Гіпотетичні транснептунівські планети, що обходять навколо Сонця


18

Планета HD 106906 b була знайдена в 650 АС від своєї домашньої зірки, зірки, не так відрізняється від Сонця. Фомальхаут b - це також молода планета, яка обертається навколо дуже далеко від своєї зірки.

Ці дві планети були виявлені головним чином тому, що вони досить молоді, щоб все ще бути досить гарячими, щоб їх можна було побачити в інфрачервоному просторі. Я думаю, що старі планети на дуже високих орбітах мали б температуру нижче 10 К, і тому були б чорними і невидимими.

Деякі люди погоджуються з гіпотезою, що в нашій Сонячній системі, десь поза межами Нептуна, деякі некарликові планети можуть обертатися навколо Сонця. Наявність HD 106906 b та Fomalhaut b говорить про те, що це можливо. Які шанси, що ми могли б знайти принаймні одну із цих планет у нашій Сонячній системі? Якщо вони існують, як ми могли їх знайти?



Відповіді:


10

Нещодавнє можливе відкриття « Планети Дев'ять » Батигіном та Брауном (2016) викликало неабияке потрясіння в астрономічній спільноті, обміні стека Астрономії та в усьому світі. Це, звичайно, частково, тому що будь-яка згадка про таке відкриття спричинить занепокоєння, але частково також і через заявлену ймовірність, якщо рухи Транс-Нептунових об'єктів (ТНО) мають випадковий випадок: 0,007% , або 1 на 14 000, що відповідає ймовірності ~ 3,8 .σ

При цьому фактична ймовірність існування цієї планети трохи нижча - 90%, за словами Брауна , і 68,3%, за словами Грега Лофліна , астрономії в УК-Санта-Крус, який знав про результати до публікації газети. Різниця між цими шансами і шансами, згаданими в роботі, пов'язана з тим, що, можливо, є й інші фактори, що сприяють, що могли спричинити переміщення ТНО, а також те, що ці неофіційні цифри більше схожі на здогадки, ніж оцінки.

Відповіді на питання: Чому "9-ї планети" вже не виявлено? вже надали різноманітні методи, які не спрацюють у випадку з «Планета Дев'ятка», і чому вони не працюють. Окрім очевидної можливості того, що Планета Дев'ять просто не існує, ось деякі з них:

  • Його можна сплутати з фоновою зіркою, що поєднується з Чумацьким Шляхом. [1]
  • Це далеко, і тьмяно - можливо, 22- й об'єкт за величиною. [1] , [2]
  • Більшість методів виявлення екзопланет не працюватимуть, включаючи [3]
    • Радіальна швидкість.
    • Транзитний.
    • Гравітаційне мікролінінг
    • Пряме зображення.
  • Попередні опитування або не виглядають достатньо поглибленими, глибокими, але в інших областях неба, або покривають довжину хвиль, в якій ця планета не виявляється. [4] Це ще одна проблема використання WISE детально в відповідь MBr тут . Інші проблеми полягають у тому, що планета, ймовірно, недостатньо масивна, щоб WISE бачила це, і знаходиться вкрай далеко. Також може бути холодно і мало альбедо, що ускладнює пряме виявлення.

Я підводжу все це тому, що, на диво, випадок «Планета Дев'ятка» дуже важливий для виявлення цих інших планет, про які ви згадували у своєму запитанні.

HD 106906 b

Тут є кілька подібностей між цією планетою та Планетою Дев'ять.

  • HD 106906 b має орбіту з напівмагістральною віссю не менше 650 АС. Для порівняння, як вважається, у Планети Дев'яти є напівмагістральна вісь близько 700 АС, згідно з підрахунками в роботі. Зважаючи на це, інші орбітальні властивості для HD 106906 b невідомі і можуть відрізнятися.
  • HD 106906 b має близько 11 мас Землі; Планета Дев'ять має близько 10 мас Землі.

Одна відмінність полягає в тому, що HD 106906 b, можливо, сформувався там, де він є зараз. Розсіювання, як і досвід «Планета Дев'ятка», здається малоймовірним. Це означає, що обидва можуть мати різні композиції - хоча я думаю, що обидва можуть бути крижаними гігантами або їх залишками, враховуючи те, де вони утворилися.

Коротше кажучи, HD 106906 b може бути дуже схожим на Planet Nine, і хоча ми не знаємо багато про будь-яку властивість, здається впевнено сказати, що методи і проблеми виявлення були б подібними.

Фомальхаут b

Fomalhaut b трохи інший. Його напівмагістральна вісь становить ~ 177 АС - набагато менша за ці дві інші планети - і може бути від 10 маси Землі до декількох сотень земних мас.

Цікаво, що Фомальхаут b також був опосередковано виявлений, як і Планета Дев'ять. У пиловому диску Фомальхаута виявився розрив, який міг спричинити лише масивна планета. Пізніше це було безпосередньо зображено.

