เกิดอะไรขึ้นในระบบสุริยจักรวาลของเรา มี Planet 9 อยู่ข้างนอกไหม?
ในบริเวณที่กว้างใหญ่ของระบบของเรามีร่างกายอยู่บนเส้นทางการโคจรที่ไม่สมเหตุสมผลในระบบสุริยะแปดดาวเคราะห์ของเรา ดูเหมือนว่าจะมีศพที่ยังไม่ถูกค้นพบมีขนาดใหญ่กว่าโลกหลายเท่าก่อตัวเป็นวงโคจรของวัตถุแถบไคเปอร์ (KBOs) และขับนักดาราศาสตร์ให้มองลึกลงไปถึงจุดสุดยอดของระบบของเรา
สิ่งที่พวกเขากำลังมองหาคือสิ่งลึกลับและยังไม่ผ่านการพิสูจน์ดาวเคราะห์ดวงที่เก้า
ความพยายามที่จะเข้าใจระบบสุริยะของเราเป็นหนึ่งในภารกิจที่เก่าแก่ที่สุดของเราและถึงแม้ว่าแคตตาล็อกของวัตถุในระบบสุริยจักรวาลภายในของเรานั้นค่อนข้างครอบคลุม แต่ความรู้เกี่ยวกับระบบด้านนอกของเรานั้นค่อนข้างสมบูรณ์ สำหรับนักดาราศาสตร์การสังเกตรายละเอียดของระบบรอบนอกยังคงเป็นเรื่องที่น่ากลัว แต่พวกเขาก็ยังทำงานต่อไป และยิ่งพวกเขาเฝ้าดูพฤติกรรมของวัตถุที่อยู่ห่างไกลในแถบไคเปอร์มากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีหลักฐานมากขึ้นว่าพวกเขายังไม่ได้ค้นพบดาวเคราะห์ 9
“ การทำความเข้าใจกับสถาปัตยกรรมขนาดใหญ่ของระบบสุริยะเป็นหนึ่งในกิจกรรมที่เก่าแก่ที่สุดของมนุษยชาติและจัดอันดับท่ามกลางความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ”
จากบทความ“ The Planet Nine Hypothesis” โดย Batygin et อัล 2019
The Planet 9 Backstory
เรื่องราวของ Planet 9 เริ่มต้นขึ้นอย่างจริงจังในต้นปี 2559 เมื่อนักดาราศาสตร์ Mike Brown และ Konstantin Batygin ตีพิมพ์เอกสารที่เรียกว่า "หลักฐานสำหรับดาวเคราะห์ยักษ์ที่ห่างไกลในระบบสุริยะ" (เคยมีการพูดถึงดาวเคราะห์ที่ยังไม่ได้ค้นพบก่อนหน้านั้น แต่ส่วนใหญ่ก็แค่พูดพล่อยจากกองฟอยล์ดีบุกที่เกี่ยวข้องกับ“ Nibiru” หรือ. Planet X ’แต่ยิ่งพูดน้อยก็ยิ่งดี)
ในปี 2559 กระดาษของพวกเขา Batygin และ Brown แสดงให้เห็นว่ามีกลุ่ม KBOs ที่มีวงโคจรที่มีรูปร่างในลักษณะที่มีเพียงดาวเคราะห์ดวงอื่นเท่านั้นที่สามารถอธิบายได้: ดาวเคราะห์ 9 ในขณะที่วงโคจรของ KBO ส่วนใหญ่แสดงหลักฐานชัดเจนว่า ดาวเนปจูน KBO ที่อยู่ห่างไกลจำนวนมากทำไม่ได้ วงโคจรของพวกมันดูเหมือนจะอยู่ในตำแหน่งที่ห่างไกล
ในกระดาษแผ่นนั้นผู้เขียนกล่าวถึงความคลาดเคลื่อนว่า“ เราพบว่าการจัดแนวการโคจรที่สังเกตสามารถรักษาไว้ได้โดยดาวเคราะห์นอกรีตที่อยู่ไกลออกไปซึ่งมีมวลมากกว่า ~ 10 มวลโลกซึ่งโคจรอยู่ในระนาบเดียวกันกับไคเปอร์ไกลโพ้น วัตถุเข็มขัด…”
