O Dziewiątej Planecie pisałem tu na blogu, średnio raz na cztery lata. W 2016, 2020 i 2024. Liczyłem, że następny większy tekst przypadnie gdzieś na 2026 rok, kiedy obserwatorium Very Rubin (planowany start działania w lipcu 2025), potwierdzi jej istnienie. Albo, gdy wykluczy jej istnienie (to byłoby troszkę trudniejsze). Tymczasem pojawił się powód, żeby już wcześniej wrócić do tematu.
Zacznijmy od kilku słów przypomnienia. W 2016 Mike Brown i Konstantin Batygin analizując rozkład orbit obiektów w pasie Kuipera stwierdzili, że ich tendencja do podobnej orientacji jest bardzo nieprawdopodobna. Konkretnie określili, że szanse by było to dziełem przypadku, wynoszą zaledwie 0,007%. Jednocześnie postawili hipotezę, że daleko poza Neptunem krąży masywna planeta, której grawitacja “wyrzeźbiła” taki właśnie charakterystyczny rozkład orbit obiektów krążących poza Neptunem.
Rozważono alternatywne scenariusze. Może układ słoneczny minęła inna gwiazda i to jej przejście “wyczyściło” obiekty po jednej stronie. Może Słońce uformowało się w gromadzie gwiazd i to pozostałe gwiezdne noworodki ukształtowały orbity najdalszych obiektów naszego układu. Jednak symulowane, wirtualne układy planetarne były najpodobniejsze, gdy sprawdzano scenariusz z Dziewiątą Planetą.
Model Browna i Batygina, przewidywał, że powinna istnieć też grupa obiektów, których elipsy nie będą po przeciwnej stronie, ale pod kątem 90° do Dziewiątej Planety i nachyleniu względem dysku Układu Słonecznego również pod kątem 90°. Początkowo próbowali oni wyrugować je ze swojego modelu, bo sądzili nie, że nie ma takich prostopadłych obiektów. Ale model był nieubłagany. Tymczasem okazało się, że nie trzeba nic modyfikować, bo wykryto pięć takich obiektów! To sprawiło, że hipoteza stała się bliższa teorii naukowej - zakładając istnienie wielkiej planety za Neptunem, przewidziano istnienie pewnej grupy obiektów, a następnie udało się je odkryć.
Mogłoby się wydawać, że w takim razie wykrycie Dziewiątej Planety to tylko kwestia czasu. I tu wkracza publikacja “Discovery of a dwarf planet candidate in an extremely wide orbit: 2017 OF201” (autorzy: Sihao Cheng, Jiaxuan Li, Eritas Yang). 2017 OF201, to prawdopodobnie nowa planeta karłowata. Jedno okrążenie Słońca zajmuje jej jakieś dwadzieścia pięć tysięcy lat, ma prawdopodobnie od 550 do 850 kilometrów średnicy i za nic ma trendy, które obserwowano do tej pory wśród obiektów transneptunowych.
Wpierw sądziłem, że to po prostu wyjątek od reguły. Ot, jeden obiekt, który się “uchował” w regionie, generalnie oczyszczonym przez hipotetyczną planetę. Jednakże autorzy publikacji o 2017 OF201 dokonali symulacji, według której, w obecności Dziewiątej Planety ich obiekt powinien zostać wyrzucony z naszego układu w ciągu zaledwie stu milionów lat.
Teorię można potwierdzić setką eksperymentów czy pomiarów, ale wystarczy jeden by ją obalić. Czy możemy zatem pochować nadzieje na odkrycie Dziewiątej Planety? Nie tak szybko. Po pierwsze, to tylko jedna publikacja i nawet sami autorzy nie twierdzą, że ich odkrycie definitywnie wyklucza możliwość istnienia planety proponowanej przez Browna i Batygina. Sam Batygin twierdzi, że 2017 OF201 jest pod wpływem grawitacji Neptuna, jest niestabilny i przez to nie ma wpływu na hipotezę Dziewiątej Planety.
Może 2017 OF201 to przechwycony obiekt? Szacuje się, że planetary - swobodne planety mogą nawet dorównywać liczebnością “zwykłym” planetom (zwykłym, w sensie takim, które krążą wokół jakichś gwiazd). Zatem na pewno zdarza się, że są przechwytywane (wówczas taki obiekt byłby szalenie ciekawy do badania, na równi z Omuamua). Orbita 2017 OF201 jest silnie eliptyczna co pasuje do scenariusza przechwycenia.
A jeśli obserwacje teleskopu Very Rubin nie odkryją domniemanej planety? Co wtedy? Raczej wykluczyłoby to jej obecność, nie odpowie jednak na pytania. Bo mimo wszystko, ten układ obiektów transneptunowych musi mieć jakieś wyjaśnienie, może jednak spotkanie z inną gwiazdą, może grawitacyjne siły pływowe pochodzące od samej Drogi Mlecznej? A może tajemnicza planeta istniała kiedyś, “ułożyła” tak orbity tych obiektów, ale na skutek interakcji z innym obiektem została wyrzucona z Układu Słonecznego? Tak czy inaczej będzie ciekawie.
Źródła:
Discovery of a dwarf planet candidate in an extremely wide orbit: 2017 OF201
Planeta X - komentarz Węglowego (2016)
Planeta X i drobne wątpliwości (2020)
Nowa publikacja o Planecie 9 (2024)
Zamów "Niebo pełne planet"
Pokazywanie postów oznaczonych etykietą planetaX. Pokaż wszystkie posty
Pokazywanie postów oznaczonych etykietą planetaX. Pokaż wszystkie posty
niedziela, 8 czerwca 2025
Cios dla teorii Dziewiątej Planety
sobota, 27 kwietnia 2024
Nowa publikacja o Planecie 9
Konstantin Batygin i Mike Brown znów przypominają o sobie oraz o potencjalnej Planecie 9. Ich najnowsza publikacja traktuje o obiektach transneptunowych o małej inklinacji. Uważają, że to statystycznie najsilniejszy argument za istnieniem dziewiątej planety do tej pory.
