Гравитация. Последнее искушение Эйнштейна - читать онлайн книгу. Автор: Маркус Чаун cтр.№ 25

И в XXI веке эта история может повториться.

В начале 2016 года два астронома из США поразили весь научный мир, заявив, что вокруг Солнца по удалённой орбите обращается ещё одна, ранее не известная планета, масса которой в десять раз превышает земную. До тех пор пока ей не найдут имени получше, Константин Батыгин и Майк Браун из Калифорнийского технологического института в Пасадине предложили называть её просто девятой планетой. До 2006 года девятой планетой был Плутон, но затем его понизили в должности до статуса карликовой планеты. ^[90]

Доказательства, которые привели Батыгин и Браун, касаются не аномального движения других планет, а странного поведения объектов в поясе Койпера. Как мы уже упоминали, этот пояс состоит из десятков тысяч ледяных обломков, оставшихся после создания планет и вращающихся вокруг Солнца за орбитой Нептуна. ^[91] Батыгин и Браун отметили, что шесть самых далёких объектов пояса Койпера имеют очень вытянутые орбиты, которые не растянуты в разные стороны, как можно было бы предположить, а вместо этого направлены примерно в одну точку. Кроме того, они имеют одинаковое отклонение (примерно 30 градусов) от плоскости, в которой движутся остальные восемь планет. Если верить Батыгину и Брауну, эти аномалии объясняются гравитационным воздействием далёкой невидимой планеты. ^[92]

Данная планета должна быть не только огромной, но и очень далёкой — расстояние от неё до Солнца должно в 20 раз превышать расстояние между Солнцем и Нептуном. Батыгин и Браун предполагают, что девятая планета движется по крайне вытянутой орбите, то приближаясь к Солнцу на расстояние, равное семи расстояниям до Нептуна, то удаляясь на дистанцию, превышающую расстояние до Нептуна в 30 раз. Из-за такой длинной орбиты она делает полный оборот вокруг Солнца не раз в 165 лет, как Нептун, а раз в 15 000 лет.

Девятая планета могла сформироваться вместе с остальными планетами 4,55 миллиарда лет назад, а затем отлететь на дальнюю орбиту после столкновения с зародышем одного из гигантов Солнечной системы (Юпитера или Сатурна). Кроме того, есть вероятность, что раньше она обращалась вокруг другой звезды. В «звёздной колыбели», где родилось наше Солнце, появились на свет и сотни других звёзд, располагавшихся на близком расстоянии друг от друга, и вполне возможно, что, когда две такие звёзды встречались, они обменивались планетами. Тот факт, что в Солнечной системе может существовать ранее неизвестная планета, напоминает нам, что жизнь порой оказывается удивительнее научной фантастики.

Учитывая расстояние между девятой планетой и Солнцем, она, скорее всего, почти не отражает солнечный свет, и поэтому её сложно разглядеть даже в самый большой телескоп. Но в те моменты, когда она подходила к Солнцу максимально близко, она должна была быть видна и занесена на карты звёздного неба. Когда же она находится на наибольшем удалении от Солнца, для того, чтобы рассмотреть её, нужен крупнейший телескоп на Земле, например пара десятиметровых телескопов в обсерватории Кек, Мауна-Кеа, Гавайи. Есть и ещё один способ. По предположениям учёных, диаметр девятой планеты в 3,7 раза превышает земной, а температура на поверхности составляет −226 градусов Цельсия. Соответственно, её можно засечь с помощью инфракрасного телескопа, чувствительного к тепловым волнам.

Если девятая планета действительно существует, это делает нашу Солнечную систему похожей на ещё примерно 2000 планетарных систем, вращающихся вокруг других звёзд. Типичная планета в такой системе имеет массу от 1 до 17 земных. Если подобная Суперземля когда-то существовала, но затем была вытолкнута за пояс Койпера, это объясняет отличие Солнечной системы от её звёздных собратьев.

По иронии судьбы Браун сыграл важную роль в понижении Плутона до статуса карликовой планеты. В 2005 году он открыл Эрис, удалённое от Солнца ледяное небесное тело, примерно равное по размерам Плутону. Это открытие показало, что Плутон, который с 1930 года считался самой далёкой планетой Солнечной системы, — на самом деле не что иное, как крупнейший объект из множества в поясе Койпера. Возможно, предлагая новое небесное тело взамен Плутона, Браун пытается извиниться за то, что «уничтожил» целую планету.

Разумеется, может оказаться, что никакой девятой планеты на самом деле нет. Некоторые астрономы всё ещё скептически относятся к этому предположению. Как бы там ни было, закон всемирного тяготения Ньютона до сих пор помогает нам видеть невидимое.

На сегодняшний день нам известно несколько тысяч планет, вращающихся вокруг других звёзд. При этом лишь малую долю из них астрономы действительно видели. Существование большей части было рассчитано, исходя из их воздействия на свои солнца. Всё снова сводится к закону всемирного тяготения Ньютона. Солнце притягивает планету с той же силой, что и планета — солнце. Разумеется, звезда имеет существенно бо́льшую массу и сдвинуть с места её труднее. Тем не менее некоторое движение всё же происходит.

Строго говоря, планеты не вращаются вокруг неподвижного солнца. Это всего лишь одно из допущений, сделанных Ньютоном для более удобной системы расчётов. На самом деле и планета, и её солнце движутся вокруг их общего центра массы. Так как масса солнца куда больше, чем масса планеты, этот центр располагается ближе к центру звезды (обычно внутри неё). ^[93] Пока планета перемещается вокруг него по большой орбите, солнце движется по крошечной.

Можно описать это движение и другим способом: находясь в одной части орбиты, планета тянет своё солнце на себя, а перейдя на другую половину орбиты, начинает тянуть в противоположном направлении. Из-за этого звезда подрагивает, и, используя высокочувствительные приборы, учёные на Земле могут засечь эти колебания. Вы наверняка заметили, что частота или тональность сирены повышаются, когда полицейская машина приближается к вам, и понижаются, когда она отдаляется. Точно так же и частота света, выделяемого звездой, повышается или понижается в зависимости от того, движется эта звезда в сторону Земли или от неё. Измерив величину допплеровского смещения для атомов самых распространённых элементов, например водорода, астрономы могут рассчитать скорость звезды при приближении или удалении от нашей планеты.