Pulsar - wyjątkowy portal naukowy. Pulsar - wyjątkowy portal naukowy. Ilustracja Ron Miller
Kosmos

Dziewiąta planeta: istnieje czy nie, polowanie trwa

Czy w Układzie Słonecznym istnieje ukryty świat? Dzięki nowemu teleskopowi dowiemy się tego raz na zawsze. [Artykuł także do słuchania]

Większość astronomów chciałaby znaleźć planetę, ale Mike Brown może być jedynym, który się szczyci, że taki obiekt zlikwidował. Dzięki jego badaniom Pluton, dziewiąta planeta Układu Słonecznego, został usunięty z panteonu – a opinia publiczna płakała. Jak można ingerować w nasze dzieciństwo? Jak można mącić w naszych planetariach?

Jakąś dekadę temu córka Browna – mająca wówczas około 10 lat – zasugerowała mu sposób na odkupienie: odkryj inną planetę. „Kiedy to powiedziała, tylko się roześmiałem – mówi Brown. – Byłem pewien, że to się nigdy nie wydarzy.”

Jednakże Brown może być teraz bliski spełnienia życzenia swojej córki. Dowody zebrane przez niego i innych naukowców w ciągu ostatniej dekady sugerują, że coś dziwnego dzieje się w zewnętrznym Układzie Słonecznym: odkrywane są odległe obiekty subplanetarne poruszające się po orbitach, które wyglądają jakby zostały wyrzeźbione przez niewidoczną siłę grawitacji. Według Browna siła ta jest wytwarzana przez dziewiątą planetę – większą od Ziemi, ale mniejszą od Neptuna.

Nikt jeszcze nie odnalazł Planet Nine (Dziewiątej Planety). Jeśli naprawdę gdzieś istnieje, to jest zbyt daleko i zbyt słabo widoczna dla prawie wszystkich teleskopów. Ale to się wkrótce zmieni. Nowy teleskop, Obserwatorium Very C. Rubin w Chile, wkrótce otworzy swoje mechaniczne oczy. Kiedy to nastąpi, powinien uchwycić miliony wcześniej niewykrytych zjawisk niebieskich, od odległych supernowych po planetoidy w pobliżu Ziemi – i, co najważniejsze, dziesiątki tysięcy nowych obiektów w okolicach Plutona i poza nim.

Jeśli ukryty świat Browna naprawdę istnieje, Rubin prawie na pewno go odkryje lub znajdzie silne pośrednie dowody na jego istnienie. „W ciągu roku lub dwóch będziemy znali odpowiedź na to pytanie” – mówi Megan Schwamb, planetolożka z Queen’s University Belfast w Irlandii Północnej – i być może w Układzie Słonecznym znów pojawi się dziewiąta planeta.

Czekające na swoje otwarcie Obserwatorium Very C. Rubin znajduje się na szczycie pasma górskiego Cerro Pachón w Chile.NOIR Lab/NSF/AURA /F. BrunoCzekające na swoje otwarcie Obserwatorium Very C. Rubin znajduje się na szczycie pasma górskiego Cerro Pachón w Chile.

Kiedy Pluton został odkryty w 1930 roku, wydawał się samotną planetą na obrzeżach Układu Słonecznego. Ale na początku XXI wieku obserwatorzy nieba zauważyli, że Pluton ma towarzystwo: w badaniach tego mrocznego obszaru zaczęły pojawiać się inne, podobne do niego globy. W 2005 roku, korzystając z kalifornijskiego obserwatorium Palomar, Brown – astronom z California Institute of Technology – wraz z dwoma kolegami zobaczył odległą kulę, która zmieniła sposób, w jaki postrzegamy Układ Słoneczny.

Tą kulą była Eris. Znajdowała się niezwykle daleko – 68 razy dalej od Słońca niż Ziemia. Miała jednak średnicę ponad 2000 km, czyli nieco więcej niż Pluton. „W dniu, w którym odkryłem Eris i obliczyłem, jak może być duża, pomyślałem: »No dobra, to jest to. Koniec gry«” – wspomina Brown. Albo Eris miała stać się nową planetą, albo Pluton nie był tym, czym dotąd sądziliśmy.

