2016.01.22. - Egy óriás lehet a Naprendszer kilencedik bolygója?

Amerikai csillagászok elméleti módszerekkel erős bizonyítékot találtak a Naprendszer peremvidékén keringő nagy bolygó létezésére, amelynek tömege körülbelül tízszerese lehet a Földének.

Köztudott, hogy a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) 2006-ban Prágában megtartott közgyűlésén az addig nagybolygónak tartott Plutót a törpebolygók közé sorolták vissza, így az addigi kilenc helyett csak nyolc ismert nagybolygó lett a Naprendszerben.

A múlt században a Pluto felfedezését követően, majd a Kuiper-öv és az Oort-felhő létezésének kimutatása után újabb nagyobb tömegű égitest létezését feltételezték, amely lehet nagybolygó vagy akár a Nap kis tömegű törpe csillagtársa is, amellyel kettős rendszert alkot. Ezt a feltételezést arra alapozták, hogy valami nagyobb tömegű égitest tömegvonzása zavarja a külső Naprendszer kis égitestjeinek, az üstökösöknek és a Neptunuszon túli övezet kisbolygóinak mozgását. Nevet is adtak a hipotetikus törpe csillagnak: Nemezis. Mára azonban a szakemberek elvetették a létezését, szerintük inkább egy csillagnál jóval kisebb tömegű égitest, egy nagybolygó hatása érvényesül a peremvidéken. Az elmúlt mintegy húsz évben elvégzett számítások és számítógépes szimulációk alapján egy csillagnál kisebb tömegű égitest okozhatja a dinamikai hatásokat Naprendszerünk külső régióiban. Távcsöves megfigyelésekkel azonban még nem bukkantak a Plutón túl feltételezett újabb nagybolygó nyomára.

Művészi elképzelés szerint ilyen lehet a Naprendszer peremvidékén feltételezett nagybolygó. Ekkora távolságból a Nap csak halvány kis korongnak látszik.
[Caltech, IPAC, R. Hurt]

A Kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech) kutatói, Konsztantyin Batyigin és Michael Brown 2016. január 20-án jelentették be, hogy a külső Naprendszer kis égitestjeinek mozgása és a pályaelemeik eloszlása, valamint számítógépes szimulációk alapján erős bizonyítékot találtak arra, hogy a Neptunusz pályáján túli régióban, a transzneptun-övezetben egy, a Földhöz képest óriási bolygónak kell keringenie. Ez a tömegvonzásával hatást gyakorol az ott mozgó kisebb égitestekre, mint például az ún. szórt korong objektumokra, illetve a Kuiper-övnél is távolabb napközelbe kerülő, attól az övezettől elkülönült égitestekre. Ilyen objektum például a 2012-ben felfedezett 2002 VP113, amely pályája napközeli pontján is 76 CsE-re van a Naptól, naptávolban pedig 937 CsE távolságra kerül tőle, keringési ideje mintegy 11400 év. Naptávolban tehát már a belső Oort-felhőig is eljut. Emlékeztetőül, a Neptunusz 30 CsE, a Pluto 40 CsE közepes naptávolságban kering, a Kuiper-öv pedig a mintegy 35-50 CsE közötti, jól behatárolt távolság-tartományban helyezkedik el.

A hat legtávolabbi ismert objektum a Naprendszerben, amelyek mindegyike a Neptunusz pályán kívül kerül napközelbe. A pályák hossztengelyei meghatározott irányokba rendeződve sorakoznak fel és a pályasíkok az ekliptikához nagy szögben hajlanak.
[Caltech, IPAC, R. Hurt]

A hat legtávolabbi ismert objektum a transzneptun-övezetben a Sedna, a 2004 VN112, a 2007 TG422, a 2012 GB174, a 2012 VP113 és a 2013 RF98, ezek pályáinak hossztengelyei két csoportban, közel egy irányba rendeződnek, pályasíkjaik pedig nagy szöget zárnak be az ekliptika síkjával. A Caltech kutatói szerint ezért az elrendeződéséért egy körülbelül 10 földtömegű, elnyújtott ellipszis alakú, az ekliptika síkjához nagy szöggel hajló pályán keringő nagybolygó lehet felelős. A Naprendszer azon távoli vidékén ennek a bolygónak a gravitációs hatása dominál, persze a Nap egyértelműen uralkodó tömegvonzása mellett.

A Naprendszer hat legtávolabbi ismert objektumának pályái és a feltételezett Kilencedik Bolygó pályájának térbeli helyzete arra utal, hogy ezen égitestek pályasíkjai nagyon eltérnek a Föld pályasíkjától.
[Caltech, IPAC, R. Hurt]

Az amerikai kutatók most közzétett vizsgálataik alapján megállapították, hogy az általuk “Kilencedik Bolygónak” hívott feltételezett égitest tömege legalább tízszerese a Föld tömegének, és a Neptunusz naptávolságánál hússzor messzebb kering a Naptól, de elnyújtott ellipszispályán, amelynek excentricitása mintegy 0,6. Figyelembe véve, hogy a Neptunusz közepes naptávolsága 30 CsE, a hipotetikus Kilencedik Bolygó mintegy 600 CsE középtávolságú pályán kering, de az ellipszis pálya fél nagytengelyének hossza ma még nem ismert pontosan, így a keringési idő sem. Egy Nap körüli fordulót a feltételezett új bolygó tízezer és húszezer év közötti időtartam alatt tesz meg, tömege pedig ötezerszer nagyobb, mint a Plutóé. Összehasonlításul: a Jupiter tömege 318-szorosa a Földének, az Uránusz 14-szeres, a Neptunusz pedig 17-szeres földtömegű.

Naprendszerünk kilencedik bolygójának erős elméleti alapokon álló kimutatása jelentős lépés, de nyilvánvalóan az égitest megfigyelésekkel történő felfedezése igazolhatja csak, hogy valóságos és nem csupán hipotetikus objektumról van szó. “Hisszük, ha látjuk!” - tehát nagy izgalommal várjuk a Naprendszer kilencedik bolygójának felfedezését. A tervek szerint elsősorban a Subaru teleszkóppal történik majd a bolygó rendszeres keresése. Nagy reményeket fűzhetünk a közeljövőben megvalósuló nagy égboltfelmérő programokhoz is, ilyen például az LSST (Large Synoptic Survey Telescope), vagy a már futó Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System). Optimista becslés szerint öt éven belül megtalálhatjuk a kilencedik bolygót.

A csillagászat történetében már több példa is volt arra, hogy égitestek létezését előzőleg valamilyen elméleti meggondolás vagy számítások alapján előre jelezték. A kisbolygókat a Titius-Bode szabály alapján egy feltételezett bolygót keresve találták meg, a Neptunuszt és a Plutót, valamint a Kuiper-övet is számításokra alapozva jósolták meg majd fedezték fel később távcsővel.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• Caltech News 2016.01.20.