Przyjrzeli się obiektom o orbitach sięgających setek lub tysięcy AU w najdalszym punkcie, które jednocześnie zbliżają się poniżej orbity Neptuna (30 AU). Tym samym wystawione są na jego grawitacyjny wpływ. W związku z tym powinny być niestabilne i na długą metę powinny zostać wyrzucone poza układ słoneczny. Fakt, że w ogóle obserwujemy te obiekty mówi nam, że musi być jakiś grawitacyjny wpływ, który zapewnia obecność takich komet/asteroid. I tu właśnie do gry wchodzi Dziewiąta Planeta. Autorzy wykonali szereg symulacji, które pokazują, że to, co obserwujemy pokrywa się z modelem, gdzie w układzie słonecznym, na orbicie ok. 500 AU znajduje się jeszcze jedna duża planeta. Natomiast model bez takiej planety można odrzucić z pewnością sięgającą 5-sigma.
Warto podkreślić, że jest to pewien trik. Nie mówimy o 5-sigma pewności, że Planeta 9 istnieje. Publikacja twierdzi, że szansa na to, że obserwowany rozkładu obiektów transneptunowych jest przypadkowy jest niemal zerowa (mniej więcej jeden na trzy miliony). Czy zatem są inne wyjaśnienia niż Dziewiąta Planeta? Tak, ale nie działają równie dobrze. Jedna z opcji to galaktyczne siły pływowe, ale jak twierdzi Batygin rozkład ciał byłby wtedy inny. Podobnie z wpływem spotkania Słońca z inną gwiazdą czy pozostałościami po formacji Słońca w gromadzie gwiazd - żadna z tych alternatyw nie działa tak dobrze jak Planeta 9.
Zatem bardzo prawdopodobne wydaje się, że szesnaście razy dalej niż Neptun, 75 miliardów kilometrów od Słońca, krąży planeta, o masie pięciokrotnie większej od Ziemi (kilka lat temu skłaniali się do dziesięciokrotnej), na orbicie o ekscentryczności 0.25 (mocno kołowa, trochę rozciągnięta, trochę jak Merkury) i inklinacji 20 stopni.
Co poza tym? Natura badań jest taka, że o ile pozwala przybliżyć orbitę planety, to nie jest w stanie pokazać nam wprost gdzie się znajduje na tej orbicie w tym momencie. No i na koniec, to co istotne - czekamy na przełom tego i przyszłego roku, kiedy zacznie działać Vera Rubin Observatory, czyli wielki teleskop, który co cztery noce będzie skanować calusieńkie niebo południowe. Najprawdopodobniej to właśnie to urządzenie pozwoli wreszcie odkryć hipotetyczną planetę.
Jeśli interesuje Was ta tematyka, to przypominam, że dostępna jest moja książka, "Niebo pełne planet". Koncentruję się w niej na poszukiwaniach i badaniach egzoplanet, ale znalazło się w niej również miejsce dla nieodkrytej jeszcze planety w Układzie Słonecznym.
Źródło:
Generation of Low-Inclination, Neptune-Crossing TNOs by Planet Nine
I wywiad na Event Horizon
Przyjrzeli się obiektom o orbitach sięgających setek lub tysięcy AU w najdalszym punkcie, które jednocześnie zbliżają się poniżej orbity Neptuna (30 AU). Tym samym wystawione są na jego grawitacyjny wpływ. W związku z tym powinny być niestabilne i na długą metę powinny zostać wyrzucone poza układ słoneczny. Fakt, że w ogóle obserwujemy te obiekty mówi nam, że musi być jakiś grawitacyjny wpływ, który zapewnia obecność takich komet/asteroid. I tu właśnie do gry wchodzi Dziewiąta Planeta. Autorzy wykonali szereg symulacji, które pokazują, że to, co obserwujemy pokrywa się z modelem, gdzie w układzie słonecznym, na orbicie ok. 500 AU znajduje się jeszcze jedna duża planeta. Natomiast model bez takiej planety można odrzucić z pewnością sięgającą 5-sigma.
Warto podkreślić, że jest to pewien trik. Nie mówimy o 5-sigma pewności, że Planeta 9 istnieje. Publikacja twierdzi, że szansa na to, że obserwowany rozkładu obiektów transneptunowych jest przypadkowy jest niemal zerowa (mniej więcej jeden na trzy miliony). Czy zatem są inne wyjaśnienia niż Dziewiąta Planeta? Tak, ale nie działają równie dobrze. Jedna z opcji to galaktyczne siły pływowe, ale jak twierdzi Batygin rozkład ciał byłby wtedy inny. Podobnie z wpływem spotkania Słońca z inną gwiazdą czy pozostałościami po formacji Słońca w gromadzie gwiazd - żadna z tych alternatyw nie działa tak dobrze jak Planeta 9.
Zatem bardzo prawdopodobne wydaje się, że szesnaście razy dalej niż Neptun, 75 miliardów kilometrów od Słońca, krąży planeta, o masie pięciokrotnie większej od Ziemi (kilka lat temu skłaniali się do dziesięciokrotnej), na orbicie o ekscentryczności 0.25 (mocno kołowa, trochę rozciągnięta, trochę jak Merkury) i inklinacji 20 stopni.