W 2006 roku członkowie Międzynarodowej Unii Astronomicznej zdecydowali, że żeby ciało można było uznać za planetę, musi krążyć ono wokół gwiazdy, być wystarczająco masywne, aby grawitacja mogła je ścisnąć w kształt kuli, i mieć czystą orbitę. Pluton, który współdzieli swoją orbitę wraz z szeregiem innych, skromniejszych obiektów, nie zdołał pokonać trzeciej przeszkody, stał się więc „planetą karłowatą”. Jego degradacja nie sprawiła jednak, że on lub jego inni odlegli towarzysze stali się mniej kuszący dla astronomów.

Pluton i Eris są przedstawicielami Pasa Kuipera – mającego w przybliżeniu kształt torusa systemu lodowych odłamków pozostałych po czasach formowania się Układu Słonecznego. Istnieją niezliczone światy podobne do nich, znane jako obiekty transneptunowe, ale bardzo trudno je dostrzec.

Mimo to na początku XXI wieku Brown oraz dwaj współodkrywcy Eris, Chadwick Trujillo z Northern Arizona University i David Rabinowitz z Yale University, znaleźli ich całkiem sporo. Odkrycie jednego z nich, nazwanego Sedna, ogłosili w 2004 roku. Do Słońca najbardziej zbliża się ona na odległość 76 jednostek astronomicznych (76 AU; 1 AU odpowiada średniej odległości Ziemia-Słońce), co jest tak oszałamiającą odległością, że osoba stojąca na Sednie mogłaby przesłonić światło Słońca główką szpilki. W tamtych czasach był to najbardziej odległy obiekt, jaki kiedykolwiek wykryto w Układzie Słonecznym. W rzeczywistości znajduje się ona poza Pasem Kuipera i było ją widać jedynie jako rozmytą małą kropkę przesuwającą się między gwiazdami. Niektórzy określają Sednę jako ekstremalny obiekt transneptunowy (extreme trans-Neptunian object; ETNO). Chociaż słabo zbadane, ETNO są kluczowymi graczami w sadze o Planet Nine, która jest również nazywana Planetą X. „Sedna była naszą pierwszą wskazówką dotyczącą Planety X, chociaż wtedy jeszcze tego nie wiedzieliśmy” – mówi Brown.

W 2014 roku Trujillo (wówczas w Gemini Observatory na Hawajach) i astronom Scott S. Sheppard z Carnegie Science w Waszyngtonie opublikowali artykuł na temat Sedny i innego odległego obiektu o nazwie 2012 VP113, dla którego najmniejsza odległość od Słońca wynosi oszałamiające 80 AU. Oba obiekty tańczą tam i z powrotem przez heliopauzę – umowną granicę naszego Układu Słonecznego. Oddziela ona namagnesowany wiatr słoneczny od międzygwiezdnego gazu i pyłu. „Te dwa obiekty są klasą samą w sobie” – twierdzi Sheppard. Ich obecność wydawała się niemożliwa do wytłumaczenia.

Sedna i 2012 VP113 (wraz z kilkoma innymi, podobnie dziwnymi ciałami) znajdują się na orbitach tak rozciągniętych i odległych, że ich dziwną orbitalną autostradę wokół Słońca musiał wytyczyć wpływ grawitacyjny jakiegoś obiektu. Ale co to było? W tak dużych odległościach pola grawitacyjne planet olbrzymów, w tym Neptuna, nie mają żadnego znaczącego wpływu; jedynym obiektem, który powinien kształtować ich orbity, jest Słońce.

„Te obiekty znajdują się w martwej strefie” – mówi Sheppard. Wraz z innymi naukowcami doszedł do wniosku, że aby wyjaśnić ich nietypowe ruchy, należy odwołać się do niewidzialnego grawitacyjnego gracza. W 2014 roku Sheppard i Trujillo zasugerowali, że Sedna, 2012 VP113 i inne obiekty mogą mieć tak odległe orbity dzięki ukrytej planecie – o masie od dwóch do pięciu mas Ziemi – która przyciąga je i stopniowo modyfikuje kształty i położenia ich oryginalnych orbit.

