Приобрести месячную подписку всего за 290 рублей

Событие планетарного масштаба

, 2016

Интервью с человеком, открывшим новую планету Солнечной системы

Пока астрономы искали и находили все новые планеты у далеких звезд,  наша родная Солнечная система  преподнесла нам фантастический сюрприз – новую планету. В статье ученых из Калифорнийского технологического института приводятся убедительные доказательства существования девятой планеты Солнечной системы. О ней "РР" расспросил одного из авторов открытия – астрофизика-планетолога Константина Батыгина. 

Проблема  в том, что новую планету никто не видел: она находится слишком далеко от Солнца и освещена очень слабо. Зато о ее существовании можно судить по гравитационному влиянию на другие объекты. Так в свое время по аномальному движению Урана нашли  Нептун и раннее считавшийся планетой, но позднее пониженный до статуса «карликовой планеты» Плутон. 

История девятой планеты напоминает детектив не меньше, чем поиски Нептуна с Плутоном. Началась она пару лет назад, когда на окраине Солнечной системы было обнаружено несколько объектов, вытянутые орбиты которых странным образом были ориентированы одинаково и имели очень схожие параметры. Вероятность такого совпадения – менее 0.0007%, так как за миллиарды лет существования Солнечной системы из-за влияния других планет эти орбиты должны были бы иметь абсолютно произвольные параметры. 

Ухватившись за эту нить, авторы статьи долго и тщательно распутывали ее. Прежде чем делать громкие заявления, нужно было очень внимательно проверить все возможные причины возникновения аномалии. Ее пытались объяснить несколько научных групп, но ни одна из альтернативных гипотез не увенчалась успехом. Если откинуть все невозможное, как писал Конан Дойль, единственное оставшееся решение и является верным, каким бы невероятным оно ни было. Единственной жизнеспособной оказалась гипотеза существования объекта, массой в 10 раз превосходящего Землю и двигающегося по очень вытянутой орбите размером в 700 астрономических единиц (то есть расстояний от Земли до Солнца), наклоненной относительно плоскости земной орбиты на 30 градусов. 

По иронии судьбы, один из авторов этой гипотезы, Майкл Браун, – тот самый человек, который открыл Эриду – карликовую планету чуть крупнее Плутона, из-за чего Плутон и понизили в статусе. Браун, зарегистрированный в Твиттере под псевдонимом @plutokiller, недавно написал, что никак не может произнести правильно фамилию второго автора статьи - Константина Батыгина. 

Как нетрудно догадаться, Константин родом из России. Он включен в список Forbes самых влиятельных ученых моложе 30 лет (ему 29). 

Объяснение для сумасшедших

- Как все началось, почему вы решили искать эту планету?

- Где-то полтора года назад мой коллега и друг Майкл Браун пришел ко мне в офис и сказал: «Ты видел, что-то странное происходит в дальнем поясе Койпера?» В тот момент я был сосредоточен на решении абсолютно других задач и не был в курсе деталей. Он показал мне статью, которая была опубликована Чадом Трухильо и Скоттом Шеппардом в 2014 году: они заметили, что самые дальние орбиты карликовых планет пояса Койпера, состоящего в основном из астероидов на периферии Солнечной системы, имеют один и тот же так называемый аргумент перигелия – это величина, определяющая ориентацию орбиты небесного тела в плоскости. Довольно сложно представить, чтобы этот параметр у разных объектов случайно совпадал. И мы начали думать, что за этим кроется. Мы стали смотреть данные и обнаружили, что здесь не надо даже использовать сложные термины, такие как «аргумент перигелия», все очевидно: самые дальние орбиты пояса Койпера попросту все направлены в одну и в ту же сторону. Кроме того, они все очень эллиптичные и все лежат примерно в одной и той же плоскости.

- Так быть не должно?

- Конечно. Если мы возьмем все эти орбиты и представим, что время идет вперед, и вернемся через полмиллиарда лет, то все эти орбиты будут смотреть в разные стороны. Они разного размера и должны расходиться с разными скоростями. Чтобы они все были направлены одинаково, что-то должно держать эти орбиты в таком сгустке.

