„Pinaino“ paieškos peripetijos. UFO Page. Lithuanian

2014 m. kovo 27 d. „Nature“ paskelbė Čedviko Truchiljo ir Skoto Šepardo straipsnį apie planetoidą 2012VP₁₁₃, kurio perihelis yra 80 a.v. Baidenas, kaip jį praminė už abreviatūrą VP (viceprezidentas; tuo metu juo Džozefas Baidenas), tapo antruoju kūnu (po Sednos), nepasiekiančiu pakankamo atstumo iki Neptūno, kad jo nutolusią orbitą galima būtų paaiškinti ledinio giganto poveikiu. Tai leido vėl prabilti apie nežinomą superplanetą Saulės sistemos pakraštyje.

M. Braunas ir K. Batyginas tą straipsnį įdėmiai perskaitė tik po kelių mėnesių – ir atkreipė dėmesį į „trečią vaizdelį“, t.y. grafiką, vaizduojantį, kad Sedna ir Baidanas yra gana greta dangaus skliaute. Jie sutikrino straipsnio duomenis – paaiškėjo, kad šešiems dangaus kūnams sutampa ne tik perihelio parametrai, bet ir jie randasi vienoje plokštumoje bei juda ta pačia kryptimi. To nepastebėjo Č. Truchiljo ir S. Šepardas.

Tai paaiškinti galima geru desėtku būdų – kokiais 5 normaliais ir dar 5-iais neįtikėtinais. Pradžioje kolegos nusprendė patikrinti variantus, kurie nenumato naujos planetos buvimo. Vienu įdomesnių iš jų – jų populiacija paklūsta Koiperio juostos gravitacinei savireguliacijai. Po kelių mėnesių šia versiją atmetė, mat reikia per daug masės (10-30 Žemės masių), kai iš tikro yra kokiu 1000 k. mažiau. Kita versija – pro šalį praskridusios žvaigždės poveikio pasekmė. Bet tada tai turėjo nutikti gana neseniai (astronominiu masteliu) – kažkur iki 100 mln. m. – nes kitai tie objektai būtų grįžę į savo įprastines „vėžes“. Blogas tonas kalbėti apie kažką trukus trumpai.

Tad buvo imta žiūrėti į galimą planetos atvejį. Tačiau Braunas pradžioje užsiėmė statistika, nusprendęs patikrinti, kokia yra tikimybė, kad turimi duomenys atsitiktiniai. Tai surijo velniškai daug laiko. Tad su versija „planeta“ jie užsiėmė tik 2015 m. kovą. Atliekami teoriniai paskaičiavimai, kompiuterinės simuliacijos – siekiant nustatyti, kokie procesai gali taip perorganizuoti atsitiktinai skraidančius objektus.

Atsirado ir trečias argumentas naujos planetos naudai. Tarytum Saulės sistemoje būtų objektų, skraidančių statmenai sistemos plokštumai - jie atsirasdavo paskaičiavimuose kaskart, kai visa kita būdavo „ok“. Jiedu susimąstė dėl to ir nusprendė patikrinti duomenis. Ir tuos objektus pavyko įžvelgti teleskopo, ieškančio asteroidų greta Žemės, nuotraukose! Tai nustačius, Konstantinas nedrąsiai paklausė: „Juk tai ne sapnas, ar ne?“

Ir iš modelio pašalinus „Pinainą“ (t.y. P9, - 9-ą planetą, kai neskaičiuojame Plutono), jų buvimo paaiškinimas tampa didele problema. Tada Batyginas pajėgė sudaryti gana įtikėtiną Saulės sistemos modelį su papildoma planeta, kuri pasirodė esanti rimta storuliuke – apie 10 Žemės masių. Jos afelis nutolęs maždaug 500-1200 a.v.

