Почему до сих пор не обнаружена «9-я планета»?

У Брауна и Батыгина, авторов статьи о возможной планете, есть веб -страница, посвященная этому вопросу.

Несколько причин, которые еще не рассмотрены:

• Он движется довольно медленно — по оценкам авторов, 0,2–0,6 угловых секунды в час, — поэтому стандартные обзоры могут не заметить движения и не распознать его как объект Солнечной системы.

Эрида, которая является самым удаленным подтвержденным объектом, который все еще известен в Солнечной системе, движется со скоростью 1,5 угловых секунды в час, что настолько медленно, что в первый раз ее не заметили. Большинство исследований внешней Солнечной системы не смогли бы найти Девятую Планету, даже если бы она была довольно яркой, поскольку они просто подумали бы, что это неподвижная звезда.

• Если планета находится рядом с афелием, она может быть на порядок дальше, чем любая большая или малая планета, которую мы нашли до сих пор (за исключением экзопланет, которые обнаруживаются методами, неприменимыми в данном случае). Авторы предполагают афелий между 500 и 1200 а.е. Для сравнения, Плутон находится на расстоянии 30-50 а.е., а Эрида на расстоянии около 100 а.е. не была открыта до 2005 года. Потенциальная 9-я планета будет намного больше, чем Эрида, но также, вероятно, будет намного дальше и, следовательно, слабее.

• Обзор WISE исключил планеты размером с Сатурн в пределах 10 000 а.е. и планеты размером с Юпитер в пределах 26 000 а.е. Но потенциальная 9-я планета намного меньше их. WISE также провела более чувствительный поиск, в ходе которого можно было обнаружить объекты размером с Нептун, но этот поиск до сих пор охватывал лишь ограниченную часть неба.

• Планету будет гораздо сложнее обнаружить, если на заднем плане будет Млечный Путь — слишком много звезд могут заглушить слабый объект.

Вот резюме авторов:

Расчетная орбита предполагаемой 9-й планеты. Горизонтальная ось - прямое восхождение. Цветные сегменты — это регионы, где он должен был быть обнаружен существующими обследованиями.
Иллюстрация Брауна и Батыгина при условии добросовестного использования .

Самая большая неисследованная территория находится там, где статистически она наиболее вероятна: вблизи афелия. К сожалению, афелий также очень близок к галактике Млечный Путь. Фу.

Так где это? Далеко наверное. 500 АЕ+. Вероятно, слабее 22-й величины. Вполне возможно, что в центре галактики Млечный Путь.

Теперь найди девятую планету.

Более подробная информация на веб-странице авторов: http://www.findplanetnine.com/p/blog-page.html

Наконец, гравитационное господство Солнца достигает половины пути к ближайшей звезде. Есть еще много неисследованных территорий, на которых могут спрятаться планеты меньше Сатурна.

Обратите внимание на логарифмическую ось. У нас есть хорошая карта для внутренних 50 а.е., и мы начинаем находить объекты около 100 а.е., но объекты Солнечной системы могут существовать вплоть до внешних краев облака Оорта.
Иллюстрация из википедии .

Этот график из XKCD многое говорит о том, почему это так.

Суть в том, что 9-я планета слишком мала, чтобы ее можно было обнаружить с помощью WISE, и слишком далеко / мала, чтобы ее можно было обнаружить с помощью видимого наблюдения. Скорее всего, эта гипотетическая планета находится далеко, возможно, на расстоянии до 1200 а.е., и не особенно велика, поэтому ее трудно увидеть. WISE смог исключить существование любого объекта размером с Сатурн до 10 000 а.е. Масса этого гипотетического объекта составляет от 1/5 до 1/10 массы Сатурна. Кроме того, гораздо более вероятно, что он будет более компактным, поскольку Сатурн имеет довольно низкую плотность. Итог, если бы он был виден в WISE, то был бы на самом краю.

Есть много обычных методов, которые мы используем для обнаружения экзопланет, но ни один из них не работает хорошо в случае с 9-й планетой. Вот некоторые из основных.

• Радиальная скорость. Солнце не перемещается значительно по отношению к Земле, а гипотетическая планета находится слишком далеко от Солнца, чтобы оказывать значительное влияние.
• Транзит. Это, очевидно, невозможно, так как планета никогда не проходит между Землей и Солнцем.
• Гравитационное микролинзирование. Опять же, планета не проходит между нами и Солнцем.
• Прямое изображение. Это трудно начать с. Планета также находится далеко и будет иметь низкую абсолютную величину .

Что касается того, почему косвенные доказательства существования планеты не были накоплены ранее, то объекты в поясе Койпера и за его пределами (в том числе возмущенные транснептуновые объекты (ТНО)) впервые наблюдались только в 1992 году, и мы только создали значительные данные за последние годы.

