Új bolygót sejt a Naprendszerben a Plútó gyilkosa

2016.01.20. 20:06

A CalTech két csillagásza magyar idő szerint szerda délután bejelentette, hogy bizonyítékokat találtak arra, hogy a Naprendszerben keringhet egy olyan bolygó, melyet eddig senki sem fedezett fel. Nem, nem a Plútó, hanem igazi, rendes, kilencedik bolygó.

Alig egy hónapja írtunk arról, mennyire nincs esélye annak, hogy az ALMA nevű távcsőrendszer kiszúrt volna két, a Naprendszer szélén keringő bolygót, most pedig itt az új bejelentés: pusztán matematikai alapú modellek alapján könnyen előfordulhat, hogy van egy eddig még fel nem fedezett, a Nap körül keringő, a Földnél tízszer nagyobb tömegű bolygó. A bejelentést Konstantin Batygin és Michael Brown csillagászok tették, az elméletben létező bolygónak pedig a Planet Nine, vagyis Kilences bolygó nevet adták.

Mike Brown neve nem először kerül elő bolygó-ügyben: nagyban leegyszerűsítve ő volt az a csillagász, akinek indítványát megszavazva 2006-ban bolygóból törpebolygóvá minősítették vissza a Plútót. Brown (és a Nemzetközi Csillagászati Unió) indoklása szerint erre azért volt szükség, mert számos, a Plútónál akár nagyobb törpebolygót találtak a csillagászok a Neptunuszon túli területen, melyek nem feleltek meg az összes, a bolygókkal szemben támasztott tudományos feltételnek.

Messze van, nagyon halvány, baromi hideg

A számítások alapján a Kilences viszont nem ezek közé tartozik. Sőt, a Kilences puszta létére pont a Naprendszer külső részén lévő Kuiper-övben felfedezett kisbolygók mozgásának elemzése nyomán találtak utalásokat. Brown és Batygin ugyanis vizuális eszközökkel még nem találták meg a bolygót, egyszerűen csak észrevették, hogy ha magyarázatot akarnak találni a Naprendszer távolabbi részén tapasztalt történésekre, akkor az egyik legvalószínűbb megoldás, hogy van valahol egy eddig még fel nem fedezett, de meglehetősen nagy tömegű, így jelentős gravitációs befolyással rendelkező bolygó.

ALMA-teleszkóp

ALMA-teleszkóp

Fotó: space.com

Ahogy már írtuk, a Föld tömegénél tízszer nagyobb tömegű bolygóról lehet szó. Ez azt jelenti, hogy a Kilences a Földnél nagyjából négyszer nagyobb átmérőjű lehet, de ez még mindig elég kicsi ahhoz, hogy ne lehessen egyszerűen kiszúrni a tíz-, vagy akár húszezer éves keringési idejű bolygót. A Kilences ugyanis nagyjából húszszor távolabb lehet a Naptól, mint a most legtávolabbinak ismert Neptunusz. Ez az óriási távolság két dolgot jelent:

a Nap fénye alig éri el, vagyis alig ver vissza látható fényt

olyan hideg van, hogy például az infravörös tartományban érzékeny WISE távcső nem is látja. Még a látható fényben működő, földi óriásteleszkópokkal is tű a szénakazalban.

Brown és Batygin eredetileg nem új bolygót kerestek. Azért kezdtek dolgozni, hogy bebizonyítsák: nincs több bolygó a Naprendszerben. Mostani tanulmányuk azonban új értelmezést ad a korábbi megfigyeléseknek, például annak, hogy a Naprendszer szélén mozgó, viszonylag kis méretű jeges égitestek érdekes, nehezen magyarázható alakzatokba rendeződnek.

Ezt a megfigyelést Scott Sheppard és Chad Trujillo írták le még 2014-ben (Brown tanítványai voltak az egyetemen), és ők is arra jutottak, hogy valószínű, hogy létezik egy nagyobb méretű bolygó valahol a Neptunuszon jóval túl. „Őrültségnek hittük, amit mondtak” – vallotta be Brown most, a saját felfedezésük miatt adott interjúban a The Washington Postnak. Brown szerint főleg azért nem hittek Sheppard és Trujillo eredményeinek, mert csillagászok rendszeresen előrántják a titokzatos, fel nem fedezett bolygók elméletét, amikor egy addig soha nem tapasztalt, máshogy csak nehezen magyarázható eredményt kell alátámasztaniuk.

