Свемирска истраживања: Ако постоји девета планета, зашто је нико није видео

Чудне ствари се дешавају на спољним рубовима нашег Сунчевог система.

Објекат до десет пута веће масе од Земље вуче друге према себи. Да ли је то планета, или нешто треће?

Персивал Ловел био је човек са много грешака.

Путописац и бизнисмен из деветнаестог века - невероватно богат, вечито бркат, и често виђан у крутим троделним оделима - прочитао је књигу о Марсу и на основу тога одлучио да постане астроном.

Током наредних деценија, изнео је низ сензационалистичких тврдњи.

Прво је био уверен у постојање Марсовца и мислио је да их је пронашао (није).

Други су документовали чудне линије које обилазе планету, а Ловел је сугерисао да су то канали, изграђени као последњи покушај умируће цивилизације да наточе воду из поларних ледених капа.

Искористио је богатство за изградњу читаве опсерваторије, само да би имао бољи поглед.

Испоставило се да је то оптичка варка коју су створиле планине и кратери на Марсу када се посматрају кроз телескопе ниског квалитета.

Ловел је такође веровао да планета Венера има жбице - што се у његовим белешкама види као паукове линије које извиру из њеног центра (а нема).

Иако су његови помоћници покушавали да их пронађу, чинило се да је само он могао да види тај неочекивани детаљ.

Сада се претпоставља да су то биле преточене сенке из зеница у његовим очима, док је гледао кроз телескоп.

Али највише од свега, Ловел је био одлучан да пронађе девету планету у нашем Сунчевом систему - хипотетичку „планету Икс", за коју се у то време сматрало да је одговорна за несташне орбите око најудаљенијих планета од Сунца, хладноплавих дивова Урана и Нептуна.

Иако никада није успео да угледа ову фантомску неман, потрага је прогутала последњу деценију његовог живота - и након неколико нервних сломова, умро је у шездесет првој години.

Није ни сумњао да ће потрага и даље трајати - уз неколико измена - и 2021. године.

Лажни траг

Без страха од сопствене смрти, Ловел је завештао милион долара у циљу проналаска планете Икс у свом тестаменту.

Тако је, после кратког прекида који укључује правну битку са његовом удовицом, Констанцом Ловел, његова опсерваторија наставила да истражује.

Само четрнаест година касније, дана 18. фебруара 1930. године, млади астроном је гледао две фотографије звезданог неба, када је приметио траг међу њима.

Био је то мајушни свет.

Пронашао је Плутон - неко време сматран за неухватљиву планету Икс.

Нажалост, није било тако.

Убрзо су научници схватили да ово није могло бити оно што је Ловел тражио - није било ни приближно довољно велико да одвуче Нептун и Уран са њихових правих положаја.

Плутон је био само случајни уљез, који се задесио у том подручју.

Коначни ударац за планету Икс догодио се 1989. године, када је свемирски брод Војаџер 2 прохујао поред Нептуна и открио да је делимично лакши него што је ико првобитно мислио.

Имајући ово на уму, на крају је научник из Насе израчунао да су орбите спољних планета све време имале смисла. Ловел је покренуо потрагу која никада није била потребна.

Али као што је концепт скривене планете убијен, постављен је темељ за њено васкрсење.

Двојица астронома који су годинама „марљиво скенирали небеса у потрази за мрачним објектима изван Нептуна", према Наси, открили су 1992. године Кајперов појас.

Ова космичка крофна смрзнутих објеката, која се простире непосредно изнад Нептунове орбите, једна је од највећих карактеристика Сунчевог система.

Толико је пространа да се сматра да садржи стотине хиљада објеката пречника већег од сто километара, као и до трилион комета.

Убрзо су научници схватили да Плутон вероватно није једини велики објекат у спољним крајевима Сунчевог система - и почели су да се питају да ли је то заправо планета.

Затим су пронашли „Седну" (око четрдесет одсто величине Плутона), „Кваоар" (око половине величине Плутона) и „Ерис" (готово исте величине као Плутон).

Постало је јасно да је астрономима потребна нова дефиниција.

Међународна астрономска унија је 2006. године гласала за деградирање статуса Плутона у „патуљасту планету", заједно са придошлицама.

Мајк Браун, професор планетарне астрономије на Калифорнијском институту за технологију „Калтек", који је водио тим који је идентификовао Ерис, до данас је назван „човеком који је убио Плутон".

Девете планете више није било.

