På jagt efter den niende planet

En doktorand ved University of Michigan har logget to beviser, der kan understøtte eksistensen af ​​en planet, der kunne være en del af vores solsystem, ud over Neptun.

Nogle astronomer tror, ​​at denne påståede planet, kaldet Planet Nine, eksisterer på grund af den måde, nogle objekter i rummet, kaldet "trans-neptuniske objekter, "eller TNO'er, opføre sig. Disse TNO'er er stenrige objekter mindre end Pluto, der kredser om solen i en større gennemsnitlig afstand end Neptun. Men banerne for de fjerneste af disse TNO'er - dem, hvis gennemsnitlige afstand til solen er mere end 250 gange så langt som Jordens afstand - ser ud til at pege i samme retning. Denne observation fik først astronomer til at forudsige eksistensen af ​​Planet Nine.

For at disse TNO'er bliver justeret i de baner, de i øjeblikket indtager på grund af Planet Nines indflydelse, astronomer siger, de ville have været i solsystemet i mere end en milliard år. Imidlertid, nogle astronomer tænker på den tid, nogle af disse objekter skulle enten have smadret ind på en anden planet, blevet kastet i solen, eller ricocheted ud i rummet af andre planets tyngdekraft.

UM-forskningen, ledet af Juliette Becker, en kandidatstuderende ved Institut for Astronomi, bestod af et stort sæt computersimuleringer, som afdækkede to fund om disse TNO'er. Først, forskerne etablerede en version af Planet Nine, der sandsynligvis ville få vores solsystem til at se ud, som det gør i øjeblikket, ved at forhindre TNO’erne i at blive ødelagt eller smidt ud af solsystemet. Sekund, simuleringerne forudsiger, at der er en proces, som de kalder "resonanshopping", hvormed en TNO springer mellem stabile baner. Denne proces kan forhindre TNO'erne i at blive skubbet ud af solsystemet.

I hver enkelt simulering, forskerne testede forskellige versioner af Planet Nine for at se, om den version af planeten, med sine tyngdekræfter, resulterede i den samme version af solsystemet, som vi ser i dag.

"Fra det sæt simuleringer, vi fandt ud af, at der er foretrukne versioner af Planet Nine, der gør, at TNO’en forbliver stabil i længere tid, så det øger stort set sandsynligheden for, at vores solsystem eksisterer, som det gør, "Sagde Becker." Gennem disse computersimuleringer, vi var i stand til at bestemme, hvilken erkendelse af Planet Nine der skaber vores solsystem - hele forbeholdet her er, hvis Planet Nine er ægte. "

Gruppen, som omfatter UM fysikprofessorer David Gerdes og Fred Adams samt kandidatstuderende Stephanie Hamilton og bachelor Tali Khain, undersøgte også resonansen af ​​disse TNO'er med Planet Nine. En orbital resonans opstår, når objekter i et system med jævne mellemrum udøver tyngdekræfter på hinanden, der får objekterne til at stille sig i et mønster.

I dette tilfælde, fandt forskerne, at lejlighedsvis, Neptun vil støde en TNO ud af sin orbitale resonans, men i stedet for at sende den TNO skitterende ind i solen, ud af solsystemet eller ind på en anden planet, noget fanger den TNO og begrænser den til en anden resonans.

"Det endelige mål ville være at se Planet Nine direkte - at tage et teleskop, peg den mod himlen, og se reflekteret lys fra solen, der hopper ud fra Planet Nine, "Sagde Becker." Da vi endnu ikke har kunnet finde det, trods mange mennesker kigger, vi sidder fast med den slags indirekte metoder. "

Astronomer har også en anden nyopdaget TNO til at inddrage i deres indirekte metoder til at opdage Planet Nine. Dark Energy Survey -samarbejdet, en stor gruppe forskere, herunder flere UM-forskere, har opdaget en anden TNO, der har en høj orbital hældning i forhold til solsystemets plan:den vippes omkring 54 grader i forhold til solsystemets plan.

I en analyse af dette nye objekt, Becker og hendes team har fundet ud af, at dette objekt også oplever resonanshopping i nærværelse af Planet Nine, viser, at dette fænomen strækker sig til endnu mere usædvanlige baner.