Oké, mégis lehet ott valami

Ezúttal azonban nem sikerült bebizonyítani, hogy a kollégák következtetése téves. Először a matematikai számítások, aztán a számítógépes modellek igazolták Brown és Batygin munkája során is azt, amire Sheppard és Trujillo jutottak korábban: a kis égitestek csoportba rendeződése valóban valami komolyabb gravitációs erőt mutat.

Kepler-62f-exoplanet

Fotó: Nasa/jpl-Caltech/t. Pyle / NASA

Brown és Batygin a csillagászat két alapvetően különböző ágának szakemberei. Brown megfigyelő, Batygin pedig elméleti csillagász, így mint mondják az egy éven át tartó munka során folyamatosan két meglehetősen eltérő szemszögből vizsgálták az adatokat és a közben elért eredményeket. Valószínűleg ez volt a kulcsa annak, hogy végül megszületett a tanulmány, mely igazolja, hogy a Kuiper-öv hat, egymástól teljesen független aszteroidája valamilyen okból mégis olyan pályán halad, melyek egy irányba mutatnak.

„Ennek az esélye nagyjából egy a százhoz. Kicsit olyan, minta lenne egy órám hat, eltérő sebességgel járó mutatóval, de mikor ránézek az órára, pont ugyanott állna mind a hat mutató” – érzékelteti a dolgot Brown. Ehhez jön még hozzá az, hogy a megfigyelt aszteroidák pályája ugyanolyan mértékben és irányban döntött: ennek az esélye nagyjából 0,007 százalék. „Ilyesmi nem történik véletlenül, szóval kell legyen valami, ami így alakítja ezeket az ellipsziseket.”

Persze nem rögtön egy bolygó volt az első, amire gyanakodtak. Az első ötletük az volt, hogy talán van néhány nagyobb, de még fel nem fedezett törpebolygó a Kuiper-övben, melyek együttes hatása magyarázat lehet. A számítások azonban gyorsan bebizonyították, hogy ez elméletileg sem lehetséges: ilyen szintű gravitációs hatáshoz nincs elég anyag a Kuiper-övben. Batygin szerint úgy százszor ennyi szikla és por kellene, így maradt a kilencedik bolygó elmélete.

Az első modellek azonban nem hozták a kívánt bizonyítékokat. Kiszámították ugyan az elméleti bolygó elméleti méreteit, de a pályaadatok sehogy sem hozták a valóságban tapasztalt hatásokat. Végül – a kutatók bevallása szerint teljesen véletlenül – lefuttattak egy olyan szimulációt, ahol a Kilences a Naphoz átellenes oldalon jut közel, és a pályája látszólag pont keresztezi az összes kisbolygóét.

A Subaru-távcső épülete

A Subaru-távcső épülete

Fotó: Wikipedia

„A természetes reakciónk az volt, hogy na nem, ilyen pálya nem létezhet” – mondta Batygin. „Egyszerűen nem elég stabil, az ilyen pályán mozgó bolygó előbb-utóbb összeütközne a Kuiper-övben keringő égitestekkel.” A számítások azonban azt mutatták, hogy van magyarázat. A közepmozgás-rezonancia nevű jelenség az, ami elsőre elég bonyolultnak hangzik, és igazából az is, így nekünk elég annyit érteni az egészből, hogy bár a pályaellipszisek elméletileg keresztezik egymást, a bolygók, törpebolygók és más égitestek úgy keringenek rajtuk, hogy elkerülik a szoros találkozásokat.

Ez önmagában azonban még kevés. A Kilences bolygó létét sokkal jobban erősíti két gyakorlati tapasztalat. Az egyik, hogy nemcsak távoli, kisebb méretű, Kuiper-övben mozgó objektumok helyzetét magyarázná egy ilyen bolygó létezése, hanem két olyan objektum pályáját is magyarázná, amit eddig nem értetted a kutatók. Az egyik a 2003-ban felfedezett Sedna (Brown talált rá), a másik a kevésbé könnyen megjegyezhető nevű 2012 VP113. Ezek azért furcsák, mert a Kuiper-övben talált más objektumokkal ellentétben valamiért soha nem kerülnek igazán közel a Neptunuszhoz. Ha Batygin és Brown számításai helyesek, már azt is tudjuk, miért nem: egy másik, eddig ismeretlen bolygó gravitációja nem engedi őket.