Bet gal ji tiesiog „pavogta“ iš kokios nors pro Saulę skridusios žvaigždės? Nors M. Braunas ir K. Batyginas linkę ją laikyti mūsų sistemos „kūnu ir krauju“. Tą nusiteikimą galima suprasti prisiminus kitą 2011 m. jųdviejų modelį straipsnyje apie Nicos modelį, aiškinantį Saulės sistemos evoliuciją. Jis pasiūlytas 2003 m. ir aiškina, kaip planetos gigantės Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas, praėjus 600 mln. m. nuo Saulės sistemos susidarymo, pateko į gravitacinį rezonansą ir besistumdydamos persikėlė į tolimesnes orbitas, sukeldamos vėlyvąjį (maždaug prieš 4,1-3,8 mlrd. m.) „sunkųjį“ bombardavimo, kuo pėdsakus matome Mėnulyje. M. Braunas ir K. Batyginas parodė, kaip esama padėtis dera su kitu modeliu, kuriame gigančių yra 5 – ir kuriame penktąją “nestabilumo laikotarpiu” arba „suvalgė“ Saturnas, arba išstūmė lauk Jupiteris. O gal ji nepaliko Saulės sistemos ir išvengusi Jupiterio pykčio baugiai sukasi prieblandoje Saulės sistemos pakraštyje?

Tačiau entuziazmą kiek apvėsino pokalbis su A. Morbideli, kuris nurodė, kad tam Saulė privalėjo būti žvaigždžių sankaupoje. Tik kita žvaigždė gali planetos orbitą perkelti po to, kai ją „pastūmė“ Jupiteris. Tad „Pinainas“ negali būti ta pačia planeta abiejuose modeliuose. Tai labiau tikėtina, tačiau nebūtinai.

Tai ką – reikia pažvelgti kur reikia ir išvysim naują planetą? Taip, visiems tai labai įdomu, tačiau papildomo laiko stebėjimams neskiriama. Dalį reikiamų duomenų jau galėjo gauti WISE, Pan-STARRS^*) ir „Katalino dangaus peržiūra“. 2016 m. vasarį pagalba atėjo iš Prancūzijos – astronomų grupė nukirpo dalį dangaus skliauto dar labiau siaurindama paieškos sritį – pagal „Cassini“ stoties Saturno orbitoje padėtį. Jie palygino „Cassini“ padėtį palygindami tiek su įprastiniu Saulės sistemos modeliu, tiek su įtraukiančiu P9. Ir antruoju atveju reali aparato padėtis labiau atitiko.

O dar vieną galimybę pasiūlė Kanados astronomai. Anot jų, P9 galima „apčiuopti“ radijo teleskopais – tuo atveju, jei planeta, ne mažesnė už Neptūną turi net 40^oK temperatūrą ir yra maždaug 700 a.v. atstumu.

Laikui bėgant atlliekama daugiau modeliavimų, iš kurių daromos naujos išvados. Tiesa jos ne iš tiesioginių stebėjimų, o iš numanomo poveikio kitiems dangaus kūnams.
Šveicarijos Berno un-to astronomai E. Linder ir K. Mordasini mano, kad naujos planetos spindulys 3,7 k. didesnis už Žemės, o vamdenilio ir helio atmosferos temperatūra – minus 226^oC. Po dujų apdangalu – vandens ledo sluoksnis, kurio temperatūra -63^oC, o giluau randasi plonas silikato mantijos sluoksnis, dengiantis geležinį branduolį. Šio temperatūra jau +3400^oC. Planeta X smarkiai daugiau išspinduliuoja nei gauna, tad nuolat vėsta.
Amerikiečiai (J.J. Fortney ir kt.) mano, kad Planeta X yra tamsiai mėlyna, tamsesnė už Neptūną bei Uraną. Dėl žemos temperatūros joje beveik nėra dujinio metano.

Jei M. Braunas ir K. Batyginas mano, kad planeta X „išmušta” iš protodebesies prie 4,5 mlrd. m., tai švedai ir prancūzai (A.J. Mustill, S.N. Raymond, M.B. Davies) laiko, kad ji gali būti „prigriebta” iš kaimyninės žvaigždės Saulei gimstant savame kelių tūkstančių žvaigždžių „lopšyje”, kuriame planetos lėtai pereidavo nuo vienos prie kitos žvaigždės.

