“Dziewiąta Planeta” wciąż dzieli naukowców

Dziewiąta Planeta i jej oddalenie od Słońca (wizualizacja artystyczna), fot. Tom Ruen/Wikimedia Commons
Dziewiąta Planeta i jej oddalenie od Słońca (wizualizacja artystyczna), fot. Tom Ruen/Wikimedia Commons
Tajemniczy obiekt, który wedle obliczeń Michaela Browna i Konstantina Batygina krąży na rubieżach Układu Słonecznego, od dobrych kilku lat dzieli środowisko naukowe. Podczas gdy duet szuka dowodów na poparcie swojej hipotezy, inni astronomowie dążą do alternatywnych wyjaśnień nietypowych zjawisk, które tam zaobserwowano. Jest nawet pomysł, jak rozwiązać ten spór raz na zawsze.

Nie wiem, jak was, ale mnie jeszcze za czasów szkolnych uczono, że dziewiątą planetą od słońca jest Pluton. Ten stan wiedzy zmienił się w 2006 roku, gdy Międzynarodowa Unia Astronomiczna odebrała mu status planety, tworząc przy okazji kategorię planet karłowatych (poza Plutonem jest ich kilka w naszym układzie). Oznacza to mniej więcej tyle, że wymazując z listy odkrycie Clyde’a Tombaugha z 1930 roku, nową planetę w Układzie Słonecznym po raz ostatni odkryliśmy w… 1846 roku. Kopę lat. Mimo to od dekad kolejni uczeni przeczesują kosmos, snując wizje planet, które przestały już istnieć lub nadal nie znalazły się w zasięgu naszej aparatury. Rozwój nauki i poszerzanie możliwości obserwacyjnych wbrew pozorom wcale nie stoi temu na przeszkodzie. Dziewiąta Planeta, której istnienie sugerują naukowcy z uznanego przecież California Institute of Technology, jest tego najlepszym przykładem.

Na czym opierali się Michael E. Brown i Konstantin Batygin?

Orbita hipotetycznej planety i orbity sześciu planetoid, które zostały zmienione po jej bliskim przejściu, fot. Wikimedia Commons
Orbita hipotetycznej planety i orbity sześciu planetoid, które zostały zmienione po jej bliskim przejściu, fot. Wikimedia Commons

Dziewiąta Planeta (ang. Planet Nine), jak naukowcy z CalTechu nazwali swoje hipotetyczne odkrycie, to rzecz stosunkowo nowa. Ich badania opublikowano w 2016 roku na łamach prestiżowego “The Astronomical Journal”. Głównym autorem hipotezy jest Michael E. Brown – specjalista od Pasa Kuipera, odkrywca wielu obiektów transneptunowych. Naukowiec bywa też zaliczany do tych, którzy zabili Plutona, ponieważ był jednym z orędowników degradacji byłej planety. Brown współpracował z adiunktem Konstantinem Batyginem – wschodzącą gwiazdą amerykańskiej astronomii. Choćby ze względu na dotychczasową działalność i uznanie w branży ich hipoteza wielu przekonuje.

Jako że Brown jest jednym z najważniejszych badaczy Pasa Kuipera, trudno odmówić mu kwalifikacji. Wraz z Batyginem przeprowadzili oni komputerowe symulacje, które wyjaśniają nietypowe, prostopadłe do ekliptyki, a przy tym mocno eliptyczne i ukierunkowane w jedno miejsce orbity sześciu obiektów transneptunowych. Zgodnie z tymi obliczeniami, na rubieżach Układu Słonecznego musiałaby orbitować jeszcze nieodkryta, hipotetyczna, Dziewiąta Planeta. Byłaby tak mocno oddalona od Słońca, że jej okres orbitalny wynosiłby od 10 000 do nawet 20 000 lat ziemskich. W kolejnych latach panowie nie odpuszczali swoich dociekań. W jednym z późniejszych artykułów przyznali co prawda, że prawdopodobieństwo błędnej obserwacji, która zaowocowała odkryciem, wynosi 1 do 500. Niewiele później wrócili jednak z kolejnymi symulacjami, tym razem odtwarzającymi ewolucję obrzeży Układu Słonecznego. Dodali przy tym, że odkrycie obiektu, potwierdzającego ich hipotezy, powinno nastąpić najdalej w ciągu dekady.

Badania Browna i Batygina, choć mają w środowisku astrofizyków wielu przeciwników, to słuszna działalność. Dokładnie w ten sam sposób na przestrzeni wieków odkrywano inne, odległe nam obiekty. Obliczając pozycję danego obiektu i zauważając jego odchylenia od normy, domniemano, że znajduje się za nim coś, co powoduje dane zjawiska. Po latach obserwacji weryfikowano słuszność. W ten sposób odkryliśmy choćby Uran czy Neptun. Oczywiście błędy w obliczeniach bywały także powodem do “tworzenia” nieistniejących planet jak sugerowany w XIX wieku Wulkan. Obaj badacze nie upierają się zresztą, że ich hipoteza jest słuszna. Widzą jednak wiele argumentów “za” i – przynajmniej na razie – mogą odpierać zarzuty innych uczonych.

Za orbitą Neptuna znajdziemy niejedną ciekawostkę, ale czy będzie to Dziewiąta Planeta?

