Kemungkinan keberadaan planet kesembilan tata surya diketahui pada Januari 2016. Planet X dikaitkan dengan kemiringan sumbu rotasi Matahari, hancurnya sistem planet dan terjadinya bencana alam di Bumi. Pada saat yang sama, para ilmuwan telah maju dalam memahami peran benda langit ini di tata surya, memodelkan struktur internalnya dan mengajukan hipotesis yang menjelaskan asal mula Planet X. "Lenta.ru" menceritakan tentang penelitian terbaru.
Kemungkinan penemuan Planet X di luar orbit Pluto dilaporkan oleh astronom Mike Brown dan Konstantin Batygin dari California Institute of Technology di Pasadena (AS). Planet kesembilan yang mungkin ada di tata surya ini sekitar sepuluh kali lebih berat dari Bumi dan berputar mengelilingi bintang dalam orbit yang memanjang (dan dalam bidang yang cenderung relatif terhadap orbit Bumi) dengan periode 15 ribu tahun. Dari segi sifat fisik dan kimianya, ia mirip dengan raksasa es Uranus dan Neptunus. Seperti yang diyakini Brown dan Batygin, objek luar angkasa ini 4,5 miliar tahun yang lalu telah terlempar dari cakram protoplanet di dekat Matahari.
Jarak terdekatnya ke Matahari adalah 200 unit astronomi (ini tujuh kali lebih banyak dari Matahari ke Neptunus). Jarak maksimum Planet X diperkirakan 600-1200 unit astronomi, yang menempatkan orbitnya di luar sabuk Kuiper, tempat Pluto berada. Brown dan Batygin memperkirakan kemungkinan kesalahan sebesar 0,007 persen. Para ilmuwan menemukan planet baru dengan menganalisis gangguan gravitasi yang ditimbulkannya pada benda langit lainnya.
Fisika dan kimia
Astronom Esther Linder dan Christoph Mordasini dari Universitas Bern (Swiss) sampai pada kesimpulan berikut tentang sifat fisikokimia benda langit ini. Radiusnya 3,7 kali radius Bumi. Temperatur atmosfer terdiri dari hidrogen dan helium minus 226 derajat Celcius. Di bawah selubung gas terdapat lapisan es air dengan suhu minus 63 derajat Celcius. Bahkan lebih dalam - lapisan tipis mantel silikat, di mana inti besi tersembunyi. Suhunya diperkirakan mencapai 3,4 ribu derajat Celcius. Menurut astronom, Planet X memancarkan energi sekitar seribu kali lebih banyak daripada yang diserapnya dan secara bertahap mendingin. Para ilmuwan percaya bahwa Planet X adalah salinan yang lebih kecil dari raksasa gas Uranus dan Neptunus.
Kemungkinan struktur Planet X
Video promosi:
Gambar: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern
Rekan astronom Amerika percaya bahwa warna Planet X adalah biru tua, lebih gelap dari Neptunus, yang memiliki rona biru tua dalam jangkauan optik, dan Uranus dengan selubung gas biru muda. Karena suhu di Planet X sangat rendah, praktis tidak ada gas metana di atmosfer, tidak seperti selubung gas Neptunus. Senyawa ini, menurut para ilmuwan, mengembun dan terletak di dasar atmosfer planet atau awannya.
Tamu yang berkunjung
Jika Brown dan Batygin percaya bahwa Planet X terlempar dari cakram protoplanet di dekat Matahari, maka rekan-rekan mereka dari Swedia dan Prancis berpikir secara berbeda: benda angkasa bisa jadi sebuah planet ekstrasurya yang ditangkap Matahari dari bintang terdekat. Dalam pekerjaan mereka, para ilmuwan mempertimbangkan skenario di mana Planet X ditangkap oleh Matahari dari bintang lain di gugus kelahirannya. Matahari terletak dalam kelompok beberapa ribu bintang muda, dan planet-planet bergerak di antara mereka dengan kecepatan rendah (sekitar satu kilometer per detik).
Orbit Planet X (ditandai dengan warna kuning)
Gambar: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Ini membutuhkan pemenuhan tiga kondisi secara simultan. Pertama, penangkapan Planet X oleh Matahari seharusnya terjadi pada jarak sekitar 150 unit astronomi darinya (untuk menghindari gangguan dari sabuk Kuiper). Kedua, planet ekstrasurya harus berputar mengelilingi bintang lain dalam gugus yang sangat jauh darinya (dari seratus unit astronomi). Ini akan memungkinkan Matahari mengatasi dampak dari bintang pertamanya pada Planet X. Kondisi ketiga adalah bahwa setelah eksoplanet ditangkap oleh Matahari, dimungkinkan untuk mereproduksi konfigurasi dinamis tata surya saat ini. Dalam pemodelan yang dilakukan dalam kerangka masalah benda-N, para astronom telah menunjukkan bahwa ketiga kondisi tersebut dapat dipenuhi.