บทความของพวกเขาส่วนหนึ่งมาจากการปรากฏตัวของ Sedna ซึ่งเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงแรกที่พบในปี 2003 มันเป็นระยะทางไกลหรือห่างไกลจากดวงอาทิตย์มากกว่า 900 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) ในเวลานั้น Sedna เป็นวัตถุที่เย็นที่สุดและอยู่ไกลที่สุด ที่เรารู้ในระบบสุริยะ วงโคจรที่มีความยาวมากของ Sedna ได้รับการอธิบายเป็นครั้งแรกอันเป็นผลมาจากอิทธิพลแรงโน้มถ่วงของเนปจูน ปัญหาคือมันไม่เคยเข้าใกล้ดาวเนปจูนมากพอ
แต่เซดน่าเป็นเพียงจุดเริ่มต้น เป็นหนึ่งในกลุ่มวัตถุที่เรียกว่าสุดขีด Trans-Neptunian Objects (eTNOs) ในที่สุดวัตถุระยะไกลเหล่านี้ถูกค้นพบมากขึ้น
“ Biden” หรือ 2012 VP 113 ถูกค้นพบในปี 2012“ Goblin” หรือ 2015 TG 387 ถูกค้นพบในปี 2558 จากนั้นในปี 2018 นักดาราศาสตร์ค้นพบ“ FarOut” หรือ 2018 VG18 แต่ละวัตถุเหล่านี้อยู่ไกลออกไป
เมื่อไม่นานมานี้ในความเป็นจริงเมื่อไม่นานมานี้นักดาราศาสตร์ค้นพบสิ่งที่พวกเขาพูดติดตลกว่า FarFarOut ยังไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับโลกนี้ แต่วัตถุที่อยู่ไกลที่สุดที่ตรวจพบในระบบสุริยะของเรา
พวกเขาค้นหาหลักฐานสำหรับดาวเคราะห์ 9 ได้อย่างไร
วัตถุที่อยู่ห่างไกลหลายแห่งซึ่งชี้ไปที่การมีอยู่ของดาวเคราะห์ 9 ถูกค้นพบในขณะที่ทีมนักดาราศาสตร์นำโดยดร. สกอตต์เชปปาร์ดจากสถาบันวิทยาศาสตร์คาร์เนกี้กำลังมองหาดาวเคราะห์ 9 แน่นอนพวกเขาไม่พบดาวเคราะห์สมมุติ แต่พวกเขาก็ยังหาหลักฐานเพิ่มเติม
วัตถุเหล่านี้จางมากและตรวจจับได้ยาก งานการค้นหาพวกเขาส่วนใหญ่ทำโดยคอมพิวเตอร์ กล้องโทรทรรศน์ทรงพลังมุ่งเป้าไปที่ส่วนต่างๆของท้องฟ้าเป็นระยะเวลาหนึ่งและการถ่ายภาพจะถูกถ่ายในช่วงเวลาไม่กี่นาที แต่การทำเช่นนี้จะสร้างข้อมูลจำนวนมหาศาล มากเกินไปสำหรับนักดาราศาสตร์ที่จะลอดผ่าน
แทนที่จะเป็นคอมพิวเตอร์ที่ทำงานประจำมาก นักดาราศาสตร์ใช้อัลกอริธึมเพื่อให้คอมพิวเตอร์มองหาวัตถุที่เคลื่อนไหวในฉากหลังของดวงดาวและเมื่อคอมพิวเตอร์พบสิ่งหนึ่งมันจะติดธง จากนั้นนักดาราศาสตร์จะตรวจสอบดูว่าคอมพิวเตอร์ถูกต้องหรือไม่ จากนั้นพวกเขาทำการสังเกตติดตามเพื่อยืนยันสิ่งที่ค้นพบ
หลักฐานใหม่สำหรับดาวเคราะห์ 9
“ การค้นหา Planet Nine นั้นกำลังแกว่งไปมาอยู่แล้วและเป็นไปได้ว่าหากมี Planet9 - ตามที่คาดการณ์ไว้ที่นี่ - มันจะถูกค้นพบภายในทศวรรษที่ผ่านมา”
จากสมมติฐานของ The Planet 9, Batygin, Brown, Adams และ Becker, 2019
ตอนนี้การศึกษาใหม่สองเรื่องได้ให้หลักฐานใหม่แก่เราในการสนับสนุน Planet 9
คนแรกเรียกว่า "Orbital Clustering ในระบบสุริยะไกล" จาก Konstantin Batygin และ Michael Brown นักดาราศาสตร์คู่แรกที่เสนอการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์ 9 ที่สองคือ "The Planet 9 Hypothesis" โดย Batygin และ Brown ด้วย Fred Adams และ Juliette Becker ทั้งจาก University of Michigan