Anot ispanų ir britų (C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos, S.J. Aarseth), planeta X gali trikdyti Saulės sistemos planetų judėjimą ir ją sugriauti. Jos poveikiu prancūzai ir brazilai (R. Gomes, R. Deienno, A. Morbidelli) aiškino Saulės sistemos Laplaso plokštumos pasvirimą. Panašią išvadą padarė ir E. Bailey, kartu su planetos X atradėjais.

Objektas 2015 BP519 nuo Saulės nutolęs 55 a.v. - jį projekte „Dark Energy Survey”, tiriančiame Visatos plėtimąsi ir ieškančiame tamsiosios materijos, užregistravo ypač jautri Čilės V. Blanko teleskopo kamera DECam, galinti nustatyti labia blankius objektus. 1110 d. trukęs 2015 BP519 stebėjimas parodė, kad jis maksimaliai nuo Saulės nutolsta 450 a.v., o labiausiai priartėja 36 a.v., orbitos ekscentritetas yra 0,92, o pasvirimas – 54^o. Tokią jo orbitos ypatybę galėjo nulemti kitos planetos, 10 k. masyvesnės už Žemę, poveikis.

2021 m. lapkritį M. Rowan-Robinson‘as iš Londono Imperatoriškojo koledžo paskelbė straipsnį, kuriame teigia aptikęs galimą kandidatą 9-jai planetai. Stambios transneptūninės planetos paieškas jis pradėjo dar 1983 m. analizuodamas infraraudonųjų spindulių orbitinio teleskopo IRAS (iškelto 1982-ais) atrastus objektus. Per ją jis jau aptiko Bowell‘o kometą (1984). Dabar mokslininkai ima manyti, kad toji planeta yra labai toli ir jos orbita smarkiai nukrypusi nuo ekliptikos plokštumos. Tad atlikus pakartotinus patikrinimus, jis nustatė kelis galimus kandidatus, kurių dalis galėjo būti galaktikomis. Galiausiai liko vienas kandidatas, kuris galėtų būti maždaug 3-5 Žemės masių ir nutolęs maždaug 225 a.v. Dabar reiktų atlikti papildomus modeliavimus ir patikrinimus įsitikinimui, kas tai yra iš tiesų.

Pasipylė ir drąsesnės hipotezės, planetą X kaltinant masiniais gyvūnų išmirimais, įvykstančiais kas 27 mln. m. (D. Whitmire ir J. Matese). O kitiems (C. ir R. de la Fuente Marcos’ai) atrodo, kad ir vieno „velnio“ per maža – už Plutono, atseit, randasi net dvi superžemės; ir apie tai jiedu kalba jau nuo 2014-ųjų.

O jos vis dar nėra!?

Sklido gandai apie planetą anapus Neptūno – ir ne nykštukinę, kaip Cerera ar Plutonas, o 5-10 kartų masyvesnę už Žemę. Pirmąsias užuominas iškėlė nedaugelis smulkių ledinių objektų, kurie atrodo tarsi būtų sugrupuoti viename Saulės sistemos kvadrante. Paskutinius kelis metus ypač aktyviu Planetos X (arba devintosios, t.y. „Pinaino“) ieškotoju buvo K. Batyginas. Ir vis tik ji (dar?) neatrasta, nors nepasakysi, kad nebuvo dėta - buvo peržiūrimos senos teleskopais darytos nuotraukos, peržiūrimi tie mažieji kūnas tikrinant, ar jie nėra specifiškai susispietę, simuliuojama kompiuteriais... ir veltui! O priežastys nurodomos skirtingos..

Č. Truchiljo ir S. Šepardas 2014 m. ieškojo nedidelių ledinių kūnų tarp Neptūno ir Koiperio juostos ir pastebėjo, kad visi kūnai esantys už tam tikro atstumo nuo Saulės prie jos labiausiai ten, kur j orbitos kirto ekliptiką. Tačiau toms orbitoms poveikio nedarė jokia stambi (žinoma) planeta – tad jie, galimai, ir padarė prielaidą, kad gali egzistuoti dar viena juos veikianti planeta. Po poros metų K. Batyginas ir M. Braunas paskelbė, kad tos orbitos buvo surikiuotos fizikiniu požiūriu ir visos tęsėsi viena kryptimi nuo Saulės. Jie spėjo, kad tikėtiniausiu kaltininku galėtų būti maždaug 10 Žemės masių dydžio planeta, esanti maždaug 10-30 kartų toliau nei Neptūnas. Tačiau turimų duomenų analizė sukėlė nesutarimus.