Najlepszym sposobem na sprawdzenie, czy to prawda, jest wykorzystanie ETNO i ich orbit „jako sond grawitacyjnych zewnętrznego Układu Słonecznego” – wyjaśnia Sheppard. Pomysł ten spodobał się Brownowi, który zabrał badania Shepparda i Trujillo z 2014 roku do astronoma Konstantina Batygina z California Institute of Technology. Podczas gdy Brown jest raczej obserwatorem nocnego nieba, Batygin to teoretyk – ktoś, kto chce wiedzieć, dlaczego kartografia Układu Słonecznego jest taka, a nie inna. „Czerpię głęboką radość z rozwiązywania zagadek, których dostarczają obserwacje – mówi. – Dla mnie dreszczykiem emocji jest przeprowadzenie obliczeń i przetestowanie ich poprzez walkę z danymi”.

Brown i Batygin przyjrzeli się sześciu ETNO i zauważyli, że dzieje się coś dziwnego. W przeciwieństwie do ośmiu znanych planet, których orbity są w przybliżeniu kołowe i położone w tej samej płaskiej płaszczyźnie, znanej jako ekliptyka, te sześć obiektów – w tym Sedna – ma orbity eliptyczne i nachylone pod kątem około 20o do ekliptyki. Dla całej szóstki największe zbliżenia do Słońca zachodzą w tym samym obszarze przestrzeni kosmicznej. Wszystkie poruszają się zbyt daleko, by znaleźć się w zasięgu grawitacji Neptuna, niemniej wydaje się, że coś musiało ukształtować ich orbity.

Z modeli komputerowych Browna i Batygina wynikało, że jedynym rozsądnym wytłumaczeniem jest niewidoczna planeta o masie od pięciu do dziesięciu razy większej od masy Ziemi, krążąca w odległości nawet 700 AU. Ten glob, być może wygnany z cieplejszych rejonów Układu Słonecznego podczas jego wczesnych chaotycznych epok, zdołał uczepić się grawitacyjnych lin Słońca. Wędrując w odległych ciemnościach, wywarł swój własny wpływ grawitacyjny na sześć mijanych kul, kierując je na podobne, dziwaczne orbity.

Od czasu odkrycia Sedny w 2004 roku, koncepcja ogromnej nieznanej planety pojawiała się przy wielu okazjach. Ale artykuł Browna i Batygina z 2016 roku, w którym autorzy przedstawili swoje obliczenia, był jasnym sygnałem: jesteśmy pewni, że Planeta X istnieje, teraz trzeba ją tylko znaleźć.

poszukiwanie brakującej planety jest z natury osobliwe. „Ile planet znajduje się w Układzie Słonecznym? – pyta Schwamb. – To powinno być łatwe pytanie, prawda? A wcale nie jest!”

Odnalezienie dziewiątej planety miałoby ogromne znaczenie. Oprócz pocieszenia tych, którzy wciąż opłakują degradację Plutona, takie odkrycie mogłoby zmienić naszą wiedzę o przeszłości Układu Słonecznego. Wszelkie obiekty w Pasie Kuipera i poza nim są „reliktami pozostałymi po formowaniu się planet” – wyjaśnia Schwamb. „Mówią nam o ukrytej historii, która w zasadzie została wymazana z Układu Słonecznego”. Czy planety zdołały uformować się tak daleko od Słońca, czy też tam wyemigrowały? W większości modeli ruchów planet wokół innych gwiazd występuje jakaś odmiana minineptuna. „To bardzo dziwne, że my go nie mamy” – twierdzi Schwamb.