Co poza tym? Natura badań jest taka, że o ile pozwala przybliżyć orbitę planety, to nie jest w stanie pokazać nam wprost gdzie się znajduje na tej orbicie w tym momencie. No i na koniec, to co istotne - czekamy na przełom tego i przyszłego roku, kiedy zacznie działać Vera Rubin Observatory, czyli wielki teleskop, który co cztery noce będzie skanować calusieńkie niebo południowe. Najprawdopodobniej to właśnie to urządzenie pozwoli wreszcie odkryć hipotetyczną planetę.
Jeśli interesuje Was ta tematyka, to przypominam, że dostępna jest moja książka, "Niebo pełne planet". Koncentruję się w niej na poszukiwaniach i badaniach egzoplanet, ale znalazło się w niej również miejsce dla nieodkrytej jeszcze planety w Układzie Słonecznym.
Źródło:
Generation of Low-Inclination, Neptune-Crossing TNOs by Planet Nine
I wywiad na Event Horizon
sobota, 13 listopada 2021
Pierwszy kandydat na dziewiątą planetę? Raczej nie.
Niedawno ukazała się publikacja “A search for Planet 9 in the IRAS data” (Poszukiwanie dziewiątej planety w danych z IRAS), które jest prawdopodobnie pierwszym wskazującym kandydata na dziewiątą planetę, której istnienie postulują Mike Brown i Konstantin Batygin. Zanim przejdę do głębszego komentarza, wersja TL;DR: to raczej nie jest nowa planeta, a jeśli jest, to nie ta, której istnienie przewidzieli Batygin/Brown.
Autor, Michael Rowan-Robinson, zrobił rzecz czadową, bo postanowił poszukać dziewiątej planety w starych danych z satelity IRAS, który jako pierwszy wykonał podczerwoną mapę całego nieba jeszcze w 1983 roku. Nie jest to nic nowego, ale wciąż imponuje mi, że do dziś naukowcy wymyślają nowe metody by wyłowić nowe odkrycia ze starych danych. W tym wypadku gość spróbował przewidzieć jak wyglądałaby odległa planeta w naszym układzie słonecznym, a następnie poszukiwał w danych czegoś pasującego do przewidywań. No i miał jedno trafienie.
Bodaj najważniejszą informacją jest to, że inne dane z innych przeglądów nieba nie potwierdziły istnienia tego obiektu. Sam autor publikacji stwierdza, że mało prawdopodobne, że trafił na prawdziwy obiekt. Jeśli by istniał, to znajduje się w odległości 225 AU (jednostek astronomicznych), tymczasem orbita postulowana przez duet Brown/Batygin to około 300AU. Przewidzieli też oni masę od 5 do 8 mas Ziemi, tymczasem tu masa wyniosłaby raczej 3-5 mas Ziemi.
Sam Mike Brown w miły sposób skomentował tekst. Jasno stwierdził, że dane są mało przekonujące, ale publikacja jest fajna. Jasno podkreślił, że nawet jeśli obiekt istnieje to NIE JEST dziewiątą planetą, której istnienie przewiduje jego teoria. Orbita jest całkiem niezgodna z przewidywaniami a ten potencjalny obiekt nie mógłby wyjaśnić obserwowanego układu ciał poza Neptunem. Gdyby Michael Rowan-Robinson rzeczywiście odkrył planetę, wówczas Batygin i Brown wciąż szukaliby swojej planety, tylko byłaby to już dziesiąta planeta.
Może coś tam jest i na pewno nie zaszkodzi sprawdzić, jednak nie róbcie sobie nadmiernych nadziei. W podczerwieni gaz kosmiczny generuje bardzo dużo szumu i fałszywych obrazów. Między innymi dlatego poszukiwanie dziewiątej planety jest tak trudne. Ponadto IRAS był pierwszym satelitą tego typu i te niemal czterdziestoletnie dane nie są najwyższej jakości.
Źródła:
https://arxiv.org/pdf/2111.03831.pdf - publikacja Michaela Rowan-Robinsona
https://twitter.com/plutokiller/status/1458038427090178052 - komentarz Browna
https://www.youtube.com/watch?v=VQqOo2Kfzbs - John Michael Godier
https://www.youtube.com/watch?v=ZSyAO4fGZOE - Anton Petrov
piątek, 10 lipca 2020
Planeta X i drobne wątpliwości
Jakiś czas temu zamieściłem na fanpage linka do filmu o badaniach, które miałyby podważać hipotezę o istnieniu Planety X. Domagaliście się notki, więc oto ona. Z pomocą przyszedł sam Mike Brown oraz Konstantin Batygin. Ten pierwszy udzielił świetnego webinaru dla Instytutu Astrofizyki Uniwersytetu Chile, ten drugi jest bardzo aktywny na twitterze i odpisuje nawet jakimś losowym dziwakom.
Kiedyś już pisałem o dziewiątej planecie, ale był to dość krótki komentarz. Dziś krótko skomentuję wątpliwości, natomiast spróbuję trochę szerzej napisać o tym skąd pojawiła współczesna hipoteza o Planecie X, oraz jak wyglądają jej poszukiwania. To ciekawe i jeśli zakończy się sukcesem, będzie kolejną piękną kartą w historii nauki. Postawiono hipotezę, która generuje pewne przewidywania, te pokrywają się z obserwacjami, co więcej zupełnie przypadkiem hipoteza ta tłumaczy też inne zjawiska w układzie słonecznym.