- И вы предположили, что это новая планета?

- Ровно наоборот! Мы совершенно не хотели идти к объяснению, что в Солнечной системе еще есть одна планета. У этой теории долгая и неприятная история. Версия с новой планетой всегда входила в список объяснений, но мы даже друг с другом об этом не говорили – это же объяснение для сумасшедших! Когда астрономы сходят с ума, то они говорят, что в Солнечной системе есть дополнительная планета.

Какая-то другая физика

- А что тогда вы предполагали?

- Мы поочередно пробовали все возможные теории и объяснения. Пытались доказать себе, что это какая-то другая физика. Полтора года мы развивали разные модели, большинство из которых никуда не привели. В конце концов, мы исчерпали абсолютно любые объяснения, которые предполагает гравитационная физика. Осталось одно – на орбиты этих объектов влияет дополнительная планета в Солнечной системе. Даже самые простые модели, которые мы построили с дополнительной планетой, уже выглядели достаточно хорошо. Но мы долго себе и друг другу не верили.

- Пытались опровергнуть свое же предположение?

- Именно. Все пытались найти, как мы можем доказать, что это не так. Критический момент настал в сентябре. Наши компьютерные симуляции все время генерировали орбиты, которые были повернуты примерно на 90 градусов: скажем так, перпендикулярно Солнечной системе. Мы решили посмотреть, встречались ли такие орбиты при реальных наблюдениях. Майк вспомнил, что нечто подобное обнаружили пару лет назад. Мы сравнили эти данные наблюдений и данные, полученные в нашей модели, и оказалось, что эти перпендикулярные орбиты не только существуют, они упали именно туда, куда предсказала наша модель. И вот в этот момент, помню, мы сели и подумали: «Вау, кажется, мы действительно что-то открыли».

- А почему вы решили, что этот новый объект – именно планета? Только его масса позволяет это предположить или есть что-то еще?

- Наша модель дает только  орбиту и массу. Пока мы планету не заснимем на камеру, это вся информация, что у нас есть. Но есть интересный аргумент. Вы знаете, как определяется планета? Одно из определений – это объект, который гравитационно доминирует в локальной части Солнечной системы. А мы именно по этой характеристике изначально планету и обнаружили.

 zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz2.jpg

Через 10 тысяч лет

- Насколько можно определить месторасположение планеты?

- Только очень примерно пока, к сожалению. Мы можем лишь предполагать: если бы планета была в ближайшем к нам секторе орбиты, то ее бы уже нашли. Поэтому ближайшие где-то две трети орбиты мы можем исключить. Да и статистически это маловероятно. У нее орбита очень вытянутая, то есть большую часть времени она проводит далеко от Солнца. Сейчас мы определили площадь на небе, где-то 40 на 40 градусов, где нужно ее искать.

- А когда она подойдет максимально близко к Земле?

- Поскольку она на данный момент находится в дальней части своей орбиты, и мы знаем, что период орбиты где-то 20 тысяч лет, то следующий проход ближе к Солнцу будет через 10 тысяч лет.

- Нескоро.

- Это точно. Но даже когда она проходит максимально близко к Солнцу, она в 200 раз дальше от Солнца, чем Земля – это все равно очень-очень далеко.

- Как будете искать?

- Мы планируем использовать телескоп Субару и телескоп Кека: будем сканировать ту часть неба, где, как мы считаем, она может быть. Где-то раз в месяц будем ездить на телескоп и фотографировать всякий раз несколько участков пространства. Движение Земли позволит нам найти эту планету.

- Каким образом?

- Ну вот представьте себе, мы едем на машине и, допустим, каждую секунду фотографируем пейзаж за окном: дерево на фоне облаков. Сравнивая потом эти кадры, мы заметим, что облако остается примерно там, где оно было, а дерево двигается, потому что оно к нам ближе. В нашей работе Земля – примерно как машина, планета – как дерево, а звезды, галактики – облако, которое настолько далеко, что не движется на снимках.