Mikor a Plútó-gyilkos álla is leesik

Van azonban valami, ami ennél is komolyabb bizonyíték lehet. A két kutató szimulációja azt mutatta, hogy a Kilences az olyan égitestek létezését is magyarázná, melyek a nagybolygók síkjára merőleges, nagyon meredek, akár poláris Nap körüli pályán mozognak. Brown szerint a padlóról kellett összeszednie az állát meglepetésében, mikor kiderült, hogy a modelljük által jósolt égitestek valóban léteznek.

„Ezekből egyelőre nincs túl sok, de a létezésük már pont elég, hogy gondolkozzunk a miérteken” – mondta az Indexnek Molnár László, az MTA CSFK csillagásza. Molnár szerint a felfedezés gerincét adta az a modell, ami nem csak már ismert jelenségeket magyaráz meg, de jósol is újabb, igazolható jelenségeket.

csillagok

Batygin szerint a Kuiper-öv aszteroidáit és a Sedna pályájának rejtélyét ugyanazzal megmagyarázni a két legyet egy csapásra esete. „Viszont mikor ugyanez a magyarázat a merőleges pályán mozgó égitestekre is illik, az olyan, mintha leütnénk két legyet, és egy harmadikat, amiről nem is tudtuk, hogy ott zümmög a közelben.”

A Kilences keletkezéséről egyelőre még annál is kevesebb tipp van, mint arról, hogy hol is lehetne megtalálni, ha létezik. A csillagászok szerint nem elképzelhetetlen, hogy pontosan ugyanakkor alakult ki, mikor a többi gázóriás a Naprendszerben, és eredetileg ez a bolygó is a Nap közelében keringett. Azonban a Naprendszer akkoriban inkább óriási biliárdasztalra hasonlított, így könnyen lehet, hogy a kilencedik bolygót egyszerűen kilökte valamelyik másik, kialakulófélben lévő gázóriás.

Bár Brown és Batygin elmélete elég biztosnak látszik, a csillagászok reakciói elég vegyesek. Vannak, akik szerint elég kicsi az esélye, hogy a WISE nevű, a teljes égboltot alaposan körbefényképező misszió nem vette észre, hogy van egy szuperföld méretű bolygó valahol a Naprendszer szélén. Ugyanakkor – ahogy már írtuk –, pont ez a mérethatár és felszíni hőmérséklet lehet az, amit a WISE műszerei nem szúrtak ki.

A Kilences létezése mellett szól még egy érdekes felvetés. Natalie Batalha, az egyik legismertebb exobolygó-kutató a Facebookon azt írja, hogy elég furcsa, hogy a Kepler tucatszám találja az idegen csillagok körül keringő, szuperföld és minineptunusz méretű égitesteket, pont a Naprendszerben egy ilyen sem kering. Ha a Kilences létezik, akkor ez a rejtély is megoldódna.

000 Par7192193

Fotó: L. Calada

Ugyanakkor nagyon fontos tudni pár dolgot ezzel a bejelentéssel kapcsolatban. Az egyik legfontosabb, hogy vizuális bizonyítékot szerezni nagyon nehéz lesz, főleg, ha a Kilences a pályájának egy, a Naptól távolabb eső szakaszán halad. A második, hogy nem ez az első alkalom, hogy a Naprendszer eddig ismeretlen bolygójának létezéséről kerülnek elő látszólag nagyon is hihető adatok – nagyjából évente van ilyesmi, és eddig mindig kiderült, hogy valami tévedés van a dologban. Oké, ez a mostani még a kétkedő csillagászok szerint is jóval életszerűbb találat, mint az eddigiek, de akkor is: a kutatás alapját az adja, hogy egyes, baromi messze lévő, és nem is túl nagy dolgok hogy mozognak a Naprendszerben.

Ahogy Rachel Feltman, a The Washington Post újságírója fogalmazott: könnyen előfordulhat, hogy bár az eredmények helytállónak bizonyulnak, nagyon-nagyon sokáig nem látjuk majd képen a Naprendszer kilencedik bolygóját.