Новое моделирование позволяет предположить, что Девятая планета может вовсе не быть планетой

Нет, конечно, сейчас её там нет. Но когда-то, миллиарды лет назад, массивный объект мог пройти достаточно близко, чтобы гравитационно взбудоражить орбиты объектов во внешней части Солнечной системы, что и привело к появлению необычных орбит. Некоторые из этих внешних объектов могли даже оказаться гораздо ближе к Солнцу, и сейчас они выглядят как странные луны, захваченные планетами-гигантами.

К такому выводу пришла группа астрофизиков под руководством Сюзанны Пфальцнер из Форшунгсцентра Юлих в Германии, которая провела компьютерное моделирование, чтобы проследить, как звёзды разной массы и расстояния влияют на внешнюю Солнечную систему, когда они проносятся мимо. Исследование было опубликовано в двух статьях, появившихся в Nature Astronomy и The Astrophysical Journal Letters.

«Лучшее соответствие сегодняшней внешней Солнечной системе, которое мы нашли с помощью моделирования, — это звезда, которая была немного легче нашего Солнца — около 0,8 солнечной массы», — объясняет астрофизик Амит Говинд из Форшунгсцентра Юлих.

«Эта звезда пролетела мимо нашего Солнца на расстоянии около 16,5 миллиарда километров. Это примерно в 110 раз больше, чем расстояние между Землёй и Солнцем, и чуть меньше, чем в четыре раза больше, чем расстояние до самой внешней планеты Нептун».

Большинство объектов внутри Солнечной системы вращается по орбите в виде более или менее плоского диска. Это реликт того, как формировалась Солнечная система: когда Солнце было вращающейся звездой-малюткой около 4,6 миллиарда лет назад, материал из окружающего его облака вращался вокруг него и питал его рост. Со временем этот вихревой материал сплющился в диск.

То, что Солнце не успело поглотить, превратилось в Солнечную систему со всеми планетами, астероидами и лунами. И поскольку в Солнечной системе не произошло ничего серьёзного, диск стал местом, где все эти планеты, астероиды и луны более или менее сохранились.

Но внешняя часть Солнечной системы устроена иначе. Там есть рои камней, которые вращаются вокруг Солнца за орбитой Нептуна — транснептуновые объекты, или ТНО, — и их орбиты бывают сильно наклонены. Некоторые из них наклонены настолько, что объект почти вращается вокруг полюсов Солнца, а не вокруг его экватора.

Эти орбиты, как отмечают некоторые учёные, соответствуют гравитационному влиянию гипотетической планеты, масса которой в пять раз больше массы Земли. Но космос далеко не пуст, и хотя сейчас вблизи Солнца нет звёзд, когда-то их, вероятно, было больше. Звёзды обычно рождаются в облаках, где рождается множество других звёзд, и начинают свою жизнь в довольно тесном окружении.

Пфальцнер и её коллеги провели более 3000 симуляций, настраивая различные звёзды и то, насколько близко они проходят мимо Солнечной системы, наблюдая за результатами и сравнивая их с известными эксцентричными орбитами скоплений ТНО. И они обнаружили, что звезда чуть меньше Солнца, пролетая мимо внешней Солнечной системы, могла бы произвести такой эффект.

Пролёт мог даже вызвать странные орбиты таких объектов, как 2008 KV42 и 2011 KT19, которые вращаются в противоположном направлении от планет, с почти перпендикулярными наклонениями. Эти объекты также ранее упоминались в исследованиях, ищущих доказательства существования Девятой планеты.

Согласно моделированию, проведённому командой, до 7,2 процента первоначальной популяции ТНО могли быть выброшены внутрь, в сторону Солнца.

«Некоторые из этих объектов могли быть захвачены планетами-гигантами в качестве лун», — говорит Саймон Портегис Зварт из Лейденского университета в Нидерландах. «Это объясняет, почему у внешних планет нашей Солнечной системы есть два разных типа спутников».