WĄTPLIWOŚCI
A zatem, by mieć to z głowy. Przewidywania o Planecie X bazują na specyficznym układzie obiektów krążących dalej niż Neptun. Publikacja która miałaby obalać te przewidywania opiera się na odkryciu nowych obiektów, który rzekomo nie pasują do owego specyficznego układu. Brown i Batygin twierdzą, że nowoodkryte obiekty pasują do przewidywań. Podkreślają również, że jeśli nie byłoby dziewiątej masywnej planety, to zjawiska które wyjaśniłaby jej obecność wymagałyby alternatyw.
NARODZINY HIPOTEZY
Mike Brown sam wspomina, że w ciągu ostatniego stulecia jakieś dwadzieścia pięć razy postulowano istnienie lub odkrycie planety poza Plutonem. Wszyscy ci astronomowie byli w błędzie. Co przekonało jego?
Historia zaczyna się wraz z odkryciem Sedny w 2002. Orbita Neptuna uznawana jest za rubież układu Słonecznego. Znajduje się on ok 30 AU (jednostek astronomicznych) od Słońca. Tymczasem Sedna ze swoją wydłużoną orbitą krąży od 76 do 883 AU od Słońca. Graficznie możecie to zobaczyć na animacji obok - Sedna to ta fioletowa orbita skierowana w lewy dolny róg.
Kluczowe jest nie to jak bardzo wydłużona jest jej orbita, ale to, że nawet w najbliższym względem Słońca punkcie Sedna była znacznie dalej niż Neptun. Gdy obiekty zbliżają się do Neptuna jego grawitacja może je przyspieszyć lub zwolnić. Zwolnione spadną w głąb układu słonecznego, przyspieszone powędrują dalej, ale ich peryhelium (punkt najbliższy
Słońca) wciąż będzie bliski Neptunowi. To, że Sedna nie zbliżała się nawet do Neptuna oznaczało, że musiało istnieć źródło grawitacji zewnętrznej. I w pierwszej chwili Mike Brown uznał, że mogła być to przechodząca w pobliżu gwiazda. Sądził wręcz, że mógłby to być ślad po narodzinach Słońca, gdy jeszcze było w gromadzie młodych gwiazd. Alternatywą była duża planeta daleko poza orbitą Neptuna. Możliwe było również, że to nie tyle interakcja z wieloma gwiazdami co jedno bliskie spotkanie z nieokreśloną gwiazdą.
Obok możecie zobaczyć trzy proponowane rozwiązania oraz przewidywany rozkład orbit każdego z nich. Możecie domyślać się co wskazywały kolejne odkrycia obiektów transneptunowych. To jednak nie wszystko.
KOLEJNE OBIEKTY
Kolejne obiekty poza orbitą Neptuna łączyła jeszcze jedna interesująca cecha. Podobnie jak w przypadku Plutona ich orbity były nie tylko wydłużone ale i nachylone względem płaszczyzny dysku układu słonecznego w specyficzny sposób. Mianowicie - przecinały tenże dysk w peryhelium (po astronomicznemu - miały argument peryhelium oscylujący wokół zera). Wiecie co może wyjaśnić taki stan? Tak - masywna planeta.
To nie wszystko. Orbity te łączył również podobny kierunek, wyłaniał się obraz coraz bardziej podobny do tego jak wyglądał scenariusz dla planety.
SYMULACJE NUMERYCZNE
Panowie przeprowadzili symulacje, które pokazały, co hipotetyczna Planeta X zrobiłaby z obiektami w Pasie Kuipera. Tu najlepiej zobaczyć fragment webinara miej więcej od 33:00 do 35:00. Ale dla leniuchów przedstawiam kilka zrzutów ekranu.
To co widać, z czasem to że Planeta X pozbywa się obiektów krążących na większych orbitach zwróconych w podobnym kierunku, zostaje tylko wachlarz skierowany w drugą stronę. Dlaczego? Bo na orbicie eliptycznej obiekty poruszają się wolniej z dala od Słońca i szybciej w okolicy peryhelium. W tym układzie widać, że “ocalałe” planetoidy po prostu większość czasu spędzają z daleka od Planety X, która ma mniej okazji by wepchnąć je w głąb lub wytrącić je poza układ słoneczny. Jednocześnie te bliższe wpływom Neptuna mają się znacznie lepiej i nie ulegają tej tendencji. To dlatego, że ten gigant może równoważyć wpływy hipotetycznej planety.
PRZEWIDYWANIA
Model Browna i Batygina, przewidywał, że powinna istnieć też grupa biektów, których elipsy nie będą po przeciwnej stronie, ale pod kątem 90° do dziewiątej planety i nachyleniu względem dysku układu słonecznego również pod kątem 90°.
Początkowo próbowali oni wyrugować je ze swojego modelu, bo sądzili nie, że nie ma takich prostopadłych obiektów. Ale model był nieubłagany. Tymczasem okazało się, że nie trzeba nic modyfikować, bo pięć takich obiektów istniało. Ten szpetny wykres pokazuje przewidywane inklinacje orbit i argumenty peryhelium. Niebieskie kropki to wspomniana piątka, a czerwone to Sedna i spółka.
POSZUKIWANIA
Brown stwierdził, że to właśnie wtedy uwierzył, że dziewiąta planeta naprawdę istnieje. Hipoteza stała się bliższa teorii. Wyjaśniała kilka różnych cech obiektów w układzie słonecznym. Panowie zaczęli kalkulować najbardziej prawdopodobne parametry orbity i samej planety X, by można było zacząć jej poszukiwać.
