Plus tôt cette année, les médias ont rapporté que les scientifiques américains K. Batygin et M. Brown du California Institute of Technology à Pasadena ont découvert une nouvelle planète dans le système solaire. Il est en dehors de Pluton et est de taille similaire à Pluton.
Cette planète tourne autour du Soleil sur une orbite allongée avec une fréquence de 15 mille ans. Dans sa composition chimique, il est très similaire à Uranus et Neptune. Selon les scientifiques, cet objet a été éliminé du disque protoplanétaire près du Soleil il y a environ 4,5 milliards d'années.
La distance la plus proche entre cette planète et le Soleil est d'environ 200 unités astronomiques. Les scientifiques estiment la distance maximale à 600-1200 unités astronomiques. Ainsi, on peut supposer que l'orbite de la planète dépasse la ceinture de Kuiper, où se trouve Pluton.
Il faut cinq ans pour confirmer l'existence d'un nouveau corps céleste, et en cas de résultat positif, l'objet découvert peut devenir la neuvième planète du système solaire. Il faut dire que des tentatives antérieures ont également été faites pour rechercher la planète X, ce qui a conduit à la découverte de planètes telles que Neptune (1864) et Pluton (1930).
Les astronomes recherchent actuellement. Le fait est que les coordonnées exactes de la nouvelle planète n'ont pas été établies, les scientifiques n'ont indiqué que la partie du ciel dans laquelle elle peut être située.
Après qu'un autre objet trans-neptunien, Sedna, a été découvert en 2003, les scientifiques sont arrivés à la conclusion qu'il y avait un autre objet à la périphérie du système solaire qui affecte les orbites des planètes de la ceinture de Kuiper. Sedna, qui est à 76 unités astronomiques du Soleil, doit être protégée de l'influence des planètes existantes. Mais lorsque d'autres objets trans-neptuniens ont été découverts (2012 GB17, 2012 VP113), il est devenu évident que quelque chose affectait leurs trajectoires.
Au cours d'études astrophysiques, Batygin et Brown ont annoncé la similitude des orbites de tous les objets connus situés au-delà de l'orbite de Neptune à une distance de plus de 230 unités astronomiques du Soleil. Dans le même temps, les scientifiques ont estimé la probabilité d'une coïncidence aléatoire des orbites à pas plus de 0,007%. De plus, les orbites de ces objets situés à une plus grande distance du Soleil que les autres corps trans-neptuniens ont des caractéristiques si similaires que, selon les astrophysiciens, cela ne peut s'expliquer que par la présence d'une autre, neuvième, planète du système solaire.
La nouvelle planète, les scientifiques en sont sûrs, doit être suffisamment éloignée de l'étoile et massive pour influencer les orbites de tous les objets trans-neptuniens et de Sedna dans cette partie de l'espace où le champ gravitationnel des planètes connues ne s'étend pas. Les scientifiques ont créé un modèle mathématique qui prouve une fois de plus l'existence de petits objets dont les orbites sont perpendiculaires au plan du reste du système solaire. Les astrophysiciens ont suggéré que ces objets pourraient être les astéroïdes Centaures, situés entre les orbites de Neptune et de Jupiter. Il convient de noter que les astronomes antérieurs ne pouvaient pas deviner la trajectoire de leur mouvement.
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Brown et Batygin dans leurs travaux ont examiné plusieurs paramètres principaux des corps transneptuniens. Le premier d'entre eux est l'argument du péricentre, c'est-à-dire l'angle qui relie le point orbital le plus proche du Soleil (périhélie) et l'étoile elle-même et la direction du Soleil au point d'intersection de l'équateur céleste par le corps. Le deuxième argument est l'angle entre l'équinoxe vernal, où l'étoile traverse l'équateur céleste, et la direction vers le nœud ascendant. Le troisième argument est l'angle entre l'écliptique (inclinaison) et le plan de l'orbite. Ces paramètres ont été transformés pour montrer où se trouve le périhélie de l'orbite et où le pôle de l'orbite sera projeté.
Les pôles orbitaux des six objets tranneptuniens et points du périhélie, comme le montre le modèle, sont regroupés de telle manière que la probabilité que la nouvelle planète les affecte soit supérieure à 99%. Dans le même temps, treize autres corps qui sont à une distance de 100 à 300 unités astronomiques du Soleil ont également des caractéristiques similaires, mais la probabilité de coïncidence dans ce cas ne dépasse pas cinq pour cent. Les données obtenues indiquent la masse de la nouvelle planète et la configuration de son orbite. Pour déterminer ces caractéristiques, les scientifiques ont dû simuler le processus évolutif du système solaire primitif. Le modèle comprenait 40 embryons d'objets célestes (planétésimaux), qui sont formés à partir de la poussière du disque protoplanétaire.
