20. siječnja 2016. znanstvenici Konstantin Batygin i Michael Brown s Kalifornijskog tehnološkog instituta objavili su da su pronašli dokaze o masivnom planetu na rubu Sunčevog sustava. Na temelju matematičkih i računalnih simulacija predvidjeli su da bi planet trebao biti super-Zemlja, dva do četiri puta veća od Zemlje i 10 puta masivnija. Također su izračunali da s obzirom na udaljenost planeta i njegovu izuzetno izduženu orbitu, planet kruži oko Sunca za 10 000–20 000 godina.
Od tada su mnogi znanstvenici odgovorili vlastitim istraživanjem o mogućem postojanju ovog tajanstvenog "devetog planeta", kako je privremeno nazvan. Jedna od najnovijih studija provedena je na Sveučilištu u Arizoni. Znanstvenici su pokazali da ekstremne ekscentričnosti udaljenih objekata Kuiperovog pojasa mogu ukazivati na to da su se u prošlosti presijecali s masivnim planetom.
Tada je već bilo poznato da se u Kuiperovom pojasu nalazi nekoliko objekata čija se dinamika razlikuje od ostalih. Iako je većina njih podložna gravitaciji plinskih divova u njihovoj trenutnoj orbiti (poput Neptuna), neki članovi raspršenog diska populacije Kuiperovog pojasa imaju neobično bliske orbite.
Kad su Batygin i Brown prvi put objavili svoje otkriće u siječnju, primijetili su da su ti objekti jako grupirani u odnosu na položaj njihovih perihela i orbitalnih ravnina. Štoviše, njihovi izračuni pokazali su da su šanse da se takav aranžman stvori slučajno izuzetno maleni (vjerojatnost je procijenjena na 0,007%).
Umjesto toga, sugerirali su da je udaljeni ekscentrični planet odgovoran za određivanje orbita tih objekata. Za to planet mora biti deset puta masivniji od Zemlje, a njegova orbita mora ležati u istoj ravnini (ali s perihelom od 180 stupnjeva odmaknutim od perihela objekata).
Takav planet ne nudi samo objašnjenje za prisutnost objekata visokih perihela poput Sedne, odnosno planetoida s izuzetno ekscentričnim orbitama oko Sunca. Također pomaže objasniti odakle potječu udaljeni i jako skrenuti objekti iz vanjskog Sunčevog sustava, jer njihovo podrijetlo ostaje nejasno do danas.
U svom radu znanstvenici sa Sveučilišta Arizona - uključujući profesore Renu Malhotru, dr. Katrin Volk i Jiang Wong - zauzeli su drugačiju perspektivu. Ako se deveti planet presjekao s određenim visoko ekscentričnim objektima Kuiperovog pojasa, nagađali su, velike su šanse da je njegova orbita u rezonanciji s tim objektima.
Promotivni video:
Dakle, mala su tijela neprestano izbacivana iz Sunčevog sustava zbog susreta s velikim objektima koji su kršili njihove orbite. Da bi se izbjeglo izbacivanje, mala tijela moraju biti zaštićena orbitalnom rezonancijom. Iako ti mali i veliki objekti mogu prelaziti orbitalne putove, nikad se ne približe dovoljno da imaju snažan učinak jedni na druge.
Tako je Pluton ostao dio Sunčevog sustava, unatoč tome što je imao ekscentričnu orbitu koja povremeno prelazi put Neptuna. Iako se putanje Neptuna i Plutona sijeku, nikada se ne približe dovoljno da Neptunov utjecaj potisne Plutona iz Sunčevog sustava. Iz istog razloga, znanstvenici su sugerirali da su objekti Kuiperovog pojasa koje su primijetili Batygin i Brown možda u orbitalnoj rezonanciji s devetim planetom.
U pismu za Universe Today, Malhotra, Wolf i Wong ispričali su sljedeće:
„Objekti Kuiperovog pojasa koje smo proučavali u svom radu razlikuju se od ostalih jer imaju vrlo udaljene i vrlo izdužene orbite, ali njihov najbliži pristup Suncu nije dovoljno blizu da Neptun na njega može značajno utjecati. Dakle, imamo šest ovih objekata na čije orbite malo utječu poznati planeti našeg Sunčevog sustava. Ali ako u nekoliko a. Odnosno, postojao je još jedan planet sa Sunca, koji još nije otkriven, a utjecao bi na šest ovih objekata."
Proučivši orbitalna razdoblja brojnih objekata - Sedna, 2010 GB174, 2004 VN112, 2012 VP113 i 2013 GP136 - zaključili su da hipotetički planet s orbitalnim periodom od 17.117 godina (s poluosom od 665 AU) mora nužno imati periodične veze s njima predmeta. To odgovara parametrima 10 000–20 000 godina orbitalnog razdoblja o kojima su govorili Batygin i Brown.
Njihova analiza također donosi pretpostavke o tome kakvu rezonanciju planet ima s određenim objektima. Orbitalno razdoblje Sedne trebalo bi biti u rezonanciji s planetom u 3: 2, 2010 GB174 - 5: 2, 2994 VN112 - 3: 1, 2004 VP113 - 4: 1, 2013 GP136 - 9: 1. Takva rezonancija jednostavno ne bi mogla nastati u odsutnosti velikog planeta.
"Da bi se opipljiva rezonanca manifestirala u vanjskom Sunčevom sustavu, jedan od predmeta mora imati masu koja bi mogla imati snažan gravitacijski učinak na drugi", pišu znanstvenici. "Neobični objekti Kuiperovog pojasa nisu dovoljno masivni da međusobno rezoniraju, ali činjenica da njihova orbitalna razdoblja spadaju u područje jednostavnih odnosa može značiti da su u rezonanciji s masivnim nevidljivim objektom."
Ono što je posebno ohrabrujuće je da njihovi nalazi mogu suziti raspon mogućih mjesta za planet devet. Budući da svaka orbitalna rezonanca pruža geometrijsku vezu između uključenih tijela, rezonantne konfiguracije tih objekata mogu pomoći astronomima da pronađu prave točke u našem Sunčevom sustavu za traženjem.
Ali, naravno, Malhotra i njezini kolege otvoreno priznaju da ostaje nekoliko nepoznatih varijabli i potrebno je daljnje promatranje s istraživanjima kako bi se potvrdilo postojanje devetog planeta:
“Postoji poprilično neizvjesnosti. Orbite ovih ekstremnih objekata Kuiperovog pojasa nisu dobro poznate jer se vrlo sporo kreću po nebu i promatramo samo mali dio njihovog orbitalnog gibanja. Dakle, njihova se orbitalna razdoblja mogu razlikovati od trenutnih procjena, a neki od njih mogu izaći iz rezonancije s hipotetičkim planetom. Također postoji mogućnost da su orbitalna razdoblja tih objekata povezana; još nismo primijetili mnogo takvih objekata i imamo ograničene podatke."
Astronomi i mi ćemo čekati daljnja promatranja i izračune. Ali u međuvremenu moramo priznati da je mogućnost postojanja devetog planeta vrlo intrigantna. Možda će se u redovima planeta našeg Sunčevog sustava opet naći svih devet boraca (izvinite Pluton).
