В гипотезе М. Брауна и К. Батыгина Планета 9 это ледяной гигант, который на раннем этапе формирования Солнечной Системы был выброшен гравитацией Юпитера далеко за орбиту Нептуна на эллиптическую орбиту с ближайшей к Солнцу точкой  около 340 расстояний от Солнца до Земли.

В основе этой гипотезы лежит аномальное отклонение орбит транснептуновых объектов (ТНО) типа Седны. Их орбиты сильно вытянуты и их дальние от солнца точки сосредоточены в определенных направлениях как будто что-то их вытягивает в одну сторону.

Я сделал импровизированное компьютерное моделирование в Space Flight Simulator, которое показывает что такое отклонение орбит ТНО может быть вызвано планетой на очень вытянутой кометоподобной орбите.

К сожалению в симуляторе нельзя видеть все орбиты сразу, но некоторые этапы их эволюции заскринены отдельно и есть в конце видео. Для ТНО (треугольники) изначально заданы естественные  круговые обиты. Под влиянием Планеты 9 (обозначено как Луна) они становятся эллиптическими и рассеиваются. Из-за ограничений модели рассеиваемые объекты превышают скорость убегания из области гравитации, но при определенных условиях это приводило бы к появлению очень вытянутых орбит.

Как видно, орбиты ТНО в модели изменяются абсолютно хаотично вытягиваясь и сужаясь во всех направлениях. Но те ТНО, орбиты которых становятся близки к орбите Планеты 9, начинают взаимодействовать более тесно и это приводит к более быстрому  рассеиванию.

Иными словами планета на вытянутой орбите как бы расчищает себе путь разбрасывая ТНО во все стороны. Таким образом сосредоточенность их орбит в одной области объясняется тем, что они там меньше пересекаются с Планетой 9. А наиболее стабильные орбиты расположены ближе к Солнцу потому что там Планета 9 сильно ускоряется, что уменьшает время гравитационного взаимодействия.

Это значит, что ее ближайшая к Солнцу точка орбиты может даже проходить рядом с орбитой Земли и это не обязательно приведет к катастрофическим последствиям.

Кроме аномалий ТНО это может объяснить и другие вещи, как пояс астероидов, наклон земной оси и катастрофы на Земле в прошлом.

Инфографика NASA и Калтеха, совместно с Университетом Берна. О Девятой планете, характеристиках, по которым её ищут и предполагаемом местоположении.

Астрономы обнаружили экзопланету, котора совершает один оборот вокруг родительских звезд за 15 тысяч лет. Ее вытянутая орбита отчасти напоминает предполагаемую орбиту гипотетической Девятой планеты — крупного транснептунового объекта на границе Солнечной системы. Как сообщается в журнале The Astronomical Journal, в прошлом далекий газовый гигант мог быть «спасен» от убегания из планетной системы проходящей мимо звездой. Подобное могло произойти и с Девятой планетой.

В начале 2016 года астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин представили новые доказательства существования Девятой планеты. Исследователи изучали движение астероидов и малых планет в поясе Койпера, области Солнечной системы за орбитой Нептуна, и обнаружили в нем аномалии, которые указывали на присутствие крупного небесного тела. Согласно расчетам, масса «невидимого» объекта должна составлять около 10 земных, а двигаться он должен по очень вытянутой орбите. На один полный оборот вокруг Солнца у тела уходит 15 тысяч лет, и оно не подходит к нему ближе, чем на 300 астрономических единиц (одна астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца).

HD106906 b — газовый гигант, который может быть аналогом Девятой планеты, был открыт в 2013 году Магеллановыми телескопами в обсерватории Лас Кампанас, расположенной в пустыне Атакама в Чили. Он вращается вокруг двойной звезды в созвездии Южного Креста, расположенной в 336 световых годах от Солнца. Масса экзопланеты превосходит массу Юпитера примерно в 11 раз, а ее возраст примерно в 350 раз меньше возраста Земли — всего 13 миллионов лет.

До сих пор астрономы ничего не знали об орбитальных характеристиках планеты. Чтобы определить их, Мэйдзи Нгуен (Meiji Nguyen) из Калифорнийского университета в Беркли вместе с коллегами использовали телескоп «Хаббл», который наблюдал за HD106906 b в течение 14 лет. Выяснилось, что небесное тело находится очень далеко от родительских звезд — в 730 раз дальше, чем Земля от Солнца. Движется оно по наклоненной и очень вытянутой орбите, совершая один оборот вокруг двух светил за 15 тысяч лет — как и Девятая планета вокруг Солнца.

Исследователи предполагают, что HD106906 b сформировалась намного ближе к родительским звездам, на расстоянии около трех астрономических единиц. Однако из-за действия силы гравитации во вращающемся протопланетном диске она мигрировала к его внутреннему краю. Затем приливное воздействие родительских звезд почти что выбросило экзопланету за пределы зарождающейся планетной системы. Спасти ее от миграции в межзвездное пространство помогла проходящая мимо звезда, которая стабилизировала вытянутую орбиту HD106906 b (астрономы ранее нашли несколько кандидатов в обзоре, выполненном телескопом Gaia).

