлено: noao.edu.

В этой связи DES потратил последние пять лет, обозревая примерно одну восьмую часть неба с помощью Dark Energy Camera (DEcam), 570-мегапиксельной камеры, установленной в телескоп Виктора М. Бланко в Серро-Тололо. Этот инструмент был заказан в Министерстве Энергетики США для проведения обзоров отдалённых галактик, а доктор Джердес приложил руку к его созданию.

Неудивительно, что та же самая технология привела к открытиям на границе Солнечной Системы. Два года назад именно это Джердес и группа студентов последних курсов делали в рамках летней практики. Эти студенты изучили фотографии, сделанные DES с 2013 по 2016 годы, для индикации движущихся объектов. С тех пор аналитическая группа переросла в старших научных сотрудников, посдоков и аспирантов.Тогда как далёкие звезды и галактики выглядели бы неподвижными на этих снимках, отдалённые Транснептуновые Объекты оказывались бы в различных местах в разное время, поэтому они называются "транзиенты". Как объясняет доктор Джердес в своём информационном бюллетене 2014 UZ224:"Для определения транзиентов мы использовали метод, известный как "различие изображений" (difference imaging). Когда мы берём новое изображение, мы вычитаем из него изображение одной и той же области неба, сделанное в другую ночь. Объекты, которые не меняются, исчезают при этом, и у нас остаются только транзиенты... Этот процесс даёт миллионы транзиентов, но только около 0,1% из них оказываются далёкими малыми планетами. Чтоы найти их, мы должны "соединить точки" и определить, какие транзиенты являются одними и теми же в разных позициях в разные ночи. Существует много точек и гораздо больше возможных путей их соединения".

Изображения 2014 UZ224, показанные на трёх кадрах, полученных DEcam. Предоставлено: Gerdes/DES/Университет Мичигана.

Это был трудоёмкий процесс. В дополнение к необходимости использования тысяч компьютеров Fermilab для обработки сотен терабайт данных, команде пришлось написать специальные программы для этого. Джердес и его коллеги также опирались на помощь профессоров Масао Сако и Гари Бернштейна из Университета Пенсильвании, которые способствовали ключевому прорыву, позволившему им проанализировать различие изображений по всей области обзора неба.В конце концов, были обнаружены десятки новых Транснептуновых Объектов (TNO), одним из которых был 2014 UZ224. Согласно их наблюдениям, его диаметр может быть где-то от 350 до 1200 км, и ему требуется 1136 лет, чтобы завершить полный оборот вокруг Солнца. Для сравнения, Плутон имеет диаметр 2370 км и орбитальный период 248 лет.

Стефани Гамильтон, аспирант в Университете Мичигана, была лично вовлечена в этот проект. Её роль заключалась в определении размера 2014 UZ224, что было трудно узнать из первоначальных наблюдений. Как она сообщила:

"Яркость объекта в видимом свете зависит как от его размера, так и от отражательной способности, поэтому вы не сможете однозначно определить одно из этих свойств, не предполагая значение для другого. К счастью, решение этой проблемы существует - тепло, которое излучает объект, пропорционально его размеру, так что получение тепловых измерений означает, что мы тогда бы смогли вычислить размер объекта и его альбедо (отражательную способность) без присвоения значения одному или другому"."Нам удалось получить изображение нашего объекта в длинах волн инфракрасного излучения с помощью Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) в Чили. Я работаю над совмещением всех наших данных вместе, чтобы определить размер и альбедо, и мы планируем представить статью с нашими результатами где-то в середине ноября".

На иллюстрации показана теоретическая Девятая Планета с видом на Солнце. Считается, что планета является газообразной, похожей на Уран и Нептун. Гипотетические молнии освещают её ночную сторону. Предоставлено: Caltech/R.Hurt (IPAC).

Но как и всё, связанное с карликовыми планетами, есть некоторые разногласия по поводу этого открытия. Учитывая размеры объекта, есть те, кто задаются вопросом, применимо ли к нему данное название. Но Джердес указывает на то, что это небесное тело подходит под большинство необходимых условий:

"По данным официального руководства Международного Астрономического Союза, карликовая планета должна удовлетворять четырём критериям. Она должна: а) двигаться по орбите вокруг Солнца (ЕСТЬ!), б) не быть спутником (ЕСТЬ!), в) очистить от мусора окрестности своей орбиты (ЕСТЬ!), и г) иметь массу, достаточную для того, чтобы быть круглой. Последний пункт неопределён, и единственный способ - это получить её снимок, достаточно подробный для того, чтобы увидеть её форму. Тем не менее, объект более 400 км в диаметре скорее всего будет круглым".

