2016.05.10. - Bolygó, ami nem is létezhetne?

Az utóbbi hónapokban több tanulmány is napvilágot látott, amelyek szerint létezhet egy kilencedik nagybolygó is a Naprendszerben. Nem világos azonban, hogy az miként kerülhetett a Naptól óriási távolságban húzódó pályájára.

A Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) kutatói több forgatókönyvet is megvizsgálva arra jutottak, hogy azok legtöbbjének valószínűsége eléggé kicsi. Ennek fényében a kilencedik bolygó problémája továbbra is rejtélyes. Gongjie Li (CfA) szerint a bizonyítékok ugyan arra utalnak, hogy létezik, nem tudjuk azonban megmagyarázni, hogyan keletkezhetett.

A feltételezett kilencedik bolygó 400-1500 csillagászati egység - 60 és 220 milliárd kilométer - között keringhet a Nap körül. Ez jóval nagyobb távolság annál, mint ahol a többi nagybolygó rója a pályáját, ezért adódik a kérdés: vajon itt is keletkezett, vagy máshol alakult ki, és később került erre a szokatlan pályára? Li és munkatársa, Fred Adams (University of Michigan) több millió számítógépes szimulációt futtatott le, hogy megvizsgálhasson három lehetőséget. Az első, egyben a legvalószínűbb, hogy a bolygó egy Napot megközelítő csillag hatására dobódott ki erre a távoli pályára. A kölcsönhatás nem csak a pálya méretét sokszorozta meg, de sokkal elnyúltabbá is alakította azt. Mivel a Nap több ezer társával együtt egy halmazban keletkezett, az ilyen csillagtalálkozások gyakoriak lehettek a Naprendszer fejlődésének korai szakaszában. Sokkal valószínűbb azonban, hogy egy "betolakodó" csillag a kilencedik bolygót teljesen eltávolította volna a Naprendszerból: Li és Adams mindössze 10 százaléknyi esélyt látnak arra, hogy a planéta a zavaró csillag hatására az előrejelzett pályán landolhatott volna. Ráadásul a bolygónak eleve valószínűtlenül nagy távolságban kellett volna keringenie a kölcsönhatás előtt.

Fantáziarajz a feltételezett kilencedik bolygóról.
[Caltech/R. Hurt (IPAC)]

Scott Kenyon (CfA) úgy véli, tudja a megoldást a problémára. Munkatársával, Benjamin Bromley-val (University of Utah) szintén számítógépes szimulációkkal két tanulmányban is vizsgálták annak a lehetőségét, hogy a bolygó kialakulhatott-e a Naptól nagy távolságban. Az egyikben azt feltételezik, hogy a kilencedik bolygó csillagunktól távol, de mostani vélt pozíciójánál közelebb keletkezett, majd a többi gázóriással, elsősorban a Jupiterrel és a Szaturnusszal való gravitációs kölcsönhatások sorozata mozgatta az idők során a jóval nagyobb és elnyúltabb pályára. Azt a lehetőséget is megvizsgálták, hogy a kilencedik bolygó esetleg valóban a Naptól nagyon nagy távolságban jött létre. Azt találták, hogy a protoplanetáris korong kezdeti tömege és a diszk élettartama megválasztható úgy, hogy a kilencedik bolygó időben kialakulhasson, és a Li-féle csillag hatása a még távolabbi pályára kényszeríthesse. Kenyon szerint a forgatókönyvek észlelési oldalról tesztelhetők is, már ha a bolygó valóban létezik és sikerül is megfigyelni azt. Az első esetben a Neptunuszhoz hasonlóan kell kinéznie, míg a második szcenárió esetén egy óriási, gáz nélküli Plutóra emlékeztetne.

Li és Adams felvetettek két "vadabb" elképzelést is. Az egyik szerint a kilencedik bolygót egy szoros megközelítés során szerezhette a Nap egy másik csillag bolygórendszeréből. A másik forgatókönyvben a planéta szintén befogott objektum, de előtte nem egy csillag körül keringett, hanem szabadon kószált az űrben. A két lehetőség valószínűsége azonban rendkívül csekély, azt 2 százaléknál is kisebbre teszik.

Az eredményeket részletező szakcikkek az Astrophysical Journal Letters és az Astrophysical Journal c. folyóiratokban fognak megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2016.05.03.