Пряме виявлення може бути можливим, якби Фомалхаут b був у Сонячній системі, особливо з огляду на його більші розміри та масу. Крім того, це мало б величезний вплив на ТНО. Однак це був би газовий гігант, а не крижаний гігант, тому важко було б пояснити, як він просунувся поки що.


Я обговорював ці планети, щоб взяти невеликий обхід і поговорити про те, що може (а може і не бути) поза Нептуном Я буду більш чітким тут.

Що може бути поза Нептуном

  • Крижаний гігант, як Планета Дев'ять, або залишки одного. Це було б сформовано ближче до Юпітера та Сатурна, які існували в період резонансу з Сатурном. Інші гігантські резонанси планети також існували б. Потім нестабільність зламала резонанси, привівши крижаного гіганта всередину до Сатурна, а потім Юпітера, куди він викинувся назовні. Це змінило орбіти інших чотирьох газових гігантів. Я говорив про це - ще одна моя відповідь , на яку я, здається, постійно посилаюсь.

    Однак, початкова відповідь була невірною, що я з того часу зазначив, і була переглянута. За підрахунками Батигіна було встановлено, що Планета Дев'ять була б викинута багато, багато мільйонів років до того, як резонанси були нібито розбиті (згідно з даними пізнього важкого обстрілу ). Однак це не означає, що не міг бути шостий гігант. Моделювання Nesvorný & Morbidelli (2012), які досліджували еволюцію Сонячної системи з чотирма, п’ятьма та шістьма планетами-гігантами, знайшли хороші результати із п’ятьма та шістьма планетами-гігантами.

  • Супер-Земля або міні-Нептун . 1 Це планети, максимум 10 земних мас. Супер-Землі були б земними планетами з густими атмосферами; міні-Нептуни були б газовими планетами. Зауважте, що ці назви нічого не говорять про їх композиції - наприклад, супер-Землі не обов’язково для проживання.
  • Щось ще. Регіон ще не досліджений належним чином, і там можуть бути ще деякі непередбачені об’єкти. Цей вид об'єкта, ймовірно, буде холодним, оскільки WISE (див. Наступний розділ) міг би виявити його інакше.

Що не може бути за межами Нептуна


Отже, припускаючи, що є щось поза межами Нептуна, як ми можемо це оштрафувати? Ну а тепер, коли про існування було висунуто гіпотезу, і ми знаємо, де воно має бути, астрономи можуть повернути телескопи до цього місця та використовувати прямі зображення.

Було якесь хвилювання, тому що телескоп Subaru буде використаний . Скоріш за все, також будуть використовуватися інші оптичні телескопи (і, можливо, інфрачервоні та інші довжини хвиль). Відповіді на Яку довжину хвилі найкраще виявити "9-ту планету"? (особливо відповідь Роб Джефріса) вказують, що оптичний та інфрачервоний / близький до інфрачервоних довжин хвиль буде найкращим вибором. На сьогодні (24.01.2016) ми можемо лише міркувати, які ще інструменти будуть використовуватися, і які їхні шанси знайти цю планету - якщо вона існує.

Хто знає? Можливо, з’явиться щось інше несподіване.


1 Тепер ми розбираємось у різних речах, якими може бути Планета Дев'ятка. Моя відповідь на те, яким типом планетарно-масового об'єкта буде Планета Дев'ять? висвітлює це, але є кращі відповіді на Дев'ятій планеті - що ще могло бути? ніж моя.
2 Будьте уважні до різниці між крижаним та газовим гігантом .


11

Якщо така планета існує, WISE має її спостерігати. WISE - інфрачервоний супутник, який зображав все небо. Зокрема:

  • він зміг виявити що завгодно з температурою понад 70-100 К, тоді як найкрутіші відомі екзопланети знаходяться в діапазоні 100 К (див. гістограму нижче, взяті з Каталогу екзопланет );
  • він зміг виявити об'єкти величиною більше 1 км до 3 АС від Сонця або предмети масою 2-3 Юпітера на відстані до 7-10 світлових років (так приблизно до 440 000 до 630 000 АС, дивіться тут і тут );

тому я б сказав, що його існування зараз зовсім виключається.

введіть тут опис зображення


1
Які шанси на те, що він існує, але температура набагато холодніша за це, скажімо, від 10 до 15 К? Або якщо це скеляста планета розміру Землі чи надземна планета?
Віктор Стафуса

@VictorStafusa Я не робив розрахунків, але не думаю, що такий великий об'єкт може бути таким холодним. Планета за розмірами Землі, що має розміри Землі, можливо. Але ви можете поставити це окремо.
Герріт

@MBR: Мудрий не міг усе виявити. Він мав вікно осі масової напіввеликої осі невизначуваності саме там, де розраховували дев'яту планету.
AtmosphericPrisonEscape

Нептун і Уран мають більш низькі температури, ніж найхолодніша виявлена ​​екзопланета. Розумно припускати, що планети можуть стати трохи холоднішими за це.
користувачLTK
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.