Еще не открытая «девятая планета», предположительно находящаяся в дальних областях Солнечной системы, обретает свой физический облик. По новым оценкам, она должна быть в 3,7 раза больше Земли и иметь водородно-гелиевую атмосферу, охлажденную до –220 °С.
©Wikipedia
С тех пор как астрономы из Калифорнийского технологического института сообщили о косвенных доводах в пользу существования далеко за орбитой Плутона – на темных окраинах Солнечной системы – до сих пор неизвестной «девятой планеты», интерес к ней не ослабевает. И пока одни ученые раздумывают над тем, какие инструменты и телескопы могли бы позволить ее рассмотреть и обнаружить, другие уже приступили к исследованиям таинственной планеты, правда, пока лишь теоретическим.
Можно вспомнить, например, недавние результаты компьютерного моделирования, которое показало, что «девятая планета» может быть чужаком в нашей Солнечной системе – экзопланетой, родившейся у совсем другой звезды, когда-то бывшей неподалеку от нашей, и захваченной у бывшей соседки. В новой теоретической работе, о которой физики из швейцарского Бернского университета сообщают в журнале Astronomy & Astrophysics, рассмотрены другие вероятные аспекты предыстории и даже строения невероятной планеты.
Компьютерное моделирование эволюции экзопланет – обычный метод их исследования. Однако Кристофу Мордесини (Christoph Mordasini) и Эстер Линдер (Esther Linder) еще не приходилось работать со столь близким (хотя и гипотетическим) объектом: по имеющимся оценкам, от Солнца он находится всего в 700 раз дальше, чем Земля. Скорее всего, он является уменьшенной копией ледяных гигантов Солнечной системы, Урана и Нептуна, и, как и они, окружен атмосферой из легких газов, водорода и гелия. Исходя из этих допущений, швейцарские астрономы и приступили к работе. Они отказались от версии с захватом «девятой планеты» у другой звезды, смоделировав ее возможную эволюцию в пределах нашей звездной системы, – то есть в последние 4,6 млрд лет.
«С нашей работой планета-кандидат 9 перестает быть “точечной массой”, она обретает форму и физические свойства», – заявляют ученые. В самом деле, они показали, что сегодня «девятая планета» может иметь радиус в 3,7 раз больше земного и массу, в 10 раз превышающую земную. Температура ее атмосферы составляет жалкие 47 Кельвин – это ниже –220 градусов Цельсия.
Помимо всего прочего, это означает, что слабое излучение планеты должно появляться не в результате отражения лучей далекого и тусклого Солнца, а в ходе медленного остывания ее тяжелого железного ядра. Эта энергия и подогревает атмосферу, без которой температура ее опустилась бы еще на пару десятков Кельвин. «Эта ее внутренняя энергия примерно в тысячу раз больше той, что она получает от Солнца», – добавила Эстер Линдер в интервью пресс-службе Бернского университета.
Эти выкладки могут повлиять на планирующиеся поиски «девятой планеты». Если Линдер и Мордесини правы, то она должна излучать в инфракрасном диапазоне намного ярче, чем в видимом. И действительно, ученые также рассмотрели и вопрос о том, отчего до сих пор далекая планета ускользала от наблюдений. Они рассчитали светимость, которую можно было бы ожидать от планет разных масс и размеров на различных далеких орбитах, на которых может находиться «девятая планета».
Выяснилось, что при массе меньше 20 масс Земли шансов детектировать ее было крайне мало, особенно пока она находится на дальних участках своей орбиты. Ну а надежно мы бы ее обнаружили, если бы ее масса превышала земную в 50 раз: по расчетам авторов, в этом случае «девятую планету» обязательно заметил космический инфракрасный телескоп WISE. «Эти цифры устанавливают своего рода верхний предел возможной массы “девятой планеты”», – добавляет Эстер Линдер. Главные надежды на подтверждение ее существования швейцарские астрономы возлагают на новые, более мощные телескопы и прежде всего на широкоугольный LSST с 8,4-метровым рефлектором, который возводится в чилийских Андах.