Сабласни потпис

У исто време, откриће ових објеката открило је главне нове трагове у потрази за скривеном планетом.

Испоставило се да се Седна не креће онако како су сви очекивали - пратећи елиптичне прстенове око Сунца, унутар Кајперовог појаса.

Уместо тога, ова патуљаста планета креће се бизарним и неочекиваним путем, њишући се на само седамдесет шест удаљености Земља-Сунце (приближно 11 милијарди километара) од центра нашег Сунчевог система на више од деветсто (отприлике 135 милијарди километара).

Њена орбита је толико вијугава, да је потребно једанаест хиљада година да би је обишла - последњи пут када је Седна била на садашњем положају, људи су тек измислили пољопривреду.

Као да нешто вуче Седну и одвлачи је.

Унесите нови хипотетички додатак нашем Сунчевом систему - али не онако како се раније мислило.

Године 2016, исти Мајк Браун који је убио Плутона, заједно са својим колегом Константином Батигином - такође професором планетарних наука у Калтеку - био је коаутор рада који предлаже масивну планету, величине између пет и десет пута веће од Земље.

Њихова идеја произашла је из запажања да Седна није једини објекат који није на месту.

Придружило јој се још шест, и сви се крећу у истом правцу.

Постоје и други трагови, попут чињенице да је сваки нагнут на својој оси у потпуно истом смеру.

Пар је израчунао да је вероватноћа да је свих шест објеката повучено у потпуно истом смеру, уз случајни исти нагиб само 0,007 одсто.

„Мислили смо да је ово прилично занимљиво - како то може бити?", каже Батигин.

„Било је прилично невероватно, јер би се такво груписање, ако се остави да мирује у довољно дугом временском периоду, распршило, само захваљујући интеракцији са гравитацијом планета."

Уместо тога, предложили су да је девета планета оставила свој сабласни отисак у спољним крајевима нашег Сунчевог система, искривљујући орбите објеката око себе својим гравитационим повлачењем.

Неколико година касније, и број објеката који се уклапају у ексцентрични орбитални образац и нагиб и даље расте, „сада их имамо укупно деветнаест", каже Батигин.

Иако још нико није видео хипотетичку планету, о њој се може закључити изненађујуће пуно.

Као и код осталих објеката изван Кајперовог појаса, орбита нове девете планете била би толико искривљена да се очекује да ће њен најудаљенији домет бити двоструко удаљенији од најближег - око шесто пута веће удаљености од Сунца до Земље (20 милијарди километара), насупрот триста (45 милијарди километара).

Научници су такође нагађали о њеној естетици - леденом, чврстом језгру, попут Урана или Нептуна.

Затим је ту шкакљиво питање одакле је уопште могла доћи девета планета.

До сада постоје три главне идеје.

Једна је да је настала тамо где се тренутно скрива, што Батигин одбацује као релативно мало вероватно, јер би то захтевало да се рани Сунчев систем протегне све до свог далеког уточишта.

Постоји и интригантна сугестија да је девета планета заправо ванземаљски уљез, објекат који је украден од друге звезде давно док је Сунце још било у звезданом јату у коме је рођено.

„Проблем такве приче је у томе што је вероватно да ћете изгубити планету и при следећем сусрету", каже Батигин.

„Дакле, статистички тај модел наилази на проблеме."

Затим ту је Батигинов лични фаворит, за којег признаје да такође „није потпуно закуцавање".

У овом сценарију, планета се формирала много ближе Сунцу, у време када је Сунчев систем био у раној фази, а планете су тек почеле да се спајају из околног гаса и прашине.

„Некако се мотала око гигантског региона за стварање планета, пре него што ју је расејао Јупитер или Сатурн, а затим је своју орбиту модификовала пролазећи покрај звезда", каже он.

Нејасно скровиште

Наравно, све ово поставља очигледно питање - ако је девета планета заиста тамо, зашто је нико није видео?

„Нисам посебно снажно ценио колико је напора потребно да се пронађе девета планета док нисам почео да гледам заједно са Мајком помоћу телескопа", каже Батигин.

„Разлог што је тако тешка потрага је тај што већина астрономских истраживања не траже ништа конкретно."

На пример, астрономи би обично тражили класу објеката, као што је одређена врста планете.

Чак и ако су ретки, ако истражите довољно широко пространство, вероватно ћете нешто пронаћи.

Али лов на одређени објекат као што је планета девет је сасвим другачија вежба.

