Компьютерное моделирование подтвердило высказанную ранее гипотезу, которая объясняет аномалии в орбитах некоторых транснептуновых объектов не влиянием гипотетической планеты, а их собственной коллективной гравитацией.
©Steven Burrows, JILA
Большинство тел Солнечной системы движутся по стабильным и упорядоченным орбитам. Однако небольшая группа далеких транснептуновых объектов выделяется на этом фоне. Их орбиты не испытывают гравитационного влияния самого Нептуна, что делает их «обособленными» от остальной Солнечной системы. Они находятся дальше, чем даже Пояс Койпера, который тянется примерно от орбиты Нептуна до Плутона — на расстоянии от 30 до 55 а.е. (астрономических единиц, равных среднему радиусу орбиты Земли). Их траектории вытянуты, а плоскости орбит наклонены к общей плоскости вращения Солнца и планет.
Самый значительный из этих объектов — Седна, которая сближается с Солнцем не более чем на 76 а.е., а в дальней точке уходит на впечатляющие 937 а.е. — более пяти дней. Ну а самое известное объяснение аномалии их орбит связывает его с притяжением до сих пор не открытой «девятой планеты» Солнечной системы. Однако найти неуловимую Планету Икс никак не удается, поэтому ученые с не меньшим вниманием рассматривают и другие гипотезы.
Так, в 2018 году Энн-Мари Мэдиган (Ann-Marie Madigan) и ее коллеги показали, что тот же эффект может создаваться коллективной гравитацией множества самих транснептуновых объектов. В своем движении Седна и другие тела время от времени сближаются и взаимодействуют, в результате чего приобретают свои необычные, аномальные орбиты. В новой статье, опубликованной в The Astronomical Journal, Энн-Мари Мэдиган и Александр Здерик (Alexander Zderic) развивают и уточняют эту гипотезу.
С помощью суперкомпьютера ученые смогли провести масштабное моделирование движения и гравитационных взаимодействий не только мелких обособленных транснептуновых объектов, но и соседних массивных планет. Запустив их виртуальное вращение, вскоре астрономы заметили, что траектории небольших тел действительно меняются и постепенно приходят к тому аномальному виду, который наблюдается в действительности.
Вместе с тем авторы работы отмечают, что для реализации такого сценария общая масса взаимодействующих объектов должна была на первых этапах составлять не менее 20 масс Земли. «Теоретически такое возможно, — говорит Энн-Мари Мэдиган, — но это определенно противоречит общим представлениям». Возможно, новые наблюдения помогут найти если не «девятую планету», то хотя бы недостающие транснептуновые объекты.