ในรายงานฉบับแรก“ การจัดกลุ่ม Orbital Clustering ในระบบสุริยะไกลโพ้น” ผู้เขียนโยนถุงมือ พวกเขาสร้างกรณีที่มีดาวเคราะห์ 9 ออกมาก่อให้เกิดวงโคจรของวัตถุที่อยู่ห่างไกลหรือมีอคติเชิงสังเกตการณ์ในที่ทำงาน พวกเขาออกเดินทางเพื่อทำความเข้าใจอคติเชิงสังเกตการณ์ที่อาจจะเกิดขึ้นและจากนั้นกำหนดปริมาณให้พวกเขาอย่างจริงจัง
ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้วัตถุระยะไกลที่บอกเป็นนัยถึงดาวเคราะห์ 9 มีลักษณะการโคจรคล้ายกัน นั่นคือสิ่งที่ทั้งโลกนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับ 9 เพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น perihelions ตามยาวของพวกเขาจะถูกรวมกลุ่มและสิ่งที่เรียกว่าตำแหน่งขั้วของวงโคจรของพวกเขายังเป็นกลุ่ม ในบทความผู้เขียนสรุปว่ามีความเป็นไปได้เพียง 0.2% เท่านั้นที่เป็นแบบสุ่ม ดังที่พวกเขากล่าวไว้ในรายงานว่า“ …ความสำคัญทางสถิติของการรวมกลุ่มนี้ลดลงได้ยาก”
กระดาษแผ่นที่สองที่ให้หลักฐานใหม่สำหรับ Planet 9 เรียกว่า "The Planet 9 Hypothesis"
ในบทความนี้ผู้เขียนทำอีกครั้งว่าแม้ว่าพฤติกรรมวงโคจรของวัตถุแถบไคเปอร์ที่อยู่ไกลมากนั้นสามารถอธิบายและคาดเดาได้ง่ายในแง่ของระบบสุริยะแปดดาวเคราะห์ของเรา แต่บางคนก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้น โดยเฉพาะพวกเขาชี้ไปที่ "การสังเกตการจัดกลุ่มทางกายภาพของวงโคจรที่มีแกนกึ่งหลักเกิน? 250AU การแยกวงแขนของวัตถุแถบไคเปอร์ที่เลือกมาจากเนปจูนเช่นเดียวกับต้นกำเนิดพลวัตของวงโคจรระยะยาวที่มีความโน้มเอียงสูง / ถอยหลังเข้าคลอง โดยสรุปสิ่งต่าง ๆ ก็ไม่สมเหตุสมผลถ้าเรา จำกัด ตัวเราไว้ที่ระบบสุริยะแปดดาวเคราะห์ของเราเพื่ออธิบายสิ่งเหล่านั้น
ในการแนะนำพวกเขาเตือนเราว่าในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมาเราเริ่มพบร่างเล็ก ๆ ทั้งหมดในเขตชานเมืองของระบบสุริยะ ดังที่พวกเขากล่าวไว้ในรายงานว่า“ …ศตวรรษที่ผ่านมาได้เห็นการค้นพบและการจำแนกลักษณะของวัตถุน้ำแข็งขนาดเล็กหลากหลายที่อาศัยอยู่ในบริเวณด้านนอกของระบบสุริยะของเรา…” และในขณะที่ร่างกายส่วนใหญ่สอดคล้องกับอิทธิพลของเนปจูนและ ดาวเคราะห์ดวงอื่นบางคนไม่คิด
“ สมาชิกที่มากที่สุดของประชากรกลุ่มนี้ติดตามวงโคจรที่มีความยาวสูงซึ่งมีระยะเวลาวัดเป็นพันปีและแสดงรูปแบบวงโคจรที่น่าสนใจจำนวนหนึ่ง อีกครั้งมันเป็นสิ่งที่ผู้เขียนเรียกว่า "การจัดแนวที่น่าประทับใจ" ของวงโคจรประหลาดของพวกเขาเอียงทั่วไปของระนาบวงโคจรและ "ระยะทางดวงอาทิตย์ที่ยืดออกไปไกลเกินกว่าแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูน" ซึ่งต้องการคำอธิบาย