Jeśli istnieje, Planeta X ma w porównaniu z Ziemią duże rozmiary – zdaniem Browna jej masa wynosi około siedmiu mas Ziemi. Znajduje się jednak tak daleko, że większość teleskopów nie jest w stanie jej wykryć. Ogólnie rzecz biorąc, obserwatoria mają wybór: albo szerokie pole widzenia, żeby za jednym razem widzieć więcej nocnego nieba, albo duże zwierciadło, żeby zbierać więcej światła z mniejszego obszaru i widzieć odległe, słabe obiekty. Przestrzeń kosmiczna jest dość rozległa, więc zogniskowanie obserwacji na jednym małym skrawku nieba w nadziei na znalezienie pojedynczego obiektu ma bardzo małe szanse powodzenia.

Poszukiwania próbowało prowadzić wielu astronomów – nie tylko Brown, Batygin, Sheppard i Trujillo. Znaleziono kilka kolejnych ETNO, w tym Goblina (odkrytego około Halloween 2015 roku), a także Farout i FarFarOut – następne sondy grawitacyjne mogące posłużyć do badań łowcom Planety X. Jednakże sama Planeta X dotąd wymyka się poszukiwaczom.

Istnieje oczywiście szansa, że nie uda im się jej znaleźć nie dlatego, że Planeta X jest dobrze zakamuflowana, ale dlatego, że jej po prostu nie ma. W ciągu ostatniej dekady pojawiły się różne alternatywne hipotezy próbujące wyjaśnić dziwnie zgrupowane orbit Sedny i jej kohorty.

Jedna z możliwości jest taka, że Planeta X faktycznie istnieje, ale ma istotnie mniejsze rozmiary – takie jak Mars – i znajduje się zupełnie gdzie indziej, na najbardziej zewnętrznej granicy Układu Słonecznego. W 2017 roku Kathryn Volk, specjalistka od dynamiki orbitalnej z University of Arizona, uznała, że orbity różnych obiektów transneptunowych wskazują na obecność w Pasie Kuipera globu podobnego do Marsa. Dodatkowe dane obserwacyjne dotyczące innych odległych obiektów podważyły hipotezę jej zespołu i chociaż możliwość istnienia Planety X o wielkości Marsa pojawia się nadal na konferencjach astronomicznych, astronomka jest teraz sceptyczna. „Obie hipotezy dotyczące Planety X są prawdopodobnie błędne – uważa Volk. – Nie sądzę, żeby którekolwiek z obecnych przewidywań było poprawne”.

W 2020 roku pewni naukowcy zasugerowali, że jeśli lodowy pierścień pierwotnych szczątków jest wystarczająco masywny, może również kształtować orbity kilku ETNO. Brown zauważa, że nachylone lodowe pierścienie widzimy wokół innych gwiazd, ale sądzi się, że są one utrzymywane w miejscu przez wpływ grawitacyjny innej potężnej planety, co sprawia, że takie wyjaśnienie jest bardziej skomplikowane niż samotna Planeta X.

Zasugerowano również, że być może przelatująca blisko gwiazda lub przemierzająca przestrzeń kosmiczną swobodna planeta mogły dawno temu przemieścić Sednę i jej przyjaciół na ich dziwne orbity. W 2019 roku naukowcy zastanawiali się nawet, czy winowajcą może być mała czarna dziura. Kiedy opowiadam o tej opcji Brownowi, tylko się uśmiecha. „Mam to!” – mówi i znika na chwilę, po czym wraca, trzymając kulę wielkości piłki do siatkówki. „To czarna dziura o masie siedmiu mas Ziemi. Jeden z moich studentów wydrukował ją dla mnie w 3D.” Brown chichocze. „Wiemy, że istnieje obiekt o masie siedmiu mas Ziemi. ale czym on jest, to już nie – mówi. – To może być planeta, to może być czarna dziura, kot albo burrito. Wszystko to są możliwości – niektóre sensowne, inne nie.” Odkłada swoją malutką czarną dziurę. „Planeta to naprawdę prozaiczne wyjaśnienie”. Przecież przez cały czas odkrywamy takie planety na orbitach wokół odległych gwiazd.

Jeśli chodzi o alternatywne wyjaśnienia, Trujillo jest nieco ostrożniejszy. Uważa, że hipotezy te mogą być słuszne i zasługują na zbadanie. „Tak naprawdę nadal nie wiemy, w jaki sposób Sedna i inne ETNO się tam znalazły” – mówi Trujillo. Pozostaje jednak faktem, że „nieodkryta duża planeta jest nadal realną możliwością”.