Tai, kad objektų periheliai yra arti ekliptikos, iš dalies paaiškinama tuo, kad jie arčiausia Saulės ir todėl yra ryškiausi, o todėl ir labiausiai pastebimi. Todėl stebėtojai ir linkę ieškoti dangaus kūnų palei ekliptiką dar ir todėl, kad ten randasi didesnė Saulės sistemos medžiagos dalis. Be to dėl metų laiko sezoniškumo Havajuose ir Čilėje, kur atliekama daugiausia dangaus stebėjimų, atskiros dangaus sritys geriau peržiūrimos nei kitos, kas irgi gali įtakoti tariamą Koiperio juostos dangaus kūnų susispietimą vienoje Saulės sistemos pusėje. Be to, apie stebėjimus reikia žinoti viską – taipogi ir į kur buvo nukreiptas teleskopas (ir kur jis nieko nerado!?). Dauguma tos informacijos neturima – tad ir analizė apsiriboja tik stebėtais Koiperio juostos objektais. Ir vis tik pagal analizės duomenis papildoma planeta neegzistuoja. Panašią išvadą padarė ir kitos dvi komandos (DES, tamsiosios energijos apžvalgos, ir K. Napier’io komanda).

Tačiau Planet Nine šalininkai laiko, kad tos analizės, nors ir puikiai atliktos, irgi neatitinka tikrovės. Tad vienintelis ginčo išsprendimo būdas – tiesiogiai pamatyti tą planetą. Ji turėtų būti apie 24 ryškio (palyginimui, Plutonas yra 14-o ryškio, t.y. jis yra 10 tūkst. kartų ryškesnis) – tik jos ieškoti reikia tinkamoje vietoje (kas ir yra problema).

Viena iš prielaidų yra ta, kad tos planetos gravitacija Koiperio juostos kūnus kilstelėti į orbitas, smarkokai nukrypusias nuo likusios Saulės sistemos dalies. 2018 m. Džiuljeta Beker (Juliette Becker, CalTech) ir kolegos pranešė aptikę pirmąjį tokį kūną. Dar kelių aptikimas leistų sužinoti, ar jis unikalus, ar didesnės, dar neištirtos šeimos narys. Tačiau daugiausia tikimasi iš Vera C. Rubin observatorijos Čilės šiaurėje, planuojamos darbui 2024 m., kuri 10 m. skirs viso dangaus apžiūrai - nustatant, kas ir kaip jame juda. Tikimasi, kad objektų už Neptūno padaugės bent 10 kartų (dabar jų žinoma apie 4000). Net jei „Pinaino“ ir neras – paieškos nebuvo bevaisės, nes privertė daugiau rūpintis tuo, kas vyksta Saulės sistemos pakraščiuose.

Planetos žudikas

Plutonas tiek savo dydžiu, tiek mase neatitiko teorinio Saulės sistemos modelio, kuriame 9-ąja planeta turėjo tapti dar vienas dujų milžinas. Plutono su jo stambiuoju Charono palydovu (jų bendras masės centras yra tarp jų) keistenybės privertė suabejoti jo „planetiškumu“. Karšti ginčai kilo Astronomų kongrese 2006 m. po amerikiečio Maiklo Brauno (vėliau jis išleido knygą „Kaip aš nužudžiau Plutoną“ ir buvo pramintas „Plutono žudiku“) pranešimo.

Siekdamas paneigti daugelį hipotezių apie planetos už „nuskriaustojo“ Plutono egzistavimą, Braunas su kolega Konstantinu Batyginu nelauktai gavo visai priešingas išvadas – kad Koiperio juostoje gali egzistuoti dar neatrasta planeta!

