Planeet X ja kaugplaneedid Neptuuni taga — ajalugu, hüpoteesid ja tõendid

Planeet Neptuun avastati 1846. aastal. Pärast seda arvasid paljud inimesed, et võib olla veel rohkem planeete, mis on Päikesest kaugemal kui Neptuun. 20. sajandi alguses väitis Percival Lowell, et peab olema veel üks planeedilaadne keha, mis on Neptuunist kaugemal. Lowell ütles, et selline planeeditaoline objekt võiks seletada mõningaid ebakorrapärasusi gaasihiiglaste, eelkõige Uraani ja Neptuuni orbiitidel. Suure nähtamatu üheksanda planeedi gravitatsioon võib olla Uraani piisavalt häirinud, et seletada ebakorrapärasusi. Ta nimetas seda planeediks X.

Ajalugu lühidalt

Neptuuni avastamine 1846. aastal sündis orbiidianomaaliate uurimisest ning andis põhjuse uskuda, et orbiidiga seotud kõrvalekalded võivad viidata tundmatu massi olemasolule. Selle ideega läks edasi Percival Lowell, kes 20. sajandi alguses käivitas otsingu „Planeet X” järele. Lowell Observatorys leidis Clyde Tombaugh 1930. aastal väikese taevakeha, mida nimetati Pluuto—see leidis algselt palju tähelepanu kui võimaliku Planeet X-i avastus, kuid hiljem selgus, et Pluuto on liiga väike, et seletada Uraani ja Neptuuni orbiidianomaaliaid.

Pluuto ja Kuiperi vöö

20. sajandi lõpu ja 21. sajandi alguse täpsemad andmed näitasid, et Uraani ja Neptuuni orbiidianomaaliad olid peamiselt tingitud mõõtmis- ja murdosaarvutusvigadest ning päikesesüsteemi planeetide täpsemast massijaotusest. Samal ajal avastati Kuiperi vöö—mõõdukas arv jääkülmi-taevakehi Päikesest väljaspool Neptuuni orbiiti. Kuiperi vöö ja sellele omased väiksed objektid selgitavad osaliselt, miks Pluuto algselt planeetide nimekirja sattus, ning näitasid, et meie süsteemis toimub palju keerulisi, kaugete väikeste kehade dünaamikat mõjutavaid protsesse.

Kaasaegne hüpotees: „Planeet 9”

2016. aastal tõid astronoomid Konstantin Batygin ja Michael E. Brown uuesti esile võimaluse, et Päikesesüsteemi väga kaugel võiks asuda massiivne külm planeet, mida sageli kutsutakse „Planeet 9” või „Planeta X”. Selle hüpoteesi põhiväited on:

• Mass: hinnanguliselt mitu korda Maa massi (tavaliselt ~5–10 Maa massi).
• Orbiit: väga kauge ja väga ebaühtlane (poolsuurtel telgedel sadadesse kuni tuhandetesse astronoomilistesse ühikutesse, kõrge eksentrilisus ja märkimisväärne nihke (kalle) orbiidi tasandist).
• Miks see ette pakuti: teatud kaugete väikeste taevakehade (trans-Neptuuniliste objektide, TNO-de) orbiidipiirkondade ja pöördenurkade koondumine, samuti mõned „eraldunud” objektid nagu Sedna, võivad olla seletatavad kauge massiivi gravitatsioonilise mõjuga.

Tõendid ja vastuväited

• Toetavad argumendid: mitmete avastatud TNO-de orbiidilisele pikkusele, kaldele ja pöördenurga koondumisele on raske leida juhuslikku seletust; kauge massi võib orbiidi dünaamikat stabiliseerida ja seletada Sedna-laadsete objektide olemasolu.
• Vastuväited ja alternatiivid: mõned teadlased leiavad, et vaatluste valikuviga (missioonide ja vaatlusprogrammide suunatus taevapinnal) võib tekitada näilise koondumise. Teised seletused hõlmavad kollektiivset gravitatsioonilist mõju paljudest väiksematest Kuiperi vöötlastest, mineviku tähekokkupõrget või galaktilisi efekte.
• Observatsioonipiirangud: suured infrapuna- ja optilised uuringud (näiteks WISE, Pan-STARRS ja teised) on välistanud omapäraste suurte gaasikeraatide olemasolu üsna lähedalises kauges ruumis, kuid väiksemate, Neptuuni ja Neptuuni ületavate massidega planeetide leidmine on palju keerulisem: nad on külmad ja väga nõrgad, ning võivad asuda väga kaugel, muutes otsese avastamise raskeks.
• Saturni ja Cassini andmed: täppisraadiomõõtmised Cassini missioonilt on kasutatud selleks, et piirata väga massiivsete kehade olemasolu teatud kaugustes, kuid need piirangud ei lükka praegust Planeet 9 hüpoteesi automaatselt ümber.

Otsingud, simulatsioonid ja tulevik

Praegu käivad otsingud mitmes suunas: arvutimudelid ja stabiilsussimulatsioonid määravad planeedi võimalikud orbiidipiirid, laia-väljade optilised ja infrapuna-uuringud otsivad otseseid vaatluslikke märke ja tulevad suuremad päevaloogikellad (nt Vera C. Rubin Observatory / LSST) tuua olulisi andmeid kaldusat vaatlusruumi kohta. Suuremad teleskoobid nagu Subaru ja Blanco (DECam) on samuti suunatud piirkondadesse, kuhu Planeet 9 võib asuda.

Hetke seis ja kokkuvõte

Tõendeid kaugest massiivsest planeedist on olemas, kuid need on seni indirektsed ja vastuolulised. Planeet 9 on tugev ja huvitav hüpotees, mis seletab mitmeid täheldatud dünaamilisi omadusi, kuid otsest vaatluslikku kinnitust ei ole saadud. Uued avastused TNO-de hulgas ja tulevased sügavad laia-vaate uuringud võivad järgmiste aastakümnete jooksul olukorra selgemaks teha. Kui selline planeet tegelikult eksisteerib, muudaks see oluliselt meie arusaama Päikesesüsteemi struktuurist ja selle kujunemisajaloost.

Otsing