Mehr Beweise für die äußeren Ränder des neunten Planeten

Planet Neun – die Schlinge zieht sich zu - Clixoom Science & Fiction (March 2019).

Anonim

Während die Suche nach einem hypothetischen, unsichtbaren Planeten weit, weit über Neptuns Umlaufbahn hinaus, fortgesetzt wird, liefert die Forschung eines Teams der Universität von Arizona zusätzliche Unterstützung für die mögliche Existenz einer solchen Welt und verengt die Reichweite ihrer Parameter und ihren Standort.

Unter der Leitung von Renu Malhotra, Professor für Planetologie der Regenten im Mond- und Planetenlabor der UA, fand das Team heraus, dass die vier Kuipergürtel-Objekte mit den längsten bekannten Umlaufzeiten um die Sonne kreisen, was am ehesten durch das Vorhandensein eines hypothetischen Modells erklärt werden kann "Planet Nine" etwa zehn Mal die Masse der Erde. Malhotra präsentiert die Ergebnisse auf der gemeinsamen 48. Sitzung der Abteilung für Planetenwissenschaften der American Astronomical Society und dem 11. European Planetary Science Congress in Pasadena, Kalifornien.

Nach den Berechnungen der Forscher würde ein solcher hypothetischer Planet etwa alle 17.000 Jahre eine Umlaufbahn um die Sonne absolvieren und an seinem weitesten Punkt von unserem Zentralstern mehr als 660 Astronomische Einheiten ausschwingen, wobei ein AU die durchschnittliche Entfernung wäre zwischen der Erde und der Sonne.

Wissenschaftler glauben, dass Objekte im Kuipergürtel, einer riesigen Region von Zwergplaneten und eisigen Gesteinen, die die Ränder unseres Sonnensystems jenseits der Umlaufbahn von Neptun bevölkern, hauptsächlich zur Melodie der Riesenplaneten Saturn, Jupiter, Uranus und Neptun, beeinflusst werden durch ihre Schwerkraft entweder direkt oder indirekt.

Es gibt jedoch einige wenige bekannte Kuiper-Belt-Objekte (KBOs), die von den bekannten Riesenplaneten in ihren aktuellen Umlaufbahnen wahrscheinlich nicht wesentlich gestört werden. Von den Autoren als "extreme KBOs" (eKBOs) bezeichnet, haben alle diese extrem große Exzentrizitäten, dh sie kommen an einer Stelle ihrer Umlaufbahn sehr nah an die Sonne heran, um dann einmal weit in den Weltraum zu schwingen Sie passieren die Sonne auf langen elliptischen Bahnen, die diese seltsamen Miniwelten Hunderte von AUs von der Sonne entfernt nehmen.

"Wir haben die Daten dieser am weitesten entfernten Objekte des Kuipergürtels analysiert", sagte Malhotra, "und merkten etwas Eigenartiges, was darauf hindeutet, dass sie in irgendeiner Art von Resonanzen mit einem unsichtbaren Planeten waren."

In ihrer Arbeit "Corralling a Distant Planet mit extrem resonanten Kuipergürtelobjekten" weisen Malhotra und ihre Koautoren Kathryn Volk und Xianyu Wang auf Besonderheiten der Bahnen der extremen KBOs hin, die bis jetzt unbemerkt geblieben sind: Sie fanden heraus, dass die die Umlaufperiodenverhältnisse dieser Objekte liegen nahe bei Verhältnissen von kleinen ganzen Zahlen. Ein Beispiel dafür wäre ein KBO, das einmal um die Sonne reist, während ein anderer zweimal so lange oder dreimal so lang oder viermal so lang usw., aber nicht etwa 2, 7 mal so lange braucht.

Nach Ansicht der Autoren können solche Verhältnisse am natürlichsten auftreten, wenn die Umlaufzeiten der extremen KBOs in kleinen ganzen Zahlenverhältnissen mit einem massiven Planeten liegen, was helfen würde, die stark elliptischen Umlaufbahnen von eKBOs zu stabilisieren.

Die Ergebnisse unterstützen frühere Arbeiten anderer Wissenschaftler, die zeigten, dass sechs dieser Körper auf stark exzentrischen Bahnen reisen, deren lange Achsen alle in die gleiche Richtung weisen. Diese Anhäufung von Orbitalparametern der am weitesten entfernten KBOs deutet auf einen großen planetengroßen Körper hin, der seine Umlaufbahnen führt.

Eine weitere Veröffentlichung, die Anfang des Jahres veröffentlicht wurde, präsentierte die Ergebnisse numerischer Simulationen, die eine Reihe von Möglichkeiten für die Masse und die Umlaufbahn eines solchen hypothetischen Planeten bieten, die für die beobachtete Häufung von eKBO-Bahnen verantwortlich sein könnten.

"Unser Papier liefert genauere Schätzungen für die Masse und Umlaufbahn, die dieser Planet haben würde, und, noch wichtiger, Einschränkungen für seine aktuelle Position innerhalb seiner Umlaufbahn", sagte Malhotra.

Die Berechnungen des Teams lassen auch zwei wahrscheinliche Orbitalebenen für den Planeten vermuten: eine nahe der mittleren Ebene des Sonnensystems und nahe der mittleren Ebene der vier eKBOs bei etwa 18 Grad und eine steilere Ebene, die um etwa 48 Grad geneigt ist.

Während die Ergebnisse zusätzliche Unterstützung für die Idee eines möglichen "Planeten Neun" liefern und mögliche Szenarien aufzeigen, betonen die Autoren, dass ihre Arbeit nicht als endgültiger Beweis für die Existenz des Planeten betrachtet werden sollte.

Zum einen sind die sehr fernen und schwachen KBOs nicht sehr lange beobachtet worden, und aufgrund ihrer winzigen scheinbaren Bewegung entlang ihrer immens langen Reisen um die Sonne sind die Schätzungen für ihre Nähe zu ganzzahligen Verhältnissen der Umlaufzeiten mit Unsicherheiten behaftet nur durch mehr Beobachtungen eingegrenzt werden.

Die Autoren weisen auch darauf hin, dass die langen Orbitalzeitskalen in diesem Bereich des äußeren Sonnensystems es erlauben können, dass formal instabile Orbits sehr lange, möglicherweise sogar bis zum Alter des Sonnensystems, ohne die Hilfe von Orbitalresonanzen bestehen bleiben. In diesem Szenario können Bahnen, deren geordnete Parameter als Beweis für den stabilisierenden Einfluss eines ungesehenen Planeten erscheinen, tatsächlich in der Verschlechterung begriffen sein, wurden aber nicht lange genug beobachtet, um es zu zeigen.

Zukünftige Beobachtungen und Studien über die dynamischen Lebensdauern nicht resonanter Umlaufbahnen in den fernen Regionen des äußeren Sonnensystems könnten dazu beitragen, die Existenz und den Verbleib eines neunten Planeten weiter zu untersuchen, schreiben Malhotra und ihre Koautoren.

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