Джордж, Боуи или Плутон

- Эти наблюдения можете осуществлять не только вы?

- Да. Если я и Майк ее найдем, то это отлично, мы будем очень счастливы. Но если ее найдет кто-то другой, используя наши предсказания, мы все равно будем счастливы. Честно говоря, я уже очень хочу знать, какая у нее точная орбита, хочу увидеть, как она выглядит. Я не люблю долго ждать. Отчасти поэтому мы решили опубликовать эту статью сейчас, а не ждать пару лет, смотреть в телескоп и искать ее. Чем больше наших коллег подключится к нашим поискам, тем лучше.

- А кто будет считаться первооткрывателем планеты? Тот, кто рассчитал ее орбиту и предсказал ее существование, или тот, кто непосредственно увидел ее в телескоп?

- Тут есть исторический прецедент. Нептун был так же рассчитан математически до того, как его нашли астрономически. И в принципе считается, что Нептун открыл Леверье, французский математик, который дал астрономам точную позицию в небе, куда смотреть. Впервые увидел Нептун в телескоп немецкий астроном по имени Галле, но так сложилось исторически, что его меньше упоминают, чем Леверье.

- Вы что считаете, что новую планету должна назвать мировая общественность, но все равно, наверное, у вас есть какое-то свое пожелание, как бы вы хотели ее назвать?

- Мы с Майком ее как-то в шутку называем Джордж. Дело в том, что когда в конце 18 века Гершель открыл Уран, он хотел назвать планету George, - в честь правившего тогда в Англии короля Георга III. В итоге ее переименовали в Уран,  а так в конце концов Гершель бы добился, чтобы новая планета была названа так, как он хотел. Еще мне приходит каждый день огромное количество писем, в которых люди требуют, чтобы мы назвали ее Боуи, в честь Дэвида Боуи. На сайте change.org даже есть об этом петиция, и каждый день мне оттуда приходят  письма о том, сколько еще людей ее подписали. Я уже столько их видел, что мне начинает казаться, что это хорошая идея.

- А в Интернете все шутят, что ее нужно назвать Плутон. Ведь Плутон был исключен из списка планет по вине Майка Брауна. А так будто бы ничего и не было: как было девять планет, так и осталось.

- Мы об этом тоже думали, но решили не говорить об этом вслух. Не думаем, что это понравится руководителю миссии New Horizons на Плутон Алану Стерну, он и так уже достаточно расстроен.

Планета №15

- А насколько велика вероятность найти другие планеты Солнечной системы? Кажется, гравитационное поле Солнца распространяется гораздо дальше той области, которую мы можем наблюдать в телескоп?

- Да, я даже могу дать вам шкалу. Наша девятая планета находится на расстоянии примерно в 1 тысячу астрономических единиц от Солнца, тогда как гравитационное влияние Солнца заканчивается на расстоянии  в 100 тысяч астрономических единиц. Это очень-очень большая неизученная область пространства.

- Можно ли использовать модель, которая помогла вам обнаружить девятую планету для того, чтобы искать новые планеты, на более далеких расстояниях от Солнца?

- В принципе, да, но для этого нужно иметь данные об орбитах небесных тел на более далеких расстояниях. А для того, чтобы их получить, нужен телескоп размером с Землю, а может быть,  и размером с Солнечную систему. Те данные, которые мы использовали, чтобы найти Планету №9, - это передний край астрономии, они получены с использованием максимума возможностей, доступного ученым. А ведь эти орбиты находятся где-то в 40-80 астрономических единиц от Солнца, тогда как мы говорим о расстояниях в сотни и тысячи единиц.

- И где-то там, на самых крайних рубежах Солнечной системы, может существовать, например, Планета №15, которую мы  никогда  не увидим?

- Сведений, которые бы подтверждали существование других планет, у нас нет, но и отрицать такую возможность мы действительно не можем.

