Существование, как минимум, еще одной планеты в Солнечной системе пока остается загадкой. Гипотетический объект скрыт от оптических телескопов, и его параметры можно определить лишь по косвенным данным. Недавно ученые попытались обнаружить Девятую планету, анализируя ее тепловое излучение, и нашли подходящего кандидата.
Далекие области Солнечной системы — это место, где скрываются самые разнообразные объекты: от карликовых планет до космического мусора. Изучая их, астрономы надеются раскрыть тайны формирования нашей системы. Например, недавно ученые классифицировали далекие тела по содержанию метилового спирта, что помогает понять условия, в которых они возникли.
Однако исследовать самые удаленные от Солнца объекты непросто. Недостаток света затрудняет наблюдения, и результаты часто подвергаются сомнению. Именно так столкнулись с критикой Константин Батыгин и Майкл Браун. В 2016 году они представили косвенные доказательства существования массивного тела в поясе Койпера.
Пояс Койпера — это скопление малых тел за орбитой Нептуна, на расстоянии от 30 до 55 астрономических единиц (а.е.) от Солнца. Объекты в этом поясе разделены на две группы. Батыгин и Браун предположили, что их разделило массивное тело, в десять раз тяжелее Земли, которое движется по вытянутой орбите, удаляясь от Солнца до 700 а.е. Эта гипотеза и привела к появлению идеи о Девятой планете.
Оптические наблюдения за таким удаленным объектом затруднены. Зато тепловое излучение, которое с увеличением расстояния слабеет относительно слабо, позволяет искать «планету Х» в инфракрасном диапазоне. Первые попытки в этом направлении начались несколько лет назад. В 2021 году ученые обнаружили кандидата в 3-5 раз массивнее Земли на расстоянии 225 а.е. от Солнца. В 2022 году исследователи нашли 535 потенциальных кандидатов.
Авторы новой работы предложили более точный метод анализа данных инфракрасных наблюдений. Они учли движение гипотетической планеты и изменение ее видимого положения из-за сдвига Земли. В исследовании 2022 года ученые анализировали точки, подтвержденные несколькими наблюдениями на протяжении месяцев. Однако авторы новой работы считают, что это привело к ошибкам, ведь положение объекта в 500 а.е. от нас неизбежно менялось каждый день.
В новой работе ученые использовали данные инфракрасных обзоров IRAS (1983 год) и «Акари» (2005-2011 годы). По расчетам, гипотетическая планета перемещается по небу всего на три угловые минуты в год. Для сравнения, ее видимое положение меняется на 15 угловых минут каждые полгода из-за движения Земли. Поэтому 23-летняя разница в наблюдениях этих двух обсерваторий имеет большое значение.
В данных IRAS — более 1,38 миллиона инфракрасных источников, в данных «Акари» — 996 тысяч. Исследователи отбирали объекты, учитывая вероятную массу, температуру, удаленность, положение и параметры излучения в инфракрасном диапазоне. Они предположили, что масса Девятой планеты составляет от семи до 17 масс Земли, а удаленность — 500 - 700 а.е.
Ученые нашли 13 пар точек с подходящими параметрами и сдвигом положения на небе. После ручной проверки они определили одного сильного кандидата. В данных «Акари» этот объект описан как медленно движущийся — его дважды зафиксировали в течение одного дня, но не обнаружили на этом месте через полгода.
Возможно, тусклая точка, которую обнаружили исследователи, — это и есть Девятая планета. Но это предположение верно только в том случае, если ее параметры действительно соответствуют расчетам авторов работы. Объект с меньшей массой был бы исключен на ранних этапах отбора. Научная статья с результатами опубликована на сайте arXiv.
Теперь необходимо найти эту точку в современных наблюдениях. Данные IRAS и «Акари» не позволяют точно определить орбиту гипотетической планеты. Чтобы подтвердить параметры найденного объекта, нужны дополнительные наблюдения.