2016.03.04. - Merre járhat a kilencedik bolygó?

A Cassini űrszonda rádióadatainak felhasználásával francia kutatók meghatározták a Naprendszer egyelőre még csak feltételezett kilencedik bolygója nemrégen előrejelzett pályájának azt az ívét, amelyen a planéta most járhat.

A Neptunusz pályáján túl, a Kuiper-övben keringő, Plutóhoz hasonló kis égitestek eloszlását nagyon nehéz pusztán a véletlennel magyarázni. Ez vezette Konstantin Batygin és Mike Brown (Caltech) kutatókat arra a következtetésre, hogy a megfigyelt eloszlást egy körülbelül 10 földtömegű bolygó perturbációs hatása okozhatja. A 9. bolygó létét felvető cikkük az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg 2016. január 20-án. A két kutató numerikus szimulációkkal meghatározta a feltételezett bolygó lehetséges pályáját. Szerintük a Kuiper-öv kis objektumainak megfigyelt eloszlása akkor reprodukálható, ha a pálya fél nagytengelye 700 csillagászati egység körüli, az excentricitása és inklinációja pedig egészen nagy: e=0,6 és i=30°. A bolygó jelenlegi pozíciójáról azonban nem adtak előrejelzést, azaz nem könnyítették meg az észlelők dolgát, akiknek így a teljes pályaíven kellene keresniük a feltételezett planétát.

Agnès Fienga (Observatoire de la Côte d'Azur), Jacques Laskar (CNRS) és csoportjuk 2003 óta fejleszti az ún. INPOP bolygó-efemeriszeket, amelyekkel igen nagy pontossággal lehet előre jelezni a Nap, a nyolc nagybolygó, a Pluto és a Hold égi pozícióit. A Cassini űrszonda adatainak köszönhetően a Föld és a Szaturnusz aktuális távolsága például körülbelül 100 méteres pontossággal ismert. Fienga és munkatársai úgy gondolták, hogy INPOP modelljükhöz egy kilencedik bolygót adva tesztelik Batygin és Brown elgondolásának valószínűségét.

A francia csoport kimutatta, hogy a pályamenti pozíciójától (ún. valódi anomália) függően a feltételezett kilencedik bolygó olyan perturbációkat okozhat a Szaturnusz pályájában, amelyek az óriásbolygó körül 2004 óta keringő Cassini űrszonda rádiójeleinek elemzésével detektálhatók. A planéta INPOP-ban kiszámolt zavaró hatását a Cassini-adatokkal összevetve úgy találták, hogy a bolygó nem lehet a perihélium [-65°,+85°] környezetében, és ugyanez igaz a [-130°,-100°] tartományra is. Ez az eredmény lehetővé teszi a teljes pályaív mintegy felének kizárását, ha a bolygó jelenlegi pozícióját szeretnénk behatárolni. Az is kiderült azonban, hogy néhány irány esetében a kilencedik bolygó hozzáadása csökkenti az eltérést a kis égitestek megfigyelt eloszlása és az ezt magyarázni próbáló modell között. Ez alapján a keresett planéta tartózkodási helye a perihéliumtól 108° és 129° távolság között lehet, legvalószínűbb a 117-118°-os irány.

A feltételezett 9. bolygó lehetséges pozíciói. A C14-gyel jelölt vörös szektorok a Cassini 2014-ig terjedő rádióadatai, a C20-szal jelölt lila tartományok pedig ugyanezen mérésekből 2020-ig extrapolált adatok alapján zárhatók ki. A zölddel színezett, 108° és 129° valódi anomáliákkal határolt terület a legvalószínűbb pozíció a bolygó számára, a legkisebb reziduál a 117,8° valódi anomáliával jellemzett irányhoz tartozik (Nap - B9). A fehérrel jelölt terület teljesen bizonytalan, mivel itt az okozott perturbációk olyan kicsik, hogy azokkal nem lehet számolni. A Neptunusz pályaméretét kék kör jelöli.
[CNRS]

A kilencedik bolygó léte csak közvetlen észlelések alapján erősíthető meg, ezért a kutatási terület leszűkítésével a francia kutatók jelentősen hozzájárultak a kérdés megválaszolásához.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2016.02.25.