Napawa mnie to dreszczem emocji, bo to bardzo podobne do tego jak odkryto Neptuna. Jego lokalizację wyliczono po tym jak ruch Urana na orbicie nie zgadzał się z obliczeniami astronomów. Stwierdzili oni, że prawdopodobnie wpływa na niego inna planeta. Matematyka zatriumfowała. Poszukiwania przypominają też trochę polowanie na Bozon Higgsa.
Panowie wykonali szereg symulacji które wskazały, że najprawdopodobniejszy rozmiar orbity Planety X to ok 300 AU a jej masa jest około sześciokrotnie większa od Ziemi. To oznacza, że jeśli dziewiąta planeta istnieje, to będzie piątą największą planetą w naszym układzie. Trochę mniejszą od Urana i Neptuna. Oszacowali też jej inklinację. Uzbrojeni w to wszystko wyznaczyli mapę nieba, gdzie widać jakie jest prawdopodobieństwo by znaleźć Planetę w danym miejscu. Pozostaje tylko ją znaleźć…
I póki co jest trochę jak z bozonem Higgsa. Wykluczono większość “łatwiejszych lokacji”. Oczywiście największe prawdopodobieństwo przypadło na te niełatwe - czyli tam gdzie znajduje się płaszczyzna Drogi Mlecznej (czyli trudniej obserwować ciemny odległy obiekt). W ostatnim czasie udało się odrzucić część “gorącego” obszaru. Póki co bez powodzenia. Kto pamięta jak uparcie i do ostatniej chwili chował się Higgs, dostrzeże podobieństwo. Czy Brown i Batygin mają rację, powinniśmy się dowiedzieć w ciągu niecałych dziesięciu lat.
CZARNE OWIECZKI
Teoria o dziewiątej planecie zakłada, w gigantycznym uproszczeniu, że około 80% obiektów w Pasie Kuipera będzie zgodnych z modelem. Na ten moment zgodność wynosi około 90%, dlatego obaj panownie nie przejmują się zbytnio głosami przeciwko Planecie X. Co więcej Konstantin wyjaśnia, że im obiekty są związane bliżej z Neptunem (niskie peryhelium), tym rzadziej będą gromadzić się w kierunku przeciwnym do orbity Planety X. I dokładnie to jest obserwowane.
SUPERPLANETA X
Ostatnie lata pokazały, że wśród planet pozasłonecznych, najliczniejszą grupę stanowią super-Ziemie - to znaczy planety kilkukrotnie większe od Ziemi. Do tej pory wydawało się, że nasz układ jest w tej kwestii nietypowy, bo ma jedynie wielkie gazowe giganty i drobne skalne planety. Być może ta luka zostanie zapełniona.
Można przewidywać, że Planeta X powinna być dość jasna od lodu i zamrożonych gazów, może przypominać krewnego Urana i Neptuna, który po prostu nie zdążył, lub nie był w stanie zgromadzić więcej gazu. Może być dużą zmrożoną skalno-lodową planetą lub małym gazowym gigantem.
Jeśli jednak los był złośliwy, może z jakiegoś powodu dziewiąta planeta jest znacznie ciemniejsza i uniknęła wykrycia w pozornie wykluczonych regionach nieba. Wśród egzoplanet odkryto planety czarniejsze od węgla, każda planeta w układzie słonecznym zaskakiwała astronomów. Więc i Planeta X, jeśli istnieje, na pewno nas zaskoczy. Mam tylko nadzieję, że jej niespodzianką nie będzie ciemna barwa...
Źródła:
How the Icy Asteroids of the Solar System point our Way to Planet 9 - webinar Browna, o który oparłem tą notkę
Planet Nine from Outer Space - świetny, zabawny wykład Konstantina
https://twitter.com/kbatygin/status/1266902054632488960 - twitterowa tyrada Konstantina
https://twitter.com/plutokiller/status/1087495838379651072 - twitterowa tyrada Mike’a
Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System - Konstantin Batygin and Michael E. Brown, publikacja z 2016
Planet 9 Update: New Explanation Of the Orbits Observed - Film Antona od którego zaczęła się ta notka
Striking Biases in the Detection of Large Semimajor Axis Trans-Neptunian Objects - publikacja na którą się powołuje
Astronomers find evidence of a ninth planet in the solar system - ładna wizualizacja
Planet Nine Hypothesis - tu znalazłem obrazki James Tuttle Keane z Caltechu
Planeta X - komentarz Węglowego - moja stara notka z 2016, dziś wydaje się skromna.
Kiedyś już pisałem o dziewiątej planecie, ale był to dość krótki komentarz. Dziś krótko skomentuję wątpliwości, natomiast spróbuję trochę szerzej napisać o tym skąd pojawiła współczesna hipoteza o Planecie X, oraz jak wyglądają jej poszukiwania. To ciekawe i jeśli zakończy się sukcesem, będzie kolejną piękną kartą w historii nauki. Postawiono hipotezę, która generuje pewne przewidywania, te pokrywają się z obserwacjami, co więcej zupełnie przypadkiem hipoteza ta tłumaczy też inne zjawiska w układzie słonecznym.
WĄTPLIWOŚCI
A zatem, by mieć to z głowy. Przewidywania o Planecie X bazują na specyficznym układzie obiektów krążących dalej niż Neptun. Publikacja która miałaby obalać te przewidywania opiera się na odkryciu nowych obiektów, który rzekomo nie pasują do owego specyficznego układu. Brown i Batygin twierdzą, że nowoodkryte obiekty pasują do przewidywań. Podkreślają również, że jeśli nie byłoby dziewiątej masywnej planety, to zjawiska które wyjaśniłaby jej obecność wymagałyby alternatyw.