Choć nie tak stanowczy jak Brown, Batygin z pewnością jest optymistą. W astrofizyce „większość hipotez jest błędna – mówi. – Najbardziej zaskakującą rzeczą, z jaką spotkałem się w ciągu ostatnich ośmiu lat w związku z tym konkretnym problemem, jest to, że nie było żadnego innego przekonującego alternatywnego rozwiązania”.

Sprawa Planety X. 
Kilka obiektów w zewnętrznym Układzie Słonecznym wydaje się mieć dziwne orbity, które trudno wytłumaczyć, chyba że jakieś ukryte ciało steruje nimi za pomocą grawitacji. Naukowcy podejrzewają, że tym ukrytym ciałem jest nieodkryta dziewiąta planeta znajdująca się w odległych zakątkach Układu Słonecznego, która kształtuje trajektorie tych obiektów wokół Słońca.Źródło: Caltech/R. Hurt (IPAC ) (dane dotyczące orbit ETNO i Planet Nine), Grafika Jen ChristiansenSprawa Planety X. Kilka obiektów w zewnętrznym Układzie Słonecznym wydaje się mieć dziwne orbity, które trudno wytłumaczyć, chyba że jakieś ukryte ciało steruje nimi za pomocą grawitacji. Naukowcy podejrzewają, że tym ukrytym ciałem jest nieodkryta dziewiąta planeta znajdująca się w odległych zakątkach Układu Słonecznego, która kształtuje trajektorie tych obiektów wokół Słońca.

Prawdopodobnie największym wyzwaniem dla Planety X jest sugerowana możliwość, że Sedna i spółka wcale nie mają dziwnych orbit. Astronomowie nie mogą dobrze obserwować każdego obszaru kosmosu. Jeśli obserwatorium dotknie zła zimowa aura, zabraknie danych dla jakiegoś zakątka nocnego nieba. Większość czasu na swoich niewyobrażalnie długich orbitach ETNO spędzają tak daleko od Ziemi, że ich odbite światło słoneczne widzimy tylko wtedy, gdy pojawią się najbliżej Słońca. Jest jeszcze Droga Mleczna. Nasz Układ Słoneczny znajduje się w jednym z ramion naszej Galaktyki, a gdy patrzymy w jej głąb, widzimy jedynie światło gwiazd. To piękne, ale irytujące dla astronomów. „Nikt nie znajduje obiektów transneptunowych tam, gdzie przebiega Droga Mleczna – mówi Samantha Lawler, astronomka z University of Regina w Kanadzie. – Jeśli w tle pojawia się tak wiele gwiazd, trudniej znaleźć małą, rozmytą, poruszającą się kropkę, której szukamy”. Ponieważ astronomowie znają tylko niewielką liczbę ETNO i obiektów Pasa Kuipera, niektórzy naukowcy sceptycznie nastawieni do hipotezy Planety X uważają, że nie mamy wystarczających informacji, aby wiedzieć, czy światy takie, jak Sedna, rzeczywiście znajdują się na dziwnych orbitach, czy tylko na razie na takie wyglądają.

Można to sobie wyobrazić w następujący sposób: przebywamy w ciemności, ale mamy latarkę. Świecimy nią na fragment podłogi i widzimy w tym miejscu garstkę kulek (to Sedna i jej przyjaciele). Mając tylko tę informację, możemy pomyśleć, że musi istnieć jakiś szczególny powód, dla którego te kulki znajdują się akurat w tym miejscu. Ale na całej podłodze może być mnóstwo innych kulek – a gdybyśmy mogli je zobaczyć, zdalibyśmy sobie sprawę, że nasze pozorne skupisko wcale nim nie jest. Jest to po prostu przypadkowa grupa kulek na podłodze pokrytej chaotycznie rozmieszczonymi kulkami. Problem w tym, że na razie nasza latarka nie jest na tyle jasna i szeroka, byśmy mogli dostrzec resztę kulek.

