Jak odnaleźć dziewiątą planetę Układu Słonecznego? Drogę wskażą jej księżyce
Dowodów na jej istnienie nie ma żadnych. Mimo to zainteresowanie nią rośnie od czasu ukazania się kilka lat temu pracy, która sugerowała, że Neptun nie jest ostatnim globem Układu Słonecznego. Mowa o obiekcie nazwanym Planetą 9, który ma okrążać Słońce w odległości kilkaset razy większej niż Ziemia.
Astrofizyk Man Ho Chan z Chinese University w Hongkongu w publikacji, która ma się ukazać w „Astrophysical Journal” https://arxiv.org/abs/2301.13471 proponuje, aby zamiast uganiać się (po niebie) za samą planetą, lepiej skupić się na wypatrywaniu plamek ciepła emitowanego przez jej księżyce. W tak odległych i zimnych zakątkach Układu Słonecznego źródło ciepła może być tylko jedno – twierdzi. To grzanie pływowe generowane przez oddziaływanie grawitacyjne zachodzące pomiędzy księżycem a jego macierzystą planetą.
Czy dziewiąta planeta istnieje? Astronomowie są podzieleni
Planeta 9 w fachowej prasie astronomicznej zadebiutowała w 2016 r. Badacze z California Institute of Technology – Mike Brown i Konstantin Batygin – zwrócili uwagę na dziwne, ich zdaniem, zachowanie niektórych małych ciał lodowych wchodzących w skład pasa Kuipera.
Pas ten rozciąga się za orbitą Neptuna, ostatnią obecnie (po zdetronizowaniu Plutona) planetą obiegającą Słońce, odległą od niego o około 4,5 mld km. Może w nim przebywać, według różnych szacunków, od kilkudziesięciu tysięcy do kilkudziesięciu milionów małych obiektów. Najdalsze z nich krążą w odległości 7–8 mld km od Słońca. Łącznie określa się je terminem cubewano – od angielskiej wymowy pierwszej odkrytej planetoidy z tego obszaru nazwanej „QB1”.
Brown i Batygin doszli do wniosku, że część znanych obiektów ze strefy cubewano porusza się grupowo po podobnych do siebie orbitach, których kształt sugeruje, że mogą się znajdować pod grawitacyjnym wpływem jakiegoś dużego ciała niebieskiego. Z wstępnych wyliczeń badaczy wynikało, że ów obiekt – nazwany przez nich Planetą 9 – może być ok. pięć razy masywniejszy od Ziemi i znajdować się w odległości 40–50 mld km od Słońca, czyli około dziesięć razy dalej niż Neptun. W kolejnej publikacji, z 2021 r., skorygowali ów dystans, nieco przybliżając Planetę 9 do Słońca, ale nadal były to dziesiątki miliardów kilometrów.
Jak dotąd poszukiwania Planety 9 zakończyły porażką. Wypowiadający się w tej kwestii astronomowie podzielili się na kilka grup. Jedni twierdzili, że Brown i Batygin pospieszyli się ze swoimi analizami statystycznymi planetoid cubewano, bo wciąż znany jest tylko ułamek z nich. Inni sugerowali, że owa planeta jest w rzeczywistości małą czarną dziurą, albo obłokiem ciemnej materii, albo też tak zwaną dziką planetą (ang. rogue planet), która przemierza kosmiczne przestworza sobie tylko znanymi drogami. Szansa namierzenia któregoś z tych dziwów natury jest bliska zera – stwierdzono.
Jak szukać Planety 9? Io i Enceladus podsuwają podpowiedź
Man Ho Chan uważa, że standardowe polowanie na Planetę 9 w miejscach, gdzie teoretycznie powinno się ją najłatwiej wypatrzyć, może się okazać szukaniem igły w stogu siana. Istnieje bowiem prawdopodobieństwo, że porusza się ona niestandardowo – po orbicie, która nie jest kolista, czy też zbliżona do koła, ale silnie ekscentryczna (wydłużona), i na dodatek znacznie odchylona od płaszczyzny ekliptyki (okręgu na sferze niebieskiej „zakreślanym” przez Słońce).
Co pozostaje? Szukanie księżyców hipotetycznego globu – postuluje Man Ho Chan. Ocenia on, że jeśli Planeta 9 jest faktycznie pięciokrotnie masywniejsza od Ziemi, to wokół niej może krążyć nawet 20 satelitów. Byłaby to całkiem pokaźna gromadka znajdująca się pod wpływem grawitacyjnym globu, który uruchamiałby na swoich księżycach siłę pływową. Znamy ją dobrze z Ziemi – przyciąganie Księżyca generuje na naszej planecie pływy morskie. Taka siła jest jednak najpotężniejsza na niedużych ciałach niebieskich znajdujących się w sąsiedztwie ciał znacznie od nich masywniejszych. We wnętrzu tych pierwszych powstają wówczas tak silne odkształcenia i tarcia materii, że w efekcie zostaje ona bardzo mocno rozgrzana.
Przykładem jest Io, księżyc Jowisza znany z olbrzymiej aktywności wulkanicznej. Równocześnie Io jest też przyciągany. Poddany tym zmiennym presjom jest nieustannie deformowany w różnych kierunkach, a amplituda odkształceń może sięgać kilkudziesięciu metrów.
Ten sam czynnik odpowiada za gejzery wystrzeliwujące na wysokość nawet 100 km z powierzchni Enceladusa, niewielkiego księżyca Saturna. Choć Enceladus z wierzchu jest zimny i zlodzony, w jego wnętrzu nie brakuje ciepła. Pył krzemionkowy wyrzucany przez niektóre gejzery wraz z drobinkami lodu, mógł – zdaniem ekspertów – powstać w temperaturach przekraczających 90°C.
„Identyczny mechanizm być może rozgrzewa wnętrza księżyców Planety 9. I tego właśnie ciepła powinniśmy szukać daleko za pasem Kuipera” – doradza Man Ho Chan. Taki sygnał cieplny, zdaniem naukowca, mogłoby wykryć olbrzymie, a ostatnio dodatkowo wzmocnione, obserwatorium radioastronomiczne ALMA składające się z 66 anten ustawionych na pustynnym płaskowyżu w północnym Chile.