Похожие события могли произойти и в Солнечной системе. Согласно одному из сценариев, Девятая планета образовалась во внутренней части Солнечной системы, а затем была выброшена из нее в результате гравитационного взаимодействия с Юпитером. Однако Юпитер, скорее всего, вытолкнул бы Девятую планету далеко за Плутон. В этом случае проходящие мимо звезды могли бы стабилизировать орбиту далекого объекта и не дать ему покинуть Солнечную систему.

В будущем астрономы надеются получить дополнительные данные о HD106906 b с помощью телескопа «Джеймс Уэбб». Это позволит понять, как образовалась экзопланета, а также уточнить характеристики ее движения.

https://nplus1.ru/news/2020/12/11/exoplanet-planet-nine/amp

Гипотетическая Девятая планета может оказаться первичной черной дырой

Астрономы из Гарвардского университета, США, совместно с учеными проекта Black Hole Initiative (BHI) разработали новый метод обнаружения черных дыр во внешней части Солнечной системы, который позволит также раз и навсегда определить природу гипотетической Девятой планеты. Эта работа утверждает возможность использования будущего обзора неба Legacy Survey of Space and Time (LSST) для наблюдения аккреционных вспышек, которые помогут подтвердить или опровергнуть гипотезу о том, что Планета 9 может на самом деле представлять собой черную дыру.

В своей работе ученые во главе с Амиром Сиражем (Amir Siraj), студентом бакалавриата Гарвардского университета, разработали новый метод поисков черных дыр во внешней части Солнечной системы, основанный на наблюдениях вспышек, происходящих при разрыве черной дырой проходящей мимо нее кометы. Это исследование показывает, что обзор неба LSST способен обнаруживать черные дыры, наблюдая аккреционные вспышки, происходящие при столкновениях с небольшими объектами облака Оорта.

«В окрестностях черной дыры небольшие тела, приближающиеся к ней, расплавляются в результате нагревания за счет энергии, которая выделяется при поглощении черной дырой материи из окружающего ее межзвездного пространства, - сказал Сираж. – После расплавления небольшие тела подвергаются приливному разрыву, и их остатки падают на черную дыру, вызывая вспышки».

Современные технологии не позволяют обнаруживать эти аккреционные вспышки без предварительного наведения, однако обзор неба LSST сможет без труда производить такие обнаружения, пояснил Сираж. Эти наблюдения также позволят проверить гипотезу о том, что гипотетическая Планета 9, существование которой хорошо объясняет необычные орбиты объектов ледяного пояса Койпера, расположенного во внешней части Солнечной системы, может оказаться первичной черной дырой, добавил он.

Исследование принято к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters и доступно для ознакомления в онлайн-репозитории arxiv.org.

В то время как вспышка коронавируса доминирует в глобальном новостном цикле, команда астрономов из Университета Пенсильвании обнаружила 139 малых планет, вращающихся вокруг Солнца за пределами Нептуна. Об этом было сообщено в статье в Astrophysical Journal.

Так называемые транснептуновые объекты (TNO), наиболее известным из которых является Плутон, — небесные тела на орбите в поясе Койпера.

Открытия могут помочь в понимании новых способов поиска гипотетической девятой планеты в Солнечной системе, которая, как некоторые подозревают, вызывает странные гравитационные эффекты на скоплении транснептуновых объектов за пределами орбиты Нептуна.

По словам профессора Гэри Бернштейна, «есть много идей о планетах-гигантах, которые раньше были в Солнечной системе и которых уже нет, или планетах, которые находятся далеко и массивны, но слишком тусклы для нас, чтобы их заметить».

Команда использовала данные, собранные Dark Energy Survey (DES), международным проектом, стартовавшим в 2013 году и предназначенным для картирования сотен миллионов галактик.

Проект не предназначался для поиска TNO, скорее для изучения галактик и сверхновых, так что исследователи должны были импровизировать.

Команда начала с набора данных из семи миллиардов возможных объектов, обнаруженных программным обеспечением DES. Сначала их сократили до 22 миллионов «временных» объектов, которые появляются только в течение ограниченного периода времени.

Затем ученые отобрали 400 кандидатов, которые наблюдались в течение как минимум шести ночей. Складывая несколько изображений, они смогли проверить существование 316 TNO, включая 245 уже предполагавшихся и 139 новых объектов.

Исследователи надеются, что их новый способ обнаружения TNO можно будет использовать для поиска большего количества транснептуновых объектов с помощью других астрономических исследований, таких как обсерватория Vera C. Rubin, которая в настоящее время строится в Чили и сможет заглянуть даже дальше, чем DES.

Источник