Возможные причины того, что планета не была подобрана ранее:

1. Это не там.
2. Фотосъемка собственного движения охватывает все небо. Чтобы избежать этих планет, 9 должна быть слабее 18-й или 19-й величины. Это устанавливает нижнюю границу комбинации размера/альбедо/расстояния для любой планеты 9. Предлагаемая планета легко может быть слабее 20-й величины.
3. Для целенаправленного поиска транснептуновых объектов (ТНО) используются большие телескопы с широким полем зрения. Тем не менее, они не охватывают почти все небо и, как правило, ограничиваются звездной величиной 22-23.
4. Глубокие поиски могут быть намного слабее, но это обследования «карандашным лучом», поэтому у них мало шансов слепо подобрать конкретный объект, или они относятся к одной эпохе и поэтому не могут обнаружить движение из-за параллакса и орбитального движения.
5. Инфракрасные обзоры ( WISE и 2MASS ) охватили все небо. Они были достаточно чувствительны, чтобы уловить газовых гигантов на предполагаемом расстоянии от планеты 9, потому что гиганты остаются горячими за счет гравитационного сжатия. Однако, если планета 9 была каменистой/ледяной и не имела внутреннего источника тепла, она могла быть слишком холодной для обнаружения.

Вырезка из Albuquerque Journal на самом деле не отвечает на ваш вопрос, но астрономы уже довольно давно охотятся за большой планетой за Плутоном. Смотрите также:

http://www.zetatalk.com/theword/tword26b.htm

http://www.bibliotecapleyades.net/hercolobus/esp_hercolobus_2_02.htm (в разделе «Расчеты военно-морской обсерватории США»)

http://www.bibliotecapleyades.net/hercolobus/esp_hercolobus_3d.htm

РЕДАКТИРОВАТЬ: Просто чтобы забить это до смерти, Персиваль Лоуэлл, возможно , был первым человеком, обнаружившим 10-ю планету. Цитирую https://en.wikipedia.org/wiki/Percival_Lowell :

Массу Плутона не могли определить до 1978 года, когда был открыт его спутник Харон. Это подтвердило то, о чем все чаще подозревали: гравитационное влияние Плутона на Уран и Нептун ничтожно, и уж точно недостаточно, чтобы объяснить расхождения в их орбитах.[21] В 2006 году Международный астрономический союз реклассифицировал Плутон как карликовую планету.

Конечно, на той же странице продолжает указываться:

Кроме того, теперь известно, что расхождения между предсказанными и наблюдаемыми положениями Урана и Нептуна не были вызваны гравитацией неизвестной планеты. Скорее, они были связаны с ошибочным значением массы Нептуна. Столкновение "Вояджера-2" с Нептуном в 1989 году дало более точное значение его массы, и расхождения исчезают при использовании этого значения.[22]

Если вы готовы выборочно верить Википедии, возможно, Лоуэлл действительно обнаружил 9-ю планету, и это был не Плутон.

Одна из причин не верить Википедии (и данному источнику) и доверять Лоуэллу здесь заключается в том, что эта 9-я планета действительно влияет на орбиты Урана и Нептуна, поэтому расхождения, отмеченные Лоуэллом, не исчезли бы, они были бы просто уменьшены.

В дополнение к другим превосходным ответам здесь, если бы существовала ненаблюдаемая «Планета 9», возникла бы вероятность того, что первичную черную дыру трудно наблюдать.

Согласно Phys.org, ученые предлагают план определить, является ли Девятая планета первичной черной дырой. Если бы Планета 9 была первичной черной дырой, ее могла бы обнаружить обсерватория Веры С. Рубин путем наблюдения случайных аккреционных вспышек от кометных обломков.

Но это большое если.

Доктор Ави Леб, Фрэнк Б. Бэрд-младший, профессор Гарварда, и Амир Сирадж, студент бакалавриата Гарварда, разработали новый метод поиска черных дыр во внешней части Солнечной системы, основанный на вспышках, возникающих в результате разрушения перехваченные кометы. Исследование предполагает, что LSST может находить черные дыры, наблюдая за аккреционными вспышками, возникающими в результате столкновения с небольшими объектами облака Оорта.

«Вблизи черной дыры приближающиеся к ней небольшие тела будут плавиться в результате нагрева от фоновой аккреции газа из межзвездной среды на черную дыру», — сказал Сирадж. «После таяния малые тела подвергаются приливному разрушению черной дырой, после чего происходит аккреция от разрушенного приливом тела на черную дыру». Леб добавил: «Поскольку черные дыры по своей природе темные, излучение, которое излучает вещество на пути к входу в черную дыру, является нашим единственным способом осветить эту темную среду».

Это обсуждается далее в их препринте arXiv «Поиск черных дыр во внешней Солнечной системе» с LSST, принятым к публикации в Astrophysical Journal Letters.

Обратите внимание, что LSST теперь относится к Унаследованному обзору пространства и времени, а обсерватория Веры К. Рубин раньше называлась Большим синоптическим обзорным телескопом. Что такое LSST сейчас?