„Постоји само један малени део неба", каже Батигин, који објашњава да је други фактор мало прозаичнији изазов резервисања временских термина за употребу праве врсте телескопа.

„Заиста, тренутно је једина игра у граду за проналажење девете планете телескоп Субару", каже Батигин.

Ова неман од 8,2 метара - смештена на врху успаваног вулкана Мауна Kеа на Хавајима - способна је да ухвати чак и слабо светло удаљених небеских објеката.

Ово је идеално, јер би нејасна планета била тако далеко, да је мало вероватно да би рефлектовала много сунчеве светлости.

„Имамо само једну машину коју можемо да користимо, а годишње на њој добијемо можда три ноћи", каже Батигин, који се недавно вратио са тродневног управљања телескопом претходне недеље.

„Добра вест је да се телескоп 'Вера Рубин' појављује на мрежи у наредних неколико година и вероватно ће је пронаћи."

Овај телескоп следеће генерације, који је тренутно у изградњи у Чилеу, систематски ће скенирати небо - фотографишући целокупан доступан поглед - сваких неколико ноћи, како би се прегледао његов садржај.

Интригантна алтернатива

Међутим, постоји један готово невероватно необичан сценарио у којем планета никада неће бити пронађена на овај начин - можда то ипак није планета, већ црна рупа.

„Сви докази о постојању предмета су гравитациони", каже Џејмс Анвин, професор физике са Универзитета Илиној у Чикагу, који је први предложио ту идеју, заједно са Јакубом Шолцом, постдокторским истраживачем са Универзитета у Торину.

Иако нам је најпознатија идеја да планете врше снажно гравитационо привлачење, „постоје и друге ствари које их могу изазвати, које су егзотичније", каже Анвин.

Неке веродостојне замене за девету планету укључују малу куглу ултраконцентрисане тамне материје или исконску црну рупу.

Како су црне рупе међу најгушћим објектима у Универзуму, Анвин објашњава да је потпуно могуће да ове друге искривљују орбите удаљених објеката у спољном Сунчевом систему.

Црне рупе које добро познајемо обично укључују „звездане" црне рупе, које имају масу која је најмање три пута већа од масе нашег Сунца, и „супермасивне" црне рупе, које су милионима или милијардама пута веће масе Сунца.

Док су прве рођене из умирућих звезда које се урушавају саме над собом, друге су много мистериозније - можда почињу као џиновске звезде које се суноврате, а затим постепено акумулирају све више и више масе, прождирући све у својој околини, попут других црних рупа.

Исконске црне рупе су различите.

Никада нису примећене, али се сматра да потичу из вреле енергије и измаглице материје која се створила у првој секунди Великог праска.

У овом неједнаком окружењу, неки делови Свемира су можда постали толико густи да су стиснути у мале џепове са масом планета.

Анвин истиче да постоји нула вероватноће да се црна рупа формира од звезде, јер оне задржавају свој снажни гравитациони потез - она је само концентрована.

Чак и најмање звездане рупе имају масе три пута веће од нашег Сунца, па би то изгледало као да имамо најмање три додатна Сунца која привлаче планете у нашем Сунчевом систему.

Укратко, сигурно бисмо приметили.

Међутим, Анвин и Шолц сматрају да би то могла бити исконска црна рупа, јер се верује да су оне знатно мање.

„Будући да су те ствари настале у раним фазама Универзума, густи региони од којих су настали могли су бити посебно мали", истиче Шолц.

„Као резултат, маса садржана у овој црној рупи која се на крају формира из ње може бити много, много мања од звезде - чак могу бити и само неколико килограма, попут комада стене."

Ово је више у складу са предвиђеном масом девете планете, за коју се сматра да је еквивалентна до десет Земаља.

Како би то изгледало? Да ли треба да се бринемо? И да ли би ово могло бити још узбудљивије од откривања планете?

Прво, чак и исконске црне рупе су довољно густе да никаква светлост не може да побегне.

Оне су најчистији облик црне боје.

То значи да се она не би појавила ни на једном телескопу који тренутно постоји.

Ако бисте погледали право у њу, једини траг њеном присуству била би празнина ништавила - сићушни процеп у звезданом покривачу на ноћном небу.

Што нас доводи до правог проблема.

Иако би маса ове црне рупе била иста као и маса предложене девете планете - и до десет пута већа од Земљине - она би се згуснула у запремину отприлике величине наранџе.

Да бисте је пронашли, била би потребна нека домишљатост.