Takie błędne wyobrażenie może być skutkiem tak zwanej selekcji obserwacyjnej. Aby sprawdzić, czy koncepcja Planety X nie jest obarczona tym błędem, Lawler i jej koledzy zwrócili się do astronomów z programu OSSOS (Outer Solar System Origins Survey; Badanie Początków Zewnętrznego Układu Słonecznego). W latach 2013–2017 OSSOS za pomocą teleskopu Canada-France-Hawaii Telescope przeskanował osiem obszarów nocnego nieba i zidentyfikował ponad 800 nowych obiektów z Pasa Kuipera. Osiem z nich znajduje się w średniej odległości od Słońca większej niż 150 AU, co czyni je ETNO – a zatem obiektami, które mogą zostać wykorzystane jako sondy grawitacyjne dla Planety X. Ich orbity wcale nie są skupione.

Jeśli ukryta olbrzymia planeta wpływa na te osiem obiektów, powinny one wykazywać takie samo skupienie, jak te, na których podstawie wydedukowano istnienie Planety X. Ale tak nie jest. Dane OSSOS nie mogą wykluczyć istnienia Planety X, ale wyraźnie wskazują, że to, co wygląda na skupisko orbit ukształtowanych przez niewidzialny glob, może w rzeczywistości być iluzją. Autorzy innego badania, w którym w 2020 roku sprawdzali efekt selekcji obserwacyjnej, wykorzystując program Dark Energy Survey (Badanie Ciemnej Energii), doszli do tego samego wniosku. „Po co twierdzić, że istnieje coś nieznanego, jeśli nie można wykluczyć wyniku zerowego? – pyta Lawler. – To jest nasz argument”.

Sedno debaty polega na tym, że mamy do czynienia ze statystyką opartą na małych liczbach: znamy zbyt mało obiektów transneptunowych, aby astronomowie mogli potwierdzić jedną lub drugą tezę. „Agnostyczny punkt widzenia jest obecnie taki, że nie mamy wystarczającej ilości danych, aby zaakceptować którąkolwiek z opcji – mówi Pedro Bernardinelli, astronom z Institute for Data Intensive Research in Astrophysics and Cosmology na University of Washington. – Jestem przekonany, że prawdopodobnie niczego tam nie ma. Ale uważam też, że głupotą byłoby nie podejmować poszukiwań”. Na szczęście poszukiwania te wkrótce staną się o wiele łatwiejsze.

W maju 2024 roku ważąca prawie 3 t kamera wielkości samochodu została przeniesiona z miejsca montażu w Kalifornii na szczyt góry w Chile. Po 10-godzinnym locie i kilkudniowej, krętej, wyboistej jeździe, kamera o rozdzielczości 3200 megapikseli – największej na świecie – bez jednej rysy dotarła na szczyt wysokości 2600 m w paśmie górskim Cerro Pachón. Niczym klejnot w koronie monarchy, warta 168 mln dolarów kamera była prawie gotowa do umieszczenia w niemal ukończonym Obserwatorium Very C. Rubin.

Obserwatorium ujrzy swoje pierwsze światło na początku 2025 roku. Dzięki ogromnemu polu widzenia będzie robić zdjęcia całego nocnego nieba widocznego z półkuli południowej noc po nocy – jego zestaw zwierciadeł o wielkości domu będzie zbierać światło niezwykle odległych obiektów, co oznacza, że zostanie sfotografowane prawie wszystko, co migocze lub się porusza.

Obserwatorium Rubin – przedsięwzięcie finansowane przez amerykańską U.S. National Science Foundation i Department of Energy – zostało tak nazwane na cześć zmarłej, wybitnej astronomki, która, widząc, że gwiazdy i galaktyki trzymają się ze sobą razem bardziej, niż można by to wytłumaczyć samą grawitacją materii widzialnej, przedstawiła przekonujące dowody na istnienie ciemnej materii. Obserwatorium stworzono po to, aby odkrywać różnorodne bogactwo ukrytych obiektów – od odległych zapadających się gwiazd po miliony planetoid, a nawet garść obiektów międzygwiazdowych w naszym Układzie Słonecznym.

