Охота на «девятую планету»: почему на краю Солнечной системы всё ещё может скрываться нечто массивное

Существует ли на окраинах Солнечной системы огромная, ещё не открытая планета? Эта идея появилась ещё до открытия Плутона в 1930-х годах. Известные астрономы, назвав гипотетический объект планетой X, выдвинули его в качестве объяснения орбиты Урана, которая отклоняется от траектории, рассчитанной по законам физики. Возможной причиной этого несоответствия считалось гравитационное притяжение неоткрытой планеты, в несколько раз превосходящей по размерам Землю.

Эта загадка в конечном счёте была разгадана в 1990-х годах благодаря пересчёту массы Нептуна, но затем, в 2016 году, астрономы Константин Батыгин и Майк Браун из Калтеха (Калифорнийского технологического института) выдвинули новую теорию о потенциальной девятой планете.

Их теория связана с поясом Койпера — гигантским поясом из карликовых планет, астероидов и других небесных тел, который находится за Нептуном (и включает в себя Плутон). Было открыто множество объектов пояса Койпера (также называемых транснептуновыми объектами), вращающихся вокруг Солнца, но, подобно Урану, они делают это не по ожидаемой траектории. Батыгин и Браун предположили, что на их орбиту должно влиять нечто с мощным гравитационным притяжением, и в качестве возможного объяснения предложили девятую планету.

Это можно сравнить с тем, что происходит с нашей Луной. Она обращается вокруг Солнца за 365,25 дня, что соответствует ожиданиям, учитывая расстояние между ними. Однако гравитационное притяжение Земли таково, что Луна также обращается вокруг нашей планеты каждые 27 дней. В результате, с точки зрения стороннего наблюдателя, Луна движется по спиралевидной траектории. Подобным же образом орбиты многих объектов в поясе Койпера указывают на то, что на них влияет не только гравитация Солнца.

Хотя поначалу астрономы и учёные-космологи отнеслись к теории о девятой планете скептически, благодаря всё более мощным средствам наблюдения появляется всё больше свидетельств того, что орбиты транснептуновых объектов действительно имеют аномалии. Как сказал Браун в 2024 году:

Я считаю крайне маловероятным, что Планеты 9 не существует. На данный момент нет других объяснений тем эффектам, которые мы наблюдаем, равно как и множеству других вызванных Планетой 9 эффектов, которые мы видим в Солнечной системе.

Например, в 2018 году было объявлено об обнаружении нового кандидата в карликовые планеты, вращающегося вокруг Солнца, — объекта, известного как 2017 OF201. Его диаметр составляет около 700 км (Земля примерно в 18 раз больше), и у него очень вытянутая эллиптическая орбита. Отсутствие практически круговой орбиты вокруг Солнца говорит либо о столкновении на раннем этапе его существования, которое направило его по этому пути, либо о гравитационном влиянии девятой планеты.

Проблемы теории

С другой стороны, если девятая планета существует, почему её до сих пор никто не нашёл? Некоторые астрономы сомневаются, что собрано достаточно данных об орбитах объектов пояса Койпера, чтобы делать выводы о её существовании, в то время как для их движения выдвигаются альтернативные объяснения, такие как влияние кольца обломков или более фантастическая идея о небольшой чёрной дыре.

Однако главная проблема заключается в том, что за внешними областями Солнечной системы наблюдают недостаточно долго. Например, орбитальный период объекта 2017 OF201 составляет около 24 000 лет. И хотя траекторию объекта вокруг Солнца можно определить за несколько лет, для того чтобы заметить какие-либо тонкие гравитационные эффекты, вероятно, потребуется наблюдать за четырьмя-пятью полными оборотами.

Новые открытия объектов в поясе Койпера также бросили вызов теории девятой планеты. Последний из них — объект 2023 KQ14, открытый телескопом «Субару» на Гавайях.
Он относится к классу «седноидов», что означает, что он проводит большую часть времени далеко от Солнца, хотя и в пределах обширной области его гравитационного влияния (эта область простирается примерно на 5000 а.е., или астрономических единиц, где 1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца). Классификация объекта как седноида также означает, что гравитационное влияние Нептуна на него незначительно или отсутствует вовсе.

Ближайшая точка орбиты 2023 KQ14 находится примерно в 71 а.е. от Солнца, а самая дальняя — около 433 а.е. Для сравнения, Нептун находится на расстоянии около 30 а.е. от Солнца. У этого нового объекта также очень вытянутая эллиптическая орбита, но она более стабильна, чем у 2017 OF201. Это говорит о том, что ни одна крупная планета, включая гипотетическую девятую, не оказывает на его путь значительного влияния. Следовательно, если девятая планета и существует, ей, вероятно, пришлось бы находиться на расстоянии более 500 а.е. от Солнца.

Что ещё больше усложняет ситуацию для теории девятой планеты, так это то, что 2023 KQ14 — уже четвёртый открытый седноид. Остальные три также имеют стабильные орбиты, что аналогичным образом указывает на то, что любая девятая планета должна была бы находиться очень далеко.

Тем не менее, вероятность того, что массивная планета всё же влияет на орбиты тел в поясе Койпера, сохраняется. Но возможности астрономов по обнаружению такой планеты остаются несколько ограниченными из-за пределов даже беспилотных космических путешествий. По оценкам, основанным на скорости зонда НАСА «Новые горизонты», космическому аппарату потребовалось бы 118 лет, чтобы преодолеть необходимое расстояние и найти её.

Это означает, что нам придётся и дальше полагаться на наземные и космические телескопы. По мере того как наши наблюдательные возможности становятся всё более точными, постоянно открываются новые астероиды и далёкие объекты, что должно постепенно пролить больше света на то, что может скрываться там, вдали. Так что следите за этим (очень большим) пространством, и посмотрим, что откроется нам в ближайшие годы.