NARODZINY HIPOTEZY
Historia zaczyna się wraz z odkryciem Sedny w 2002. Orbita Neptuna uznawana jest za rubież układu Słonecznego. Znajduje się on ok 30 AU (jednostek astronomicznych) od Słońca. Tymczasem Sedna ze swoją wydłużoną orbitą krąży od 76 do 883 AU od Słońca. Graficznie możecie to zobaczyć na animacji obok - Sedna to ta fioletowa orbita skierowana w lewy dolny róg.
Kluczowe jest nie to jak bardzo wydłużona jest jej orbita, ale to, że nawet w najbliższym względem Słońca punkcie Sedna była znacznie dalej niż Neptun. Gdy obiekty zbliżają się do Neptuna jego grawitacja może je przyspieszyć lub zwolnić. Zwolnione spadną w głąb układu słonecznego, przyspieszone powędrują dalej, ale ich peryhelium (punkt najbliższy
Słońca) wciąż będzie bliski Neptunowi. To, że Sedna nie zbliżała się nawet do Neptuna oznaczało, że musiało istnieć źródło grawitacji zewnętrznej. I w pierwszej chwili Mike Brown uznał, że mogła być to przechodząca w pobliżu gwiazda. Sądził wręcz, że mógłby to być ślad po narodzinach Słońca, gdy jeszcze było w gromadzie młodych gwiazd. Alternatywą była duża planeta daleko poza orbitą Neptuna. Możliwe było również, że to nie tyle interakcja z wieloma gwiazdami co jedno bliskie spotkanie z nieokreśloną gwiazdą.
Obok możecie zobaczyć trzy proponowane rozwiązania oraz przewidywany rozkład orbit każdego z nich. Możecie domyślać się co wskazywały kolejne odkrycia obiektów transneptunowych. To jednak nie wszystko.
KOLEJNE OBIEKTY
Kolejne obiekty poza orbitą Neptuna łączyła jeszcze jedna interesująca cecha. Podobnie jak w przypadku Plutona ich orbity były nie tylko wydłużone ale i nachylone względem płaszczyzny dysku układu słonecznego w specyficzny sposób. Mianowicie - przecinały tenże dysk w peryhelium (po astronomicznemu - miały argument peryhelium oscylujący wokół zera). Wiecie co może wyjaśnić taki stan? Tak - masywna planeta.To nie wszystko. Orbity te łączył również podobny kierunek, wyłaniał się obraz coraz bardziej podobny do tego jak wyglądał scenariusz dla planety.
SYMULACJE NUMERYCZNE
Panowie przeprowadzili symulacje, które pokazały, co hipotetyczna Planeta X zrobiłaby z obiektami w Pasie Kuipera. Tu najlepiej zobaczyć fragment webinara miej więcej od 33:00 do 35:00. Ale dla leniuchów przedstawiam kilka zrzutów ekranu.
To co widać, z czasem to że Planeta X pozbywa się obiektów krążących na większych orbitach zwróconych w podobnym kierunku, zostaje tylko wachlarz skierowany w drugą stronę. Dlaczego? Bo na orbicie eliptycznej obiekty poruszają się wolniej z dala od Słońca i szybciej w okolicy peryhelium. W tym układzie widać, że “ocalałe” planetoidy po prostu większość czasu spędzają z daleka od Planety X, która ma mniej okazji by wepchnąć je w głąb lub wytrącić je poza układ słoneczny. Jednocześnie te bliższe wpływom Neptuna mają się znacznie lepiej i nie ulegają tej tendencji. To dlatego, że ten gigant może równoważyć wpływy hipotetycznej planety.
PRZEWIDYWANIA
Model Browna i Batygina, przewidywał, że powinna istnieć też grupa biektów, których elipsy nie będą po przeciwnej stronie, ale pod kątem 90° do dziewiątej planety i nachyleniu względem dysku układu słonecznego również pod kątem 90°.
Początkowo próbowali oni wyrugować je ze swojego modelu, bo sądzili nie, że nie ma takich prostopadłych obiektów. Ale model był nieubłagany. Tymczasem okazało się, że nie trzeba nic modyfikować, bo pięć takich obiektów istniało. Ten szpetny wykres pokazuje przewidywane inklinacje orbit i argumenty peryhelium. Niebieskie kropki to wspomniana piątka, a czerwone to Sedna i spółka.
POSZUKIWANIA
Brown stwierdził, że to właśnie wtedy uwierzył, że dziewiąta planeta naprawdę istnieje. Hipoteza stała się bliższa teorii. Wyjaśniała kilka różnych cech obiektów w układzie słonecznym. Panowie zaczęli kalkulować najbardziej prawdopodobne parametry orbity i samej planety X, by można było zacząć jej poszukiwać.
Napawa mnie to dreszczem emocji, bo to bardzo podobne do tego jak odkryto Neptuna. Jego lokalizację wyliczono po tym jak ruch Urana na orbicie nie zgadzał się z obliczeniami astronomów. Stwierdzili oni, że prawdopodobnie wpływa na niego inna planeta. Matematyka zatriumfowała. Poszukiwania przypominają też trochę polowanie na Bozon Higgsa.