Dans le modèle créé, ces objets ont été retirés à la distance maximale du Soleil de 150 à 550 unités astronomiques, et leur périhélie était à une distance de 30 à 50 unités astronomiques. Les scientifiques à considérer ont pris un intervalle de temps égal à 4 milliards d'années. Au cours de leurs recherches, ils ont observé comment ces objets célestes se comporteraient sous l'influence des champs gravitationnels des planètes connues et de la planète X.
Dans le modèle, les scientifiques ont essayé de sélectionner différents paramètres de l'orbite de la nouvelle planète, en la plaçant à différentes distances du Soleil. Ont été envisagés trois options pour la masse de l'objet: 0,1, 1 et 10 masses terrestres. En fin de compte, les scientifiques ont reçu plus de 190 modèles différents.
La recherche a montré beaucoup de choses intéressantes liées au mouvement des planetisimels sur les orbites. Ils se déplacent sur des orbites chaotiques instables et peuvent se heurter ou voler hors du disque protoplanétaire. Au bout d'un moment, les trajectoires de ces objets célestes se stabilisent. Les astronomes ont sélectionné les paramètres des orbites, dont le périhélie était d'environ 80 unités astronomiques, car ces corps célestes sont disponibles pour l'observation dans la réalité. Les scientifiques ont décidé de ne pas vérifier les objets individuels, mais ont immédiatement vérifié des plages entières de valeurs orbitales.
Après cela, 13 objets ont été sélectionnés au hasard qui ont été retirés du Soleil à la distance maximale. Cette sélection aléatoire a été effectuée plusieurs fois. Très peu de simulations donnent une probabilité nulle. Et seulement dans le cas où la masse de la planète X était égale à une ou dix fois la masse de la Terre, l'ensemble des simulations correspondait aux processus observés.
Les scientifiques ont suggéré que la planète mystérieuse, si elle a la même masse que la Terre, devrait être à 200 unités astronomiques du Soleil et que le périhélie devrait atteindre 60 unités astronomiques. En termes simples, la nouvelle planète devrait suivre une trajectoire très allongée. Cependant, cette option a été rejetée par les scientifiques, car la ceinture de Kuiper n'y était pas incluse.
Si nous supposons que la nouvelle planète est dix fois plus grande et plus massive que la Terre, alors vous pouvez obtenir plusieurs options tout à fait acceptables. Dans le même temps, les scientifiques n'ont pas envisagé d'options dans lesquelles la masse de la nouvelle planète dépasse la masse de la Terre de plus de 10 fois, c'est pourquoi des recherches supplémentaires sont nécessaires.
Une simulation 3D a été utilisée pour déterminer d'autres paramètres orbitaux, y compris l'inclinaison orbitale et l'argument du périhélie. En conséquence, il a été possible d'établir que l'inclinaison de l'orbite d'un nouvel objet céleste peut varier de 20 à 40 degrés.
Selon les astronomes, comme de nombreuses exoplanètes géantes, la nouvelle planète est une géante gazeuse. Auparavant, les scientifiques ont pu établir qu'il est possible de calculer le rayon de tels objets célestes par leur masse en raison de l'existence d'une relation statistique entre ces caractéristiques, égale à environ 0,34. Ainsi, vous pouvez calculer le rayon approximatif de la neuvième planète du système solaire - de deux à neuf rayons de la Terre. Très probablement, cette planète est un géant de glace, comme Uranus ou Neptune.
Il convient également de noter que les scientifiques ont tenté de prédire quels services astronomiques pourraient découvrir une nouvelle planète. Les outils capables de le faire sont les télescopes au sol du programme CRTS, ainsi que les télescopes à réponse rapide et panoramiques Survey et Pan-STARRS. L'un des plus puissants est le télescope japonais Subaru, qui, depuis 2015, observe la partie du ciel dans laquelle la majeure partie de l'orbite de la neuvième planète est censée se trouver. Il est fort possible qu'après un certain temps, les scientifiques puissent plaire avec de nouvelles informations sur la planète X.