Para astronom percaya bahwa fase gugus berlangsung sekitar seratus juta tahun, dan ini cukup untuk distribusi planet masif dan jauh (seperti Neptunus) di antara bintang-bintang terberat. Demikian pula, Anda dapat menjelaskan sifat dari banyak objek trans-Neptunus di sabuk Kuiper - objek yang terletak pada jarak 30 hingga 55 unit astronomi dari Matahari.
Membersihkan
Planet X, menurut astronom Spanyol dan Inggris, mampu mengganggu orbit benda langit di tata surya dan membuangnya keluar. Ilmuwan menganalisis pengaruh Planet X pada gerakan enam objek ekstrem di luar orbit Neptunus, sumbu semi-mayornya melebihi 150 unit astronomi, dan perihelionnya adalah 30 unit astronomi.
Simulasi telah menunjukkan bahwa orbit planet kerdil Sedna dan kandidat VP113 2012 akan tetap stabil selama beberapa ratus juta tahun ke depan. Di sisi lain, lintasan objek trans-Neptunus 2004 VN112, 2007 TG422, dan 2013 RF98 (diameter benda langit ini mencapai 100-300 kilometer) tidak stabil dan dalam beberapa puluh juta tahun mereka dapat dibuang dari Tata Surya oleh Planet X.
Selain itu, pengaruh astronom Planet X, Prancis, dan Brasil menjelaskan kemiringan bidang Laplace di tata surya. Para ilmuwan memeriksa dinamika empat planet raksasa - Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Masing-masing benda langit ini mempengaruhi vektor momentum sudut total tata surya, tegak lurus dengan bidang Laplace. Para astronom telah mempelajari dampak Planet X pada Matahari dan planet raksasa. Ternyata efek ini menjelaskan kemiringan enam derajat antara bidang Laplace dan bidang ekuator matahari.
Model analitik menggambarkan besarnya kemiringan bergantung pada massa, eksentrisitas (parameter elongasi orbital), sumbu semi mayor orbit Planet X dan karakteristik raksasa. Beberapa hari sebelum publikasi penemuan ini, astronom Elizabeth Bailey menyampaikan kesimpulan serupa bekerja sama dengan para penemu Planet X.
Model gerak matahari
Gambar: arXiv.org
Beberapa ilmuwan juga berkelana ke dalam hipotesis yang lebih berani. Ahli astrofisika Daniel Whitmeier dan John Mats dari Amerika Serikat menyalahkan Planet X atas kepunahan massal hewan di Bumi yang terjadi setiap 27 juta tahun. Teori ini didasarkan pada fakta bahwa rotasi planet X mengelilingi Matahari perlahan miring, dan setiap 27 juta tahun melintasi sabuk Kuiper (terletak 30 hingga 55 SA dari Matahari). Hal ini menyebabkan gangguan gravitasi, dan Planet X mendorong komet dari sabuk Kuiper ke bagian dalam tata surya. Mereka membombardir planet (termasuk Bumi). Saat mereka mendekati Matahari, mereka hancur menjadi pecahan-pecahan, sehingga sulit bagi sinar matahari untuk mencapai benda langit (termasuk Bumi).
Menurut para ilmuwan, skenario ini adalah yang paling dapat diterima untuk penjelasan kosmik tentang kepunahan massal hewan. Dua skenario lain - kehadiran bintang kedua di sebelah Matahari dan osilasi vertikal bintang saat berputar di sekitar pusat galaksi, seperti yang dicatat oleh penulis, tidak menerima konfirmasi paleontologis. Untuk pertama kalinya, Whitmeier dan Mats mengajukan hipotesis mereka pada tahun 1985. Studi mereka diterbitkan oleh Nature and Time (dengan gambar di sampulnya). Menurut hipotesis awal para ilmuwan, Planet X adalah satu sampai lima kali lebih berat dari Bumi dan terletak seratus kali lebih jauh dari Matahari.
Apa berikutnya
Astronom Carlos dan Raul de la Fuente Marcos percaya bahwa tidak ada satu, tapi dua super-Bumi di luar orbit Pluto. Data yang tersedia tentang presesi perihelion Sedna, 148209, 2004 VN112, 2007 TG422, 2010 GB174, 2012 VP113 dan 2013 RF98, menurut karya penulis, merupakan penjelasan yang baik jika kita mengasumsikan keberadaan setidaknya dua benda langit raksasa, salah satunya mungkin sebuah Planet X. Sejak 2014, Carlos dan Raul de la Fuente Marcos telah membicarakan tentang kemungkinan keberadaan dua super-Earth di luar Pluto.
Semua kesimpulan tentang Planet X tidak didasarkan pada pengamatan langsung, tetapi pada analisis dampaknya terhadap benda langit lain dan data pemodelan komputer. Menurut astronom, 20 hari observasi di Observatorium Subaru Jepang di Hawaii (AS) sudah cukup untuk penemuan langsung Planet X. Para ilmuwan berharap dapat menyediakan waktu untuk ini di observatorium. Kemudian, menurut Brown dan Batygin, keberadaan Planet X akhirnya akan terbukti.
Andrey Borisov