Panowie wykonali szereg symulacji które wskazały, że najprawdopodobniejszy rozmiar orbity Planety X to ok 300 AU a jej masa jest około sześciokrotnie większa od Ziemi. To oznacza, że jeśli dziewiąta planeta istnieje, to będzie piątą największą planetą w naszym układzie. Trochę mniejszą od Urana i Neptuna. Oszacowali też jej inklinację. Uzbrojeni w to wszystko wyznaczyli mapę nieba, gdzie widać jakie jest prawdopodobieństwo by znaleźć Planetę w danym miejscu. Pozostaje tylko ją znaleźć…
I póki co jest trochę jak z bozonem Higgsa. Wykluczono większość “łatwiejszych lokacji”. Oczywiście największe prawdopodobieństwo przypadło na te niełatwe - czyli tam gdzie znajduje się płaszczyzna Drogi Mlecznej (czyli trudniej obserwować ciemny odległy obiekt). W ostatnim czasie udało się odrzucić część “gorącego” obszaru. Póki co bez powodzenia. Kto pamięta jak uparcie i do ostatniej chwili chował się Higgs, dostrzeże podobieństwo. Czy Brown i Batygin mają rację, powinniśmy się dowiedzieć w ciągu niecałych dziesięciu lat.
CZARNE OWIECZKI
Teoria o dziewiątej planecie zakłada, w gigantycznym uproszczeniu, że około 80% obiektów w Pasie Kuipera będzie zgodnych z modelem. Na ten moment zgodność wynosi około 90%, dlatego obaj panownie nie przejmują się zbytnio głosami przeciwko Planecie X. Co więcej Konstantin wyjaśnia, że im obiekty są związane bliżej z Neptunem (niskie peryhelium), tym rzadziej będą gromadzić się w kierunku przeciwnym do orbity Planety X. I dokładnie to jest obserwowane.
SUPERPLANETA X
Ostatnie lata pokazały, że wśród planet pozasłonecznych, najliczniejszą grupę stanowią super-Ziemie - to znaczy planety kilkukrotnie większe od Ziemi. Do tej pory wydawało się, że nasz układ jest w tej kwestii nietypowy, bo ma jedynie wielkie gazowe giganty i drobne skalne planety. Być może ta luka zostanie zapełniona.
Można przewidywać, że Planeta X powinna być dość jasna od lodu i zamrożonych gazów, może przypominać krewnego Urana i Neptuna, który po prostu nie zdążył, lub nie był w stanie zgromadzić więcej gazu. Może być dużą zmrożoną skalno-lodową planetą lub małym gazowym gigantem.
Jeśli jednak los był złośliwy, może z jakiegoś powodu dziewiąta planeta jest znacznie ciemniejsza i uniknęła wykrycia w pozornie wykluczonych regionach nieba. Wśród egzoplanet odkryto planety czarniejsze od węgla, każda planeta w układzie słonecznym zaskakiwała astronomów. Więc i Planeta X, jeśli istnieje, na pewno nas zaskoczy. Mam tylko nadzieję, że jej niespodzianką nie będzie ciemna barwa...
Źródła:
How the Icy Asteroids of the Solar System point our Way to Planet 9 - webinar Browna, o który oparłem tą notkę
Planet Nine from Outer Space - świetny, zabawny wykład Konstantina
https://twitter.com/kbatygin/status/1266902054632488960 - twitterowa tyrada Konstantina
https://twitter.com/plutokiller/status/1087495838379651072 - twitterowa tyrada Mike’a
Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System - Konstantin Batygin and Michael E. Brown, publikacja z 2016
Planet 9 Update: New Explanation Of the Orbits Observed - Film Antona od którego zaczęła się ta notka
Striking Biases in the Detection of Large Semimajor Axis Trans-Neptunian Objects - publikacja na którą się powołuje
Astronomers find evidence of a ninth planet in the solar system - ładna wizualizacja
Planet Nine Hypothesis - tu znalazłem obrazki James Tuttle Keane z Caltechu
Planeta X - komentarz Węglowego - moja stara notka z 2016, dziś wydaje się skromna.
niedziela, 31 stycznia 2016
Planeta X - komentarz Węglowego
Newsy o odkryciu nowej planety pojawiają się z pewną regularnością i przyznam, że ignoruję je jak chłopców krzyczących “wilk!”. Dlatego dopiero po tym jak część czytelników mnie zaczepiła zapoznałem się z “odkryciem” M. Browna i K. Batygina. I słusznie, bo chyba coś jest na rzeczy. Nawet jeśli nie można mówić (jak robi to ogromna część prasy) o odkryciu.
W swojej głośnej publikacji analizują oni orbity obiektów w pasie Kuipera. Naturalnie spodziewalibyśmy się, że ich elipsy będą przypadkowo rozłożone w Układzie Słonecznym. Tymczasem wiele z nich jest podobnie zorientowanych. Kluczowa liczba, która przewija się przez prasowe publikacje, to 0,007%. Brown i Batygin twierdzą, że takie właśnie jest prawdopodobieństwo, by taki rozkład powstał przypadkowo. W związku z tym postulują, że planeta, około dziesięciokrotnie cięższa od Ziemi, mogłaby być odpowiedzialna za takie orbity mniejszych obiektów.
Nie znaczy to, że odkryto dziewiątą planetę. Nie znaczy to, że istnieje 99,993% szans, że dziewiąta planeta istnieje. Tylko, że przy odpowiednich założeniach, taki rozkład orbit ma tak małe szanse na powstanie przypadkiem. Naukowcy twierdzą, że to nie przypadek, tylko planeta. To ich hipoteza. Mogą istnieć inne hipotezy - na przykład, że Słońce miliony (setki milionów?) lat temu minęła inna gwiazda i jej oddziaływanie grawitacyjne wpłynęło na te obiekty.
