Освещая путь к Девятой планете

Поиск Девятой планеты - предполагаемой девятой планеты в нашей Солнечной системе - может сводиться к обнаружению самых слабых орбитальных следов в невероятно тёмном углу космоса.

Именно это и пытаются предпринять астрономы Йельского университета Малена Райс и Грегори Лафлин, используя технику, которая собирает рассеянный свет из тысяч изображений космического телескопа и определяет орбитальные пути для ранее необнаруженных объектов.

«Нельзя увидеть их, не используя такой метод. Если Девятая планета будет где-то поблизости, она будет невероятно тусклой», - сказала Райс, ведущий автор нового исследования, одобренного The Planetary Science Journal.

Возможность существования Девятой планеты в Солнечной системе, расположенной за орбитой Нептуна, в последние годы приобрела популярность среди астрономов, когда они исследовали любопытные орбиты скопления небольших ледяных объектов в поясе Койпера. Многие астрономы полагают, что расположение этих объектов и их траектории указывают на влияние невидимого объекта.

Хотя подавляющее большинство света, наблюдаемого от планет в Солнечной системе, является отраженным светом, количество отраженного солнечного света резко падает для такого далекого объекта, как Девятая планета, которая будет в 12–23 раза дальше от Солнца, чем Плутон.

Если бы она существовала, Девятая планета была бы так называемой супер-Землей. По словам Лафлина, она имела бы массу в 5-10 раз больше Земли, была бы расположена в сотни раз дальше от Солнца, чем Земля, и в 14-27 раз дальше от Солнца, чем Нептун.

«Это область космоса, которая почти не исследована», - сказал Лафлин.

Для обнаружения объектов, которые иначе невозможно обнаружить, Райс и Лафлин используют метод, называемый «сдвиг и наложение». Они «перемещают» изображения с космического телескопа - подобно перемещению камеры во время фотографирования - по заранее определенным наборам потенциальных орбитальных траекторий. Затем они «складывают» сотни этих изображений вместе, объединяя их слабый свет.

Время от времени свет показывает путь движущегося объекта, такого как астероид или планета.

Райс сказала, что в прошлом сдвиг и наложение использовались для открытия новых спутников Солнечной системы. Это первый раз, когда он был использован в больших масштабах для поиска в обширном пространстве. Изображения, которые она и Лафлин использовали, были получены со спутника Transiting Exoplanet Survey Satellite, космического телескопа, обычно используемого для поиска планет за пределами Солнечной системы.

Исследователи протестировали свой метод, успешно выполнив поиск световых сигналов трех известных транснептуновых объектов (TNO). Затем они провели слепой поиск в двух секторах внешней Солнечной системы, которые могли бы выявить Девятую планету или любые ранее необнаруженные объекты пояса Койпера, и обнаружили 17 потенциальных объектов.

«Если хотя бы один из этих объектов-кандидатов реален, это поможет нам понять динамику внешней Солнечной системы и вероятные свойства Девятой планеты», - сказала Райс. «Это интересная новая информация».

В настоящее время она работает с бывшим постдоком Йельского университета Сонгху Вангом, преподавателем Университета Индианы, чтобы проверить 17 кандидатов с помощью объектов наземных телескопов.

Лафлин сказал, что успешное использование сдвига и наложения в ограниченном масштабе проложит путь для более масштабного исследования внешней части Солнечной системы, что особенно убедительно с учетом возможности обнаружения новой планеты.

«Мы должны следовать каждой подсказке, чтобы узнать больше», - сказал Лафлин.

Райс сказала, что она остается «агностиком» относительно существования Девятой Планеты и хочет сосредоточиться на данных. «Но было бы прекрасно, если бы она была где-то там», - сказала она.