Belysning af en sti til Planet Nine

Søgningen efter Planet Nine – en antaget niende planet i vores solsystem – kan komme ned til at udpege de svageste orbitale spor i et utroligt mørkt hjørne af rummet.

Det er præcis, hvad Yale-astronomerne Malena Rice og Gregory Laughlin forsøger med en teknik, der øser spredt lys op fra tusindvis af rumteleskopbilleder og identificerer kredsløbsbaner for tidligere uopdagede objekter.

"Du kan virkelig ikke se dem uden at bruge denne form for metode. Hvis Planet Nine er derude, det bliver utroligt mørkt, " sagde Rice, hovedforfatter på en ny undersøgelse, der er blevet accepteret af The Planetary Science Journal .

Ris, en ph.d. studerende i astronomi og National Science Foundation Graduate Research Fellow, præsenterede resultaterne 27. oktober på det årlige møde i American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences.

Muligheden for en niende planet i Jordens solsystem, placeret uden for Neptuns kredsløb, har taget fart blandt astronomer i de senere år, da de har undersøgt de nysgerrige baner i en klynge af små, iskolde genstande i Kuiperbæltet. Mange astronomer mener, at justeringen af ​​disse objekter - og deres baner - peger på indflydelsen af ​​et uset objekt.

Selvom langt størstedelen af ​​det lys, der observeres fra planeter i solsystemet, er reflekteret lys, mængden af ​​reflekteret sollys falder dramatisk for en planet så fjern som Planet Nine, sandsynligvis være 12 til 23 gange så langt fra solen, som Pluto er.

Hvis det findes, Planet Nine ville være en såkaldt superjord. Det ville have fem til 10 gange Jordens masse, være placeret hundredvis af gange længere fra solen end Jorden er og 14 til 27 gange så langt fra solen som Neptun er, sagde Laughlin, seniorforfatter på det nye studie og professor i astronomi på Det Kunst- og Naturvidenskabelige Fakultet.

"Dette er en region i rummet, der er næsten fuldstændig uudforsket, " sagde Laughlin.

For at opdage objekter, der ellers ikke kan detekteres, Rice og Laughlin anvender en metode kaldet "shifting and stacking". De "skifter" billeder fra et rumteleskop – som at flytte et kamera, mens de tager billeder – langs foruddefinerede sæt af potentielle orbitale baner. Så "stabler" de hundredvis af disse billeder sammen på en måde, der kombinerer deres svage lys.

En gang imellem, lyset afslører en bane for et objekt i bevægelse, såsom en asteroide eller en planet.

Rice sagde, at skift og stabling tidligere er blevet brugt til at opdage nye solsystemmåner. Det er første gang, det er blevet brugt i stor skala til at søge i et stort område af rummet. Billederne hun og Laughlin brugte kom fra Transiting Exoplanet Survey Satellite, et rumteleskop, der normalt bruges til at søge efter planeter uden for vores solsystem.

Forskerne testede deres metode ved at søge efter lyssignaler fra tre kendte, trans-neptunske objekter (TNO'er). Næste, de foretog en blind søgning af to sektorer i det ydre solsystem, der kunne afsløre Planet Nine eller et hvilket som helst tidligere uopdaget Kuiper-bælt-objekter - og detekterede 17 potentielle objekter.

"Hvis selv et af disse kandidatobjekter er ægte, det ville hjælpe os til at forstå dynamikken i det ydre solsystem og de sandsynlige egenskaber af Planet Ni, " sagde Rice. "Det er overbevisende ny information."

Hun arbejder i øjeblikket med tidligere Yale postdoc Songhu Wang, et fakultetsmedlem ved Indiana University, at kontrollere de 17 kandidater ved hjælp af jordbaserede teleskopobjekter.

Laughlin sagde, at den vellykkede brug af forskydning og stabling i begrænset skala vil bane vejen for en bredere undersøgelse af det ydre solsystem, hvilket er særligt overbevisende i betragtning af muligheden for at finde en ny planet.

"Vi bør følge ethvert spor for at finde ud af mere information, " sagde Laughlin.

Rice sagde, at hun forbliver "agnostisk" over eksistensen af ​​Planet Nine og ønsker at fokusere på dataene. "Men det ville være smukt, hvis det var derude, " hun sagde.