Все новости

В поисках девятой планеты: как Плутон лишился своего статуса

86 лет назад астроном из США Клайд Томбо объявил об открытии Плутона
Фото Плутона, сделанное космическим аппаратом New Horizons NASA
Фото Плутона, сделанное космическим аппаратом New Horizons
© NASA

Несколько лет назад девятой планетой Солнечной системы считался Плутон, открытый 18 февраля 1930 года американским астрономом Клайдом Томбо. Однако Плутон недолго продержался в этом высоком статусе, а поиски загадочной девятой планеты продолжаются до сих пор.

В начале XX века американский астроном Персиваль Лоуэлл предположил, что за орбитой Нептуна находится еще одна планета. С Земли ее не видно, однако из-за ее притяжения орбиты Урана и Нептуна отличаются от расчетных. Примерно за полвека до этого точно так же был обнаружен сам Нептун: притяжение какого-то небесного тела явно влияло на орбиту Урана, ученые рассчитали, где оно предположительно находится, в результате чего ученым удалось открыть новую планету.

В XIX веке после триумфального открытия Нептуна идея, что за ним может обнаружиться еще одна планета, казалась очень логичной. И действительно, Клайду Томбо удалось обнаружить планету - ее назвали Плутоном. Такое имя не нарушало традицию называть планеты в честь древних богов (Плутон — древнеримский вариант имени греческого бога подземного царства Аида) и заодно содержало инициалы предсказавшего существование планеты Лоуэлла.

Почему этого не сделали до него? На первый взгляд кажется, что планеты искать очень просто. Нужно всего лишь посмотреть в телескоп в рассчитанном направлении и сделать снимок ночного неба, а через несколько дней - еще один. Если одна из ярких точек на небе за это время сдвинется - значит, она находится к нам достаточно близко, чтобы подходить на роль планеты. Вроде бы все понятно, но теперь представим, что мы в начале XX века, цифровых камер еще не изобрели, так что мы фотографируем все на фотопластинки со множеством мелких дефектов, а точка, которую нам нужно отыскать - очень маленькая. Есть предположения, что Плутон проявлялся на снимках астрономов и до Томбо, просто они не смогли разглядеть и опознать его.

Несолидная планета

Как известно теперь, после того, как космический аппарат New Horizons посетил Плутон, диаметр бывшей девятой планеты на тысячу километров меньше диаметра Луны. Быть меньше Луны как-то несолидно для планеты, особенно учитывая, что ее притяжение влияет на орбиты гигантов Урана и Нептуна. Но расчеты показывали, что за Нептуном определенно есть крупное небесное тело, а других подходящих кандидатов не было. Чтобы как-то объяснить нестыковку с размерами, ученые выдвигали разные гипотезы. Одна из самых экзотических утверждала, что Плутон представляет собой урановое ядро, окруженное океаном жидкого кислорода. Предполагалось, что жидкий кислород прозрачен и работает как линза, уменьшающая видимый размер планеты.

Но размер - не единственная проблема с Плутоном. У него вытянутая орбита - не такая, как у остальных планет, к тому же плоскость, в которой орбита лежит, отклоняется от плоскости, в которой движутся все остальные планеты. Да и вообще без Плутона Солнечная система выглядела куда более упорядоченной: Солнце, затем четыре планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), затем пояс астероидов и еще четыре газовых гиганта (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Плутон же явно выбивался из общего ряда. Это заставило ученых предположить, что на самом деле за орбитой Нептуна есть целая область, "населенная" малыми небесными телами, схожими с Плутоном. В конце 1980-х годов астрономы стали искать там другие объекты. Первый крупная находка в поясе Койпера, как назвали эту область, была сделана в 1992 году, а в последующие 10 лет там нашли сотни небесных тел. В 2002 году уже было понятно, что Плутон — всего лишь один из объектов пояса Койпера, но на тот момент он был самым большим из них и по-прежнему именовался планетой.

В 2005 году американский астроном Майк Браун обнаружил в поясе Койпера еще одно небесное тело размером с Плутон, которое назвали Эридой. Они были настолько близки по размеру, что выяснить, кто больше, удалось лишь благодаря наблюдениям New Horizons. Разница составила 44 километра с погрешностью в 12 километров.

Слишком много планет

И тут встал вопрос, который до этого астрономам удавалось обходить. Если Плутон — планета, то, значит и Эрида тоже? А если небесное тело чуть поменьше Плутона - его надо считать планетой? Если да, то Солнечная система может пополниться еще десятком. В итоге в 2005-2006 годах Международному астрономическому конгрессу пришлось выработать и утвердить формальное определение планеты. Планетой с тех пор считается небесное тело, обращающееся вокруг Солнца, достаточно большое, чтобы принять круглую форму под действием собственной гравитации. Кроме того, рядом с его орбитой не должно быть других небесных тел сопоставимого размера, кроме его собственных спутников. Плутон под это определение не попал, став карликовой планетой.

Может показаться, что на этом вопрос о существовании девятой планеты в Солнечной системе был закрыт. Вместо одной большой планеты ученые нашли много мелких. Однако в начале 2016 года Майк Браун и его коллега Константин Батыгин доказали, что особенности орбит шести объектов пояса Койпера недвусмысленно намекают, что девятая планета в Солнечной системе все-таки есть.

Далекий гигант

По расчетам ученых, это действительно крупное небесное тело. Его масса примерно в 10 раз больше земной. Исследователи предполагают, что на раннем этапе формирования Солнечной системы планета была выброшена на ее окраину. Теперь она обращается вокруг Солнца по крайне вытянутой орбите: даже в самой близкой к звезде точке она в семь раз дальше от звезды, чем Нептун, а год на планете длится 15 тысяч лет. В настоящее время небесное тело предположительно находится примерно в тысяче астрономических единиц (астрономическая единица — это среднее расстояние от Земли до Солнца, и оно составляет около 149 миллионов километров) от звезды.

"Мы думаем, что она может оказаться газовым гигантом, таким как Нептун", - рассказал Браун. Но "перерисовывать" карту Солнечной системы не придется: по словам Брауна, за орбитой новой планеты вполне могут обнаружиться еще планеты, так что пока нет смысла торопиться с переписыванием. 

Сами астрономы и их коллеги находят доказательства в пользу существования планеты весьма убедительными, однако говорить об ее открытии пока нельзя - для того, чтобы вновь "расширить" Солнечную систему, планету нужно не просто вычислить, а увидеть в телескоп. У астрономов есть надежда, что это удастся сделать при помощи телескопа Subaru на Гавайях, поскольку он обладает возможностью делать снимки с довольно большим полем зрения.

"Через несколько недель мы собираемся на телескоп Subaru и будем работать на нем до тех пор, пока не найдем планету", - рассказал Браун.

Если же и Subaru ничего не увидит, то придется ждать окончания строительства широкоугольного обзорного телескопа LSST в Чили, который предположительно начнет работать в 2020 году. Так что, возможно, в скором времени Солнечная система все-таки пополнится еще одной планетой. Кроме того, внимательно «разглядывая» пояс Койпера, мы, скорее всего, обнаружим новые сюрпризы, уверен Браун.

"Вполне возможно, что за девятой планетой обнаружатся и другие", - предполагает ученый.

Звездное небо: красота космических глубин

Первые кадры из космоса: архивная фотосъемка планет