วิธีการอนุมานการมีอยู่ของดาวเคราะห์โดยผลกระทบความโน้มถ่วงต่อวัตถุอื่น ๆ ก่อนที่จะสังเกตดาวเคราะห์นั้นได้รับการทดลองมาก่อน มันประสบความสำเร็จในการค้นพบดาวเนปจูน แต่ล้มเหลวเมื่อคาดการณ์การมีอยู่ของดาวดวงอื่นที่เสนอชื่อ Nemesis
แล้วมีอะไรที่ยืดวัตถุเหล่านี้ไปยังจุดสูงสุดที่อยู่ไกลออกไป พวกเขาบอกว่ามีเพียงดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อยู่ห่างไกลและมีขนาดใหญ่พอเพียงเท่านั้นที่สามารถอธิบายได้ทั้งหมด: ดาวเคราะห์ 9 บทความส่วนใหญ่อธิบายว่าค้นพบดาวเนปจูนได้อย่างไรโดยสังเกตการเคลื่อนที่ของวัตถุอื่น ๆ วาดภาพขนานกับสมมติฐานดาวเคราะห์ 9 พวกเขายังดำเนินการตามคำแนะนำก่อนหน้านี้โดยนักดาราศาสตร์คนอื่นว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นอาจจะยังไม่ถูกค้นพบในระบบสุริยะทำให้เกิดวงโคจรของ KBO
ด้วยกระดาษแต่ละแผ่นและด้วยการค้นพบ KBO ที่อยู่ห่างไกลซึ่งมีลักษณะการโคจรที่แปลกประหลาดแต่ละกรณีสำหรับ Planet 9 จะแข็งแกร่งขึ้น แต่การสังเกตโดยตรงยังคงเป็นมาตรฐานทองคำและจนถึงตอนนี้ก็ทำให้เราพ้น แต่อาจจะไม่นานนัก
ในบทสรุปของ "สมมติฐานของ The Planet 9" ผู้เขียนกล่าวว่า "การค้นหา Planet Nine อยู่ในช่วงการแกว่งเต็มแล้วและมีแนวโน้มว่าถ้า Planet Nine - ตามที่คาดการณ์ไว้ที่นี่ - จะมีการค้นพบภายในทศวรรษที่จะมาถึง ”
อาจมีคำอธิบายอื่นเกี่ยวกับวงโคจรของวัตถุที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ซึ่งไม่ต้องการดาวเคราะห์ 9 กระดาษที่ตีพิมพ์เมื่อเดือนมกราคม 2562 เรียกว่า“ ผู้เลี้ยงในดิสก์ Self-Gravitating ของวัตถุ Trans-Neptunian” ชี้ให้เห็นว่ากลุ่มของวัตถุน้ำแข็งรวมกัน อาจทำให้เกิดวงโคจรที่แปลกประหลาดของโลกที่ห่างไกลเหล่านี้และไม่จำเป็นต้องอธิบายดาวเคราะห์ดวงที่เก้า
การค้นหาดาวเคราะห์ 9 จะเป็นชัยชนะครั้งสำคัญสำหรับนักดาราศาสตร์ ก้าวของการค้นพบวัตถุใหม่ในแถบไคเปอร์กำลังเร่งความเร็ว ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ใหม่กว่าดีกว่าที่ออนไลน์และด้วยการพัฒนาคอมพิวเตอร์และอัลกอริธึมที่พัฒนาขึ้นมันจะยากขึ้นเรื่อย ๆ สำหรับดาวเคราะห์ทุกดวงโดยเฉพาะอย่างยิ่งดาวเคราะห์ที่อาจซ่อนตัวเป็น 10 เท่าของมวลโลก
แหล่งที่มา:
- รายงานการวิจัย: การจัดกลุ่มการโคจรในระบบสุริยจักรวาลไกลโพ้น
- บทความวิจัย: สมมุติฐานโลกเก้า
- รายงานการวิจัย: หลักฐานสำหรับดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยจักรวาล
- ข่าวประชาสัมพันธ์: การสนับสนุนเพิ่มเติมสำหรับ Planet Nine
- รายงานการวิจัย: การเลี้ยงแกะในแผ่นจารึกด้วยตนเองของวัตถุทรานส์ - เนเปียน
- ข่าวประชาสัมพันธ์: นักวิจัยของ Caltech ค้นหาหลักฐานของดาวเคราะห์ดวงที่เก้าจริง