Pas Kuipera, którego populacja i struktura są znane jedynie fragmentarycznie, dzięki obserwatorium Rubin może zostać lepiej poznany. Przez prawie cztery dekady poszukiwań astronomowie znaleźli w nim jakieś 4000 obiektów. „Za sprawą obserwatorium Rubin liczba ta powinna wzrosnąć do około 40 tys.” – uważa Mario Jurić, astronom z University of Washington. Gdy opowiadam o tym Brownowi, ten tylko się śmieje. „A kogo to obchodzi?” – mówi rozbawiony. Jego jedynym obiektem zainteresowania jest Planeta X. I, jak twierdzi, teleskop Rubin prawdopodobnie ją znajdzie.

A oto, jak to zrobić. Aby zrealizować mnóstwo celów naukowych obserwatorium Rubin, astronomowie opracowują strategię prowadzonych przeglądów nocnego nieba. Zasadniczo będą one zautomatyzowane. Astronomowie nie mogą po prostu poprosić o czas pracy obserwatorium, tak jak to robi się w przypadku innych teleskopów. Algorytmy przetwarzające obrazy otrzymywane przez obserwatorium utworzą katalogi, które następnie będą udostępniane społeczności naukowej.

W przypadku badań Układu Słonecznego astronomowie uzyskają listę poruszających się obiektów – tych znanych i tych wcześniej niezidentyfikowanych – z parametrami orbitalnymi opartymi na bieżących obserwacjach teleskopu. Naukowcy poszukujący Planety X mogą następnie wykorzystać nowo odkryte obiekty transneptunowe, aby sprawdzić, czy liczba argumentów przemawiających za planetą rośnie, czy maleje.

Brown twierdzi, że po znalezieniu wielu obiektów ETNO stanie się jasne, czy – jak w przypadku Sedny i spółki – pojawiają się zgrupowane orbity, których można by oczekiwać, jeśli ukryta planeta istnieje. A ponieważ teleskop będzie obserwował całe niebo południowe, wszelka selekcja obserwacyjna zostanie szybko wykluczona. „Jeśli skupiska będą obecne, będzie to oznaczać, że Planeta X faktycznie jest” – mówi Brown.

Możliwe jest również, że wśród poruszających się obiektów wykrytych przez obserwatorium Rubin będzie sama Planeta X. Jeśli przypomina ona Urana lub Neptuna – jest gazową kulą z dużą ilością lodu – to odbija dużo światła, dzięki czemu można ją będzie łatwiej dostrzec. (Nawet w takim, najbardziej optymistycznym scenariuszu, na zdjęciu wykonanym przez teleskop prawdopodobnie będzie wyglądać jedynie jak punkcik światła). Z kolei, jak mówi Batygin, w pesymistycznym wariancie „jest to goła skała” – superciemny świat, praktycznie niewidoczny. „Niewątpliwie taka sytuacja byłaby do bani. Ale taka może być rzeczywistość. Dostaniemy, co dostaniemy, i będziemy się musieli z tym pogodzić. No, może niektórzy z nas się zdenerwują.”

Bernardinelli uważa, że „koszmarny scenariusz” miałby miejsce wtedy, gdyby planeta znalazła się na tle Drogi Mlecznej. „Bardzo trudno byłoby ją wypatrzeć”. Jurić ma nadzieję, że oprogramowanie obserwatorium Rubin będzie wystarczająco dobre, żeby usunąć to lśnienie gwiazd, co pozwoli ujawnić wszystko, co jest w nim ukryte. Czy to się uda? Jurić uważa, że tak, „ale na pewno nie wiadomo, dopóki się nie spróbuje”, mówi.

Pomijając najgorsze scenariusze, astronomowie spodziewają się, że misja szukania Planety X zakończy się za kilka lat. W ciągu zaledwie jednego roku Ziemia (i obserwatorium Rubin) jeden raz okrążą Słońce. Tylko niesprzyjająca pogoda uniemożliwi nam zobaczenie tego, co jest na niebie; zły zimowy sezon może pozbawić nas jednego miesiąca pełnego pokrycia nieba, ale teleskop powinien być w stanie uchwycić to w następnym roku.