Artystyczna wizualizacja czarnej dziury z koroną, fot. NASA/JPL-CalTech
Artystyczna wizualizacja czarnej dziury z koroną, fot. NASA/JPL-CalTech

Problem z badaniami Browna i Batygina jest taki, że statystyczne niedociągnięcia uniemożliwiają poważne traktowanie ich hipotezy. Choćby David Jewitt, a więc sam odkrywca Pasa Kuipera, zwraca uwagę, jak niewielkie (0,007%) jest prawdopodobieństwo zaobserwowanie takiego układu planetoid, jaki posłużył badaczom za punkt wyjścia. Nie brak też głosów (A. A. Sefilian, J. R. Touma, 2018), że obiekty mogą też wzajemnie na siebie oddziaływać, tworząc takie systemy planetoid bez koniecznej obecności dodatkowej siły grawitacyjnej w tym miejscu. W ostatnich latach temat Dziewiątej Planety wraca zatem dość regularnie. Jedni dywagują, czy mówimy o gazowym lub lodowym gigancie, czy może o superziemi (ostatnia wersja hipotezy Browna i Batygina). Inni powodów anomalii w Pasie Kuipera doszukują się w zbiorczej sile grawitacyjnej obiektów transneptunowych.

Ostatnio pojawiły się natomiast nowe hipotezy na ten temat – fani teorii Browna i Batygina nie będą jednak zadowoleni. Obserwując nietypowe zachowania grup obiektów transneptunowych, część środowiska astrofizycznego nie tylko wykluczyła obecność kolejnej planety w naszym układzie. W zeszłym roku Jakub Scholtz (Uniwersytet w Durham) i James Unwin (Uniwersytet stanowy w Illinois) zadali sobie pytanie: A co, jeśli Dziewiąta Planeta jest tak naprawdę pierwotną czarną dziurą? Pomysł, podobnie jak wcześniejsze hipotezy, nie wszystkich przekonał. Tę kwestię będzie jednak łatwiej sprawdzić, jak twierdzi Avi Loeb z Uniwersytetu Harvarda:

Rubieże Układu Słonecznego są jak ogród za domem. Okrycie Dziewiątej Planety można porównać ze stwierdzeniem, że w stojącej tam szopie mieszka kuzyn, o którego istnieniu nie mieliśmy pojęcia.

– Avi Loeb, Uniwersytet Harvarda

Loeb nie ukrywa, że nie jest zwolennikiem hipotezy Browna i Batygina. Wizja niewielkiej czarnej dziury, rozmiarem przypominającej grejpfruta, ale posiadającej masę kilkukrotnie większą od Ziemi, zdecydowanie bardziej go przekonuje. Jak zauważa w artykule stworzonym wespół z Amirem Sirajem, odpowiedź powinniśmy poznać najwyżej za trzy, cztery lata.

To, czy Dziewiąta Planeta lub czarna dziura w ogóle istnieją na obrzeżach, rozwiąże LSST?

Wizualizacja projektu Obserwatorium im. Very C. Rubin powstającego w Chile, fot. LSST Project/NSF/AURA
Wizualizacja projektu Obserwatorium im. Very C. Rubin powstającego w Chile, fot. LSST Project/NSF/AURA

Jak zauważają uczeni z Uniwersytetu Harvarda, nawet jeśli teoria Scholtza i Unwina nie ma sensu, o wiele łatwiej ją zweryfikować. Teleskopy, którymi obecnie dysponujemy, mają bowiem to do siebie, że są skuteczne w wypatrywaniu celów w spodziewanych koordynatach. Nie mamy natomiast pojęcia, gdzie je skierować, by odnaleźć Dziewiątą Planetę. Tej kwestii – przynajmniej na razie – nie rozwikłamy. Możemy jednak sprawdzić, czy zjawiska w Pasie Kuipera, które się jej przypisuje, nie są sprawką czarnej dziury. Co prawda tego typu obiekty możliwe do dostrzeżenia przy pomocy teleskopów, ale rozbłyski, jakie emitują wciągane doń obiekty, już owszem. Pozostaje tylko wiedzieć, gdzie patrzeć, ale i tę kwestię niebawem pominiemy.

Rozwiązaniem, o którym bardzo entuzjastycznie piszą Loeb, Baird Jr i Siraj, jest program badawczy LSST, czyli Legacy Survey of Space and Time. Wystartuje on w 2022 roku wraz z uruchomieniem teleskopu LSST (Large Synoptic Survey Telescope) w powstającym od kilku lat w Chile Obserwatorium im. Very C. Rubin. Urządzenie będzie dysponować niesamowicie czułymi instrumentami, ale też raz na trzy dni obiegnie całe niebo. Jeśli sugerowana przez Scholtza i Unwina czarna dziura istnieje, kilkukrotnie w ciągu roku zdradzi swoją pozycję za sprawą krótkotrwałych rozbłysków. Co najciekawsze, w tym samym programie badawczym szans na potwierdzenie własnej hipotezy upatruje Michael E. Brown.

Autor artykułu
More from Damian Halik

“Suicide Squad” byłby lepszy, gdyby nakręcił go Tarantino?

Od dawna wiadomo, że DC nie radzi sobie z przenoszeniem swoich komiksów...
Czytaj wiecej