Tyrinėdami tolimų asteroidų judėjimą 4 mlrd. m. laikotarpiu, mokslininkai parodė, kad jų judėjimą veikia kažkoks masyvus kūnas (apie 10-ies Žemės masių), kuris periodiškai į savo gravitacinius čiuptuvus pagauna ir stambesnius planetoidus, tokius kaip Sedna. Jis veikia ir nemažą Koiperio juostos (kurios kilmė likusi neaiški) „gyventojų“ grupę, kurioje jie gerokai palinkę ekliptikos atžvilgiu. Be to, jie spėja esant objektų su specifiškai ištęstomis orbitomis (kūnų su dideliais perihelio atstumais [perihelis – artimiausias saulei orbitos taškas]).

Koiperio juosta yra gana sudėtingos struktūros. Dalis jo yra „klasikinė juosta“ ir jos elmentai, kaip ir planetos, sukasi ekliptikos plokštumoje, o kitą dalė sudaro išsklaidytas diskas ir „rezonansiniai objektai“, judantys labąi ištęstomis orbitomis, dažnai kertančiomis netgi Neptūno orbitą. Klasikinė juosta turi aiškią ribą pusšimčio a.v. pločio atstumu. Matyt tai protodisko likučiai. Perihelyje jos objektai artimi Neptūnui, tai leidžia jo susidarymą sieti su jo bei kitų planetų-gigančių trauka. Nuo 20 a. vidurio entuziastai bando įrodyti, kad joje slepiasi ir planetos. Tos paieškos leido 2003 m. atrasti Sedną, o vėliau ir dar kelis stambesnius dangaus kūnus.

Šiuo metu „Planetą X“ pajėgus pamatyti tik japonų „Subaru^**) “ teleskopas Havajų salose, turintis 8,2 m skersmens veidrodį. Braunas su B. jau rezervavo kelis seansus su juo. Perspektyvus būtų ir Čilėje statomas LSST teleskopas su 8,4 m veidrodžiu, tačiau jį baigti planuojama tik po 2020 m.

Kaip toli už Neptūno galėjo susidaryti gigantiškos planetos? Pagal vieną hipotezių, jas į ten išmetė naujai susiformavusių Jupiterio ir Saturno gravitacinė „ragatkė“. Netrūksta ir alternatyvių teorijų, tarp kurių ir vos ne fantastinis scenarijus – „šviesulių susidūrimas“, kai prieš daugelį milijardų metų pro Saulė pralėkė raudonoji nykštukė, mums palikusi dalį savo svitos.

^*) Pan-STARRS – automatinė 4-ių teleskopų sistema, aptinkanti iki 99% Žemės orbitą kertančių asteroidų.
„Katalino peržiūra“ – astronominių stebėjimų sistema, viena iš 3-ių dangaus apžiūrų. Jos pagrindinis tikslas – išaiškinti iki 90% greta Žemės esančių asteroidų, kurių skersmuo per 140 m. Taip siekiama susiaurinti ieškotinos dangaus srities plotą.

^**) „Subaru“ - Japonijos nacionalinės observatorijos 8,2 m optinis teleskopas Havajuose, ant Mauna Kea kalno. Pavadintas Plejadžių žvaigždžių spiečiaus vardu (japoniškai). Jo pirminis monolitinis veidrodis buvo didžiausias pasaulyje iki 2005 m.
Tai Riči-Kreteno tipo reflektorius. Jo įrengimas pradėtas 1991 m. ir baigtas 1998 m. 2006 m. pritaikyta adaptyvios optikos sistema skiriamąją gebą padidinusi 10 k. Jis yra pagrindinis įrankis ieškant planetos X.

^***) Maiklas Braunas (Michael E. Brown, g. 1965 m.) – amerikiečių astronomas, Caltech‘o profesorius (nuo 2003 m.). Jo komanda aptiko nemažai trans-neptūninių objektų, įskaitant nykštukinę Eridės planetą. Būtent tas įvykis paskatino debatus dėl Plutono, todėl jis ir vadinamas „užmušusiu Plutoną“. 2010 m. ji sir parašė knygą „Kaip aš nužudžiau Plutoną?“. 2016 m. jis, K. Batyginas ir kolegos iškėlė spėjimą, kad Saulės sistemoje egzistuoja ir 9-oji „pilnavertė“ planeta. Jos buvimo tikimybę jis vertina 90%. „Times“ jį paskelbė vienu įtakingiausių 2006 m. žmonių.