A skoro jesteśmy już przy liczbach, to warto uświadomić sobie o jakich odległościach mówimy. Gdyby Słońce umieścić w miejscu pomnika Adasia na Rynku Głównym, w takiej skali Ziemia byłaby metr dalej (miałaby wtedy rozmiar bakterii), a Jowisz znalazłby się jakieś pięć metrów dalej. Pluton znalazłby się przy wejściu do Sukiennic. Planety X musielibyśmy szukać kilkadziesiąt razy dalej - gdzieś w okolicy biblioteki AGH (1200 jednostek astronomicznych). Nawet jeśli jest ona porównywalnej wielkości z gazowymi gigantami, jej znalezienie będzie nie lada wyzwaniem. To nawet dalej niż pas Kuipera. Planeta X byłaby częścią hipotetycznego obłoku Oorta, z którego mają pochodzić komety długookresowe. Ten najdalszy region Układu Słonecznego sięga aż do Kielc. Dla porównania Alfa Centauri znajduje się trochę dalej niż Warszawa.
Podsumowując, sprawa wygląda tak - mamy coś co nie wygląda na przypadek, więc wypada to zbadać. Na ten moment seksowna hipoteza brzmi - gdzieś tam kryje się nieodkryta planeta. Trzeba jej poszukać. O ile reakcje mediów mogą być irytujące, to w całej sprawie podoba mi się analogia do historii, o której od dawna miałem napisać na blogu. Mówię tu o odkryciu Neptuna.
Ruchy orbitalne Urana nie pokrywały się z przewidywaniami. Dlatego astronomowie zaczęli kalkulować jakiej wielkości i jak daleko położona planeta mogłaby zakłócać ruch Urana w obserwowany sposób. Zanim zaobserwowano ósmą planetę, jej położenie zostało wyznaczone w oparciu o newtonowskie prawo grawitacji. W moim przekonaniu to jeden z najbardziej imponujących tiumfów nauki. Jasnowidze czasem istnieją, ale nie używają kryształowej kuli, tylko metody naukowej. Może tym razem będziemy mieć do czynienia z podobną sytuacją?
Źródła:
Publikacja Browna i Batygina
Kwantowo o planecie X
Evidence found of a posible planet in the outer solar system
Odkryto planetę oddaloną o 6900 AU od swojej gwiazdy - to trzykrotnie dalej niż hipotetyczna planeta X.
W swojej głośnej publikacji analizują oni orbity obiektów w pasie Kuipera. Naturalnie spodziewalibyśmy się, że ich elipsy będą przypadkowo rozłożone w Układzie Słonecznym. Tymczasem wiele z nich jest podobnie zorientowanych. Kluczowa liczba, która przewija się przez prasowe publikacje, to 0,007%. Brown i Batygin twierdzą, że takie właśnie jest prawdopodobieństwo, by taki rozkład powstał przypadkowo. W związku z tym postulują, że planeta, około dziesięciokrotnie cięższa od Ziemi, mogłaby być odpowiedzialna za takie orbity mniejszych obiektów.
Nie znaczy to, że odkryto dziewiątą planetę. Nie znaczy to, że istnieje 99,993% szans, że dziewiąta planeta istnieje. Tylko, że przy odpowiednich założeniach, taki rozkład orbit ma tak małe szanse na powstanie przypadkiem. Naukowcy twierdzą, że to nie przypadek, tylko planeta. To ich hipoteza. Mogą istnieć inne hipotezy - na przykład, że Słońce miliony (setki milionów?) lat temu minęła inna gwiazda i jej oddziaływanie grawitacyjne wpłynęło na te obiekty.
A skoro jesteśmy już przy liczbach, to warto uświadomić sobie o jakich odległościach mówimy. Gdyby Słońce umieścić w miejscu pomnika Adasia na Rynku Głównym, w takiej skali Ziemia byłaby metr dalej (miałaby wtedy rozmiar bakterii), a Jowisz znalazłby się jakieś pięć metrów dalej. Pluton znalazłby się przy wejściu do Sukiennic. Planety X musielibyśmy szukać kilkadziesiąt razy dalej - gdzieś w okolicy biblioteki AGH (1200 jednostek astronomicznych). Nawet jeśli jest ona porównywalnej wielkości z gazowymi gigantami, jej znalezienie będzie nie lada wyzwaniem. To nawet dalej niż pas Kuipera. Planeta X byłaby częścią hipotetycznego obłoku Oorta, z którego mają pochodzić komety długookresowe. Ten najdalszy region Układu Słonecznego sięga aż do Kielc. Dla porównania Alfa Centauri znajduje się trochę dalej niż Warszawa.
Podsumowując, sprawa wygląda tak - mamy coś co nie wygląda na przypadek, więc wypada to zbadać. Na ten moment seksowna hipoteza brzmi - gdzieś tam kryje się nieodkryta planeta. Trzeba jej poszukać. O ile reakcje mediów mogą być irytujące, to w całej sprawie podoba mi się analogia do historii, o której od dawna miałem napisać na blogu. Mówię tu o odkryciu Neptuna.
Ruchy orbitalne Urana nie pokrywały się z przewidywaniami. Dlatego astronomowie zaczęli kalkulować jakiej wielkości i jak daleko położona planeta mogłaby zakłócać ruch Urana w obserwowany sposób. Zanim zaobserwowano ósmą planetę, jej położenie zostało wyznaczone w oparciu o newtonowskie prawo grawitacji. W moim przekonaniu to jeden z najbardziej imponujących tiumfów nauki. Jasnowidze czasem istnieją, ale nie używają kryształowej kuli, tylko metody naukowej. Może tym razem będziemy mieć do czynienia z podobną sytuacją?
Źródła:
Publikacja Browna i Batygina
Kwantowo o planecie X
Evidence found of a posible planet in the outer solar system
Odkryto planetę oddaloną o 6900 AU od swojej gwiazdy - to trzykrotnie dalej niż hipotetyczna planeta X.
Subskrybuj:
Posty (Atom)




