Пока указаний на существование девятой планеты очень мало, в основном это очевидное упорядочивание орбит шести самых дальних обитателей пояса Койпера. Их овальные орбиты все направлены примерно в одном направлении и лежат примерно в одной плоскости, предполагая, что на эту траекторию их загнала скрывающаяся в темноте планета, в пять-двадцать раз массивнее Земли.
Планетологи Майк Браун и Константин Батыгин из Калтеха объявили о находке этих свидетельств в январе. Теперь они опираются на них, чтобы уточнить свойства девятой планеты и сузить диапазон ее возможного местонахождения. Последние результаты работы ученых появились 20 июня в Astrophysical Journal Letters.
Среднее расстояние девятой планеты от Солнца, вероятнее всего, в 500-600 раз превышает расстояние от Земли до Солнца, сообщают Браун и Батыгин. Ее орбита сильно вытянута и наклонена на 30 градусов относительно остальной Солнечной системы, из-за чего планета проходит намного выше и ниже орбит восьми известных миров. Прямо сейчас она, по всей видимости, находится в самой удаленной от Солнца точке — в 250 миллиардах километров — в крупном участке неба около созвездия Орион.
Но все это ученые извлекли на основании странных орбит шести мерзлых миров. «Предположение о том, что там есть планета, не железное, — предупреждает Рену Малхотра, планетолог Аризонского университета в Тусоне. — Думаю, это стоит продолжать изучать. Имеется достаточно оснований не игнорировать эти свидетельства. Не нужно впадать в депрессию, если планеты там нет».
Малхотра и ее коллеги искали независимые доказательства существования девятой планеты. И думают, что нашли еще одну подсказку: орбитальные периоды тех шести тел грубо синхронизированы между собой, сообщили ученые в том же журнале. Например, самый далекий, карликовая планета Седна, обращается вокруг Солнца пять раз, тогда как ее сосед 2010 GB174 завершает восемь орбит. Такие синхронизированные орбиты обычно указывают на гравитационную связь между всеми вовлеченными телами. Но эти крошечные миры слишком малы, чтобы влиять друг на друга, говорит Малхотра, а значит, должен быть более массивный соучастник.
Планета раз в 10 массивнее Земли и вращающаяся вокруг Солнца примерно раз в 17 117 лет была бы в синхронизации с четырьмя из этих тел, выяснили Малхотра и ее коллеги. Следовательно, «девятая планета» находится примерно в 100 миллиардах километров от Солнца, или в 665 раз дальше, чем Земля от нашего светила.
Синхронизированные орбиты «весьма интригуют и очень интересны», говорит планетолог Скотт Шеппард из Научного института Карнеги в Вашингтоне. «Но нужно больше таких объектов, чтобы сказать, значимо это статистически или нет». Шеппард и Чед Трухильо из обсерватории Джемини в Хило на Гавайях также предположили в 2014 году, что орбиты десятка миров (включая вышеобозначенные шесть) в поясе Койпера могла бы объяснить девятая планета.
«Мы хотим найти больше этих малых тел, которые могли бы привести нас к большому телу», говорит Шеппард. Он и Трухильо охотятся на удаленные объекты пояса Койпера с помощью телесопов в Чили и на Гавайях. И небезуспешно: добавили несколько ледяных глыб в списки. Орбиты новых открытых тел также выстроены относительно друг друга и относительно предыдущей десятки. Но чтобы это подтвердить, нужны еще наблюдения и анализ. Шеппард и Трухильо уже зарезервировали телескопы на несколько этой осенью, когда созвездие Орион будет видно. «Поищем более удаленные объекты, — говорит он. — А может, и планету побольше».
Если новые объекты помогут астрономам определить положение девятой планеты, возможно, они смогут напрямую увидеть и ее. Ее холодная атмосфера (ниже -220 по Цельсию) может содержать только водород и гелий, которые хорошо отражают свет. Об этом сообщил Джонатан Фортни, планетолог из Калифорнийского университета в Санта-Крус, в статье от 20 июня в Astrophysical Journal Letters.
«Мы ожидаем, что планета, если она там, будет своего рода зеркалом, — говорит Фортни. — Мы считаем, что она должна быть яркой с беловатым оттенком». Ее атмосфера должна отражать 75% солнечного света, который ее достигает. В зависимости от размера, девятая планета может быть достаточно яркой, чтобы попасть в поле Dark Energy Survey, проекта по обследованию галактик и сверхновых в южном небе.
«Проблема в том, что мы не знаем, где искать», говорит Фортни.
Браун и Батыгин считают, что сузили область поиска до 2000 квадратных градусов в небе близ Ориона. «Это не так много, как можно было бы подумать», говорит Батыгин. Телескоп Субару на Гавайях, достаточно большой, чтобы обнаружить девятую планету, может покрыть этот кусок всего за 20 ночей. «Это большая просьба. Но наградой может быть расширение нашей планетарной семьи».