Hvorfor tog det så lang tid at opdage Planet Nine?

To California Institute of Technology -forskere lavede for nylig overskrifter, da de offentliggjorde en artikel i Astronomical Journal, meddelte, at de havde fundet tegn på en kæmpe planet på kanten af ​​vores solsystem, bevæger sig i en mærkelig, langstrakt bane så langt som 150 milliarder kilometer fra solen.

Den nyopdagede verden, som de kaldte Planet Nine, synes at være 15 gange længere fra solen end Pluto og omkring 5, 000 gange mere massiv end dværgplaneten, som blev frataget sin planetstatus i fuld størrelse og degraderet af International Astronomical Union tilbage i 2006.

“Dette ville være en rigtig niende planet, ”Caltech professor i planetarisk astronomi Mike Brown, hvem fandt beviserne for planeten, sammen med kollega Konstantin Batygin, forklaret i en pressemeddelelse. I modsætning til Pluto, Planet Nine kunne være så massiv, at dens tyngdekraft dominerer en region i solsystemet, der er større end nogen af ​​de andre kendte planeter-noget, som Brown sagde, gør den til "den mest planet-y af planeterne i hele solsystemet."

Men dem, der ikke er rumforskere, er måske lidt forundrede. Hvis Planet Nine er så gosh-darned humongous, så hvorfor det tog så lang tid, før nogen indså, at det var derude? Og hvorfor har ingen egentlig set det? (Brown og Batygin fandt ud af, at det sandsynligvis eksisterer ved hjælp af matematisk modellering og computersimuleringer, ikke direkte observation.)

Men når vi tænker sådan noget, vi afslører kun, hvor lidt vi ved om vores solsystems enorme skala, og udfordringen med at læse den store vidde. Hvis noget, Hvad der virkelig er bemærkelsesværdigt er, at nogen overhovedet kunne opdage Planet Nine. At gøre det krævede ikke kun opfindsomhed, men en række tidligere opdagelser og falske starter, der til sidst gav spor om den sandsynlige eksistens af den gigantiske verden.

En ting, der gør Brown og Batygins opdagelse endnu mere bemærkelsesværdig, er, at Planet Nine kunne være den første sande planet (undskyld, Pluto), der er blevet opdaget siden 1846. Det var da den tyske astronom Johann Gottfried Galle officielt observerede planeten Neptun for første gang. Han vidste, hvor han skulle lede, fordi to andre forskere, John Couch Adams fra Storbritannien og franskmanden Urbain Jean Joseph Le Verrier, havde bemærket, at planeten Uranus blev trukket lidt ud af sin normale bane, og beregnet, at virkningen var forårsaget af endnu en ukendt planet.

Astronomer tyer ofte til sådanne slutninger for at gøre opdagelser, fordi det virkelig er at observere objekter i planet på tværs af de store vidder rigtig hård. Når de er i stand til at opdage ekstrasolare planeter, for eksempel, det er normalt ved at opdage deres virkning på stjernerne, at de kredser.

Selvom Planet N fremstår tættere på end de verdener, det er stadig hundredvis af gange så langt væk fra solen som vores planet. Det er så langt væk, at sollyset, der falder på det, ville være omkring 300, 000 gange svagere end det lys, der når os, som SETI Institute senior astronom Seth Shostak har skrevet. Et objekt, der er så langt væk og reflekterer så lidt lys ved et teleskop, ville være skræmmende svært at få øje på, selvom du vidste stort set, hvor du skulle lede.

"Det er så langt væk, at det er ganske svagt!" Brown forklarede i en e -mail.

Som Brown beskrevet i dette blogindlæg, astronomer har søgt efter en anden planet på kanten af ​​solsystemet i 160 år. De brugte meget af den tid på at studere positionerne på de kendte planeter til spor, selvom det viste sig at være en blindgyde takket være en analyse fra 1993, der viste, at de var præcis, hvor de skulle være.

Men astronomernes opdagelse i begyndelsen af ​​1990'erne af Kuiperbæltet, en region fyldt med tusinder af små genstande, givet nye spor. I marts 2014, en Nature -artikel af astronomerne Chad Trujillo og Scott Sheppard bemærkede, at nogle af de fjerneste Kuiper Belt -objekter havde usædvanlige kredsløbslinjer og antydede, at effekten var forårsaget af tyngdekraften fra en lille planet. Denne idé blev til sidst modbevist ved computersimuleringer, ifølge Brown, men i september Brasilianske og japanske astronomer foreslog, at et andet sæt Kuiper Belt -objekter blev påvirket af en uopdaget planets tyngdekraft.

Da Brown og Batygin overvejede de andre forskeres fund, de begyndte at se en ny mulighed. Ifølge en pressemeddelelse fra Caltech, de indså til sidst, at de seks fjerneste objekter i Trujillos og Sheppards undersøgelse alle fulgte elliptiske baner, der pegede i samme retning i rummet, hvilket var svært at forklare, fordi objekterne bevæger sig i kredsløb med forskellige hastigheder. De kørte adskillige computersimuleringer for at teste forskellige mulige forklaringer. “Computerne er blevet stadig mere kraftfulde, så vi kan lave flere simuleringer hurtigere end nogensinde, ”Forklarede Brown i sin e -mail.

Til sidst, parret så, at hvis de kørte simuleringer ved hjælp af en hypotetisk massiv planet i det, der kaldes en anti-justeret bane-en sti, hvor planetens perihelion, eller nærmeste tilgang til solen, er 180 grader fra alle de andre objekter og kendte planeter i solsystemet - deres seks underligt opførende objekter bevægede sig i den mærkelige opstilling, som de faktisk gør i virkeligheden.

Men mens Brown og Batygin har fundet ud af den barske bane på Planet Nine, de kender ikke planetens præcise placering. Så det kan tage et stykke tid for nogen at observere det i et teleskop. Brown har sagt, at mens han gerne ville være den første til at se det, han håber også, at andre astronomer vil blive inspireret til at deltage i søgningen.

Selvom det er almindeligt accepteret, at Neptun blev opdaget i 1846, Fysikeren ved University of Melbourne David Jamieson har argumenteret for, at Galileo Galilei kan have identificeret den fjerne planet tilbage i 1613. Det har længe været kendt, at Galileo opdagede Neptun med sit teleskop, men videnskabshistorikere troede, at han havde forvekslet det med en stjerne. I en artikel fra Space.com fra 2009, imidlertid, Jamieson sagde, at han havde fundet notater i Galileos notesbog, der tyder på, at den banebrydende astronom indså, at det var en planet.