Ничто не заменит телескоп

- А какие технологические решения могут помочь нам в поиске планет?

- Мы смогли рассчитывать сложные модели благодаря возможностям суперкомпьютеров. Со временем они будут, я думаю, становиться еще лучше и быстрее. Еще нам пришел в голову интересный способ рассчитывать орбиты дальних объектов. Можно использовать преломление света в галактической плоскости, гравитационном поле этой планеты. Гравитационное поле может преломлять любую траекторию, и возможно, мы сумеем использовать орбиту этой планеты как такую маленькую линзу, которая идет по небу, и чуть-чуть преломляет свет звезд, местоположение которых мы знаем. Пока это только идея, мы ее проверяем.

- Если такие механизмы будут появляться, астрономические наблюдения за Солнечной системой, в том числе поиск  новых планет, будут переживать вторую жизнь?

- Мы, конечно, на это надеемся. Но, к сожалению, ничто не заменит просто прямые поиски с помощью телескопа. Он до сих пор остается главным и самым эффективным инструментом, с помощью которого мы можем открывать более далекие, чем Планета №9, объекты в Солнечной системе. Без гигантских телескопов любой метод будет недостаточным. Будет часть Солнечной системы, которую мы не видим, где может что-то существовать. Интересно, что похожий  эффект есть в космологии. Вселенная расширяется с увеличивающейся скоростью, и есть точка – горизонт событий – где пространство расширяется быстрее, чем скорость света. Поэтому любая информация, которая от нас отходит быстрее, чем скорость света, не может до нас дойти. Эта идея пронизывает астрономию.

- Что нам даст открытие этой новой планеты?

- Вы знаете, что наша Солнечная система очень странная? За последние 20 лет астрономы нашли тысячи планет за пределами Солнечной системы, орбиты которых привязаны к другим звездам. И они в большинстве своем очень сильно отличаются от планет Солнечной системы тем, что их орбиты не круглые, а эллиптические, очень вытянутые. В нашей Солнечной системе все орбиты круглые, четкие – как будто их кто-то причесал. В этом плане Планета №9 со своей вытянутой, эллиптической орбитой, может быть, делает нашу систему менее странной.

- Наверное, и о самой Солнечной системе мы сможем узнать что-то новое?

- Конечно. Когда мы точно рассчитаем орбиту этой планеты, и - будем сейчас мечтать - узнаем ее химический состав, мы можем задать себе вопрос: откуда она взялась? Пока мы предполагаем, что она сформировалась из того же самого материала, что и Уран и Нептун. В любом случае, нам откроется много нового в истории формирования планет Солнечной системы.

№4 (406)
Подписаться на «Эксперт» в Telegram



    Реклама



    КАРТА ПУТЕШЕСТВИЙ

    Банк начал продажи кобрендинговой карты AlfaTravel, которая позволяет не только копить мили, но и получать целый комплекс услуг в путешествии. С помощью этой карты Альфа-банк рассчитывает дополнительно привлечь обеспеченных клиентов

    Хорошая крыша не роскошь

    Из тысячи обследованных крыш в построенных зданиях - лишь два процента не нуждаются в ремонте крыши

    Как компании повышают престиж рабочих профессий

    Дефицит рабочих специальностей в регионах – давняя проблема российской промышленности. Сегодня компании сами задают новый тренд в развитии экономики – повышают привлекательность рабочих профессий

    Аддитивное производство перевернет целые отрасли

    Аддитивное производство дает новые возможности для изготовления изделий. Эта технология меняет мир, изменяя способы проектирования и производства

    Современная программа лояльности: трансформация

    Неценовые активности помогают ритейлерам "встряхнуть" рынок. Сеть продуктовых магазинов "Магнит" - запустила новую программу лояльности "С любовью от Роналдиньо"

    Рынок пенсионных фондов идёт по пути укрупнения

    В пенсионном секторе крупные частные игроки, объединившись, смогут повысить основные бизнес-показатели и построить более устойчивую модель


    Реклама