Джердес и его команда будут заняты работой над своей статьёй, в которой они подробно опишут свои находки, используя ALMA, чтобы получить больше оценок размера 2014 UZ224, и анализируя данные в поисках других объектов в Поясе Койпера, в том числе легендарной планеты 9, которую астрономы ищут многие годы.

Учитывая расстояние от Солнца, орбита объекта 2014 UZ224 не будет зависеть от присутствия Планеты 9, и поэтому не поможет. Тем не менее, Джердес оптимистичен в том, что доказательство этого массивного небесного тела будет в данных. Учитывая время и множество обработанных данных, они могли бы найти её! В то же время, этот недавно обнаруженный объект может быть центром многих увлекательных исследований.

"Это интересный объект сам по себе - далёкие объекты как этот являются космическими остатками от первоначального планетарного диска, из которого родилась Солнечная Система", пишет Джердес. "Изучая их и узнавая больше об их распределении, орбитальных характеристиках, размерах и свойствах поверхности, мы можем узнать больше о процессах, которые дали жизнь Солнечной Системе и, в конечном счёте, о нас".

Название прочитанной вами статьи "В Солнечной Системе открыта новая карликовая планета".

Астроном: новую планету Солнечной системы могут найти через пару лет

Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

Предполагаемая новая планета приближается к Солнцу не более чем на 200 астрономических единиц (30 миллиардов километров - в 200 раз дальше, чем Земля находится от Солнца), поэтому ее очень сложно обнаружить, заявил в интервью РИА Новости соавтор гипотезы об удаленной планете-гиганте Константин Батыгин.

ВАШИНГТОН, 21 янв — РИА Новости, Алексей Богдановский. Телескопы, вероятно, смогут обнаружить новую планету Солнечной системы уже в течение ближайших лет, предположил в интервью РИА Новости соавтор гипотезы об удаленной планете-гиганте Константин Батыгин.

Исследователи Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майк Браун опубликовали в среду в "Астрономическом журнале" в США статью, в которой высказывают гипотезу о существовании в Солнечной системе планеты массой в 10 земных и размером примерно с Нептун.

"Два телескопа, которые идеальны для этого (открытия новой планеты — ред.) – японский телескоп Subaru и телескоп Кека. Оба находятся на Гавайях. Мы считаем, что, имея достаточно времени, "Планету 9" можно открыть за пару лет", — сказал Батыгин.

Так художник изобразил новую планету открытую учеными

Астроном: девятая планета завершила перепись планет Солнечной системыБатыгин и Браун проанализировали движение шести объектов пояса Койпера за орбитой Нептуна и пришли к выводу, что их положение можно объяснить либо очень маловероятным совпадением, либо существованием отдаленной планеты-гиганта.

По словам исследователя, в похожей ситуации был открыт Нептун, чье местоположение было сначала определено с помощью вычислений и лишь затем подтверждено телескопами.

"Единственная разница между (открытием) Нептуна и нашей ситуацией в том, что в момент, когда (первооткрыватель Нептуна Урбен) Леверье начал свои расчеты, уже были данные насчет всей орбиты Урана. У него было как бы кино Солнечной системы, а у нас есть как бы фотография. У нас нет данных насчет полных орбит объектов пояса Койпера. Из-за этого мы можем предсказать только орбиту и не можем предсказать место на орбите, где находится "Планета 9", — пояснил Батыгин.

Согласно предположению ученых, новую планету до сих пор не обнаружили из-за огромной удаленности от Солнца. Предполагаемая "Планета 9", согласно их расчетам, приближается к Солнцу не более чем на 200 астрономических единиц (30 миллиардов километров — в 200 раз дальше, чем Земля находится от Солнца). При этом наиболее удаленная точка орбиты планеты может находиться за 1200 астрономических единиц (180 миллиардов километров).

Читайте полный текст интервью>>

ria.ru