До сада предлози укључују тражење гама зрака које емитују објекти док падају у црне рупе или ослобађање констелације стотина сићушних свемирских летелица, које би могле - ако имамо среће - проћи довољно близу да би могле бити привучене ка њој увек делимично и убрзавајући за уочљиву количину.

С обзиром на то да мистериозно гравитационо привлачење произилази из најудаљенијих крајева нашег Сунчевог система, сонде би морале да се пошаљу преко земаљског ласерског низа, који би могао да их покрене на двадесет одсто брзине светлости.

Ако би путовале спорије, можда би им требале стотине година да би стигле - експеримент који би се, наравно, протегао и дуже од људског живота.

Како се то догађа, ове се футуристичке летелице већ развијају за још једну амбициозну мисију, пројекат „Брејктру Старшот", чији је циљ да их пошаље у звездани систем „Алфа Кентаур", удаљен 4,37 светлосних година.

Ако бисмо открили вребајућу црну рупу, а не хладну планету, Анвин каже да не би било потребе за паником.

„У центру наше галаксије постоји супермасивна црна рупа", каже он.

„Али не бринемо да ли ће наш соларни систем пасти у њу, јер смо у стабилној орбити око ње."

Дакле, док ће примитивна црна рупа усисати све што јој се нађе на путу, то не би укључивало Земљу која се - као и друге унутрашње планете - никада не приближава.

„Није попут усисивача", каже Анвин.

Објашњава да се из перспективе било кога на Земљи, постојање неоткривене црне рупе у Сунчевом систему не разликује толико од тога да тамо постоји скривена планета.

Али док су звездане и исконске црне рупе у суштини исте, ове друге никада нису пронађене или проучене - а очекује се да ће разлика у размерама довести до неких бизарних појава.

„Рекао бих да су ствари које се дешавају са малим црним рупама занимљивије од онога што се дешава са великим црним рупама", истиче Шолц.

Један од примера је пригодно названи процес „шпагетификације", који често илуструје басна о астронауткињи која се одважила да приђе преблизу хоризонта догађаја црне рупе - тачке иза које не може побећи светлост - и пала је наглавачке.

Иако су јој глава и стопала били на само неколико метар једно од другог, разлика у гравитационим силама које делују на њих била је тако велика, да је била истегнута попут шпагета.

Занимљиво је да би ефекат требало да буде још драматичнији, што је црна рупа мања.

Шолц објашњава да се све ради на релативној удаљености - ако сте високи два метра и падате кроз хоризонт догађаја који је један метар од центра исконске црне рупе, разлика у положају ваше главе и стопала је већа у поређењу са величином црне рупе.

То значи да ћете се развући много више него да сте упали у звездано поље чија ширина прелази милион миља.

„И тако су, прилично необично, занимљивији", каже Шолц.

Шпагетификација је већ виђена телескопом, када се звезда превише приближила звезданој црној рупи на 215 милиона светлосних година од Земље, и била је растргана (није повређен ниједан астронаут).

Али ако постоји исконска црна рупа у нашем сопственом Сунчевом систему, то би астрофизичарима пружило прилику да изблиза проуче ово понашање - и многа друга.

Па шта Батигин мисли на могућност да би дуго тражена девета планета уместо тога могла бити заправо црна рупа?

„То је креативна идеја и ни најмање не можемо да ограничимо њен састав", каже он.

„Мислим да је то можда само моја пристрасност, будући да сам професор планетарних наука, али планете су мало чешће...".

Док Анвин и Шолц навијају за исконску црну рупу како би експериментисали, Батигин је подједнако жељан џиновске планете - наводећи чињеницу да су најчешћи тип у галаксији они који имају приближно исту масу као и девета планета.

„У међувремену, већина егзопланета које круже око звезда сличних Сунцу су у чудном опсегу да су веће од Земље и знатно мање од Нептуна и Урана", каже он.

Ако научници ипак пронађу несталу планету, то ће бити најближе прозору оних негде другде у галаксији.

Само ће време показати да ли ће најновија потрага бити успешнија од Ловелове.

Али Батигин је уверен да су њихове мисије потпуно различите.

„Сви предлози су прилично различити и у подацима које изгледају као да желе да објасне, као и у механизмима којима се они објашњавају", каже он.

У сваком случају, потрага за легендарном „деветом планетом" већ је помогла да се трансформише наше разумевање Сунчевог система.

Ко зна шта ћемо још наћи пре него што се потрага заврши.

Пратите нас на Фејсбуку и Твитеру. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]