„Z każdym rokiem, w którym nie znajdujemy Planety X, prawdopodobieństwo jej istnienia dramatycznie spada” – uważa Jurić. A po kilku latach istnienie (lub nieistnienie) Planety X będzie dla większości astronomów jednoznaczne. Teleskop Rubin jest „idealnym łowcą planet – twierdzi Schwamb. – Nie sądzę, by jakikolwiek inny instrument na świecie był w stanie tego dokonać”.

Większość astronomów z radością czeka na to, co odkryje obserwatorium. Schwamb, której promotorem doktoratu był nie kto inny, jak Mike Brown, zachowuje ostrożność. „Będę mile podekscytowana, jeśli znajdziemy planetę – mówi. – Nie będę też aż tak zaskoczona, jeśli jej nie będzie”.

Z kolei Brown i Batygin nigdy nie byli bardziej pewni. W pracy z 2024 roku przeanalizowali orbity 17 obiektów transneptunowych, z których wszystkie mają dziwną cechę: ich największe zbliżenia do Słońca mogą sięgać nawet orbity Jowisza. Obiekty, które w ten sposób przecinają orbitę Neptuna, powinny zostać wyrzucone z Układu Słonecznego; jak więc owe ciała mogą istnieć obecnie? Naukowcy przypuszczają, że coś łapie kule, które przebywają na samym skraju Układu Słonecznego, i umieszcza je na orbitach, które prowadzą je znacznie bliżej Słońca, niż gdyby takiego czegoś nie było.

W badaniu wykorzystano wirtualne rekonstrukcje Układu Słonecznego i próbowano sprawdzić, jakiego rodzaju obiekty mogły wpływać grawitacyjnie na te orbity – w tym przelatujące gwiazdy, samą Drogę Mleczną i Planetę X. Według naukowców, wersje rzeczywistości bez Planety X nie mają sensu. Wynik ten jest „najsilniejszym dotąd statystycznym dowodem, że Planeta X naprawdę istnieje” – mówi Batygin.

Jeśli planeta rzeczywiście istnieje, jest duża szansa, że Brown i Batygin wcale nie będą jej odkrywcami. Jak twierdzi Jurić, obserwatorium Rubin może automatycznie ją wykryć, po czym inna grupa astronomów zapoznająca się z danymi potwierdzi, że obiekt jest realny. Alternatywnie, samo oprogramowanie teleskopu nie zidentyfikuje jej automatycznie, ale jakiś astronom może znaleźć Planetę X, używając własnego oprogramowania do przeglądania obrazów lub analizując listę poruszających się obiektów, które teleskop wypatrzył, ale nie oznaczył jako kandydatów na Planetę X. Batygin, typowy teoretyk, twierdzi że odkrycie jest najważniejsze, niezależnie od tego, kto go dokona. „Chcę tylko poznać odpowiedź” – mówi.

Jeżeli Planeta X okaże się faktem, „moją natychmiastową reakcją będzie ulga” – mówi Brown. Przyznaje, że gdyby to nie on zobaczył ją pierwszy, poczułby początkowo frustrację. „Bardzo chciałbym ją odkryć” – mówi. Będzie jednak zadowolony, jeśli okaże się, że wraz z kolegami mieli rację, a on sprostał wyzwaniu swojej córki, i że historia Układu Słonecznego zmienia się po raz kolejny, częściowo dzięki jego badaniom.

„Istnieje bardzo duża szansa, że za kilka lat będziemy badać Planetę X” – twierdzi Brown. Każdy teleskop, zarówno na Ziemi, jak i w kosmosie, będzie mógł skupić się na jej tajemnicach. Brown uważa, że bez względu na to, czym się okaże, „będzie to najlepsza planeta w Układzie Słonecznym”.

Świat Nauki 2.2025 (300402) z dnia 01.02.2025; Planetologia; s. 26
Oryginalny tytuł tekstu: "Polowanie na dziewiątą planetę"

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną