Układ Słoneczny większy o co najmniej 2 planety?

Paether · 19 Stycznia 2015

Zdaniem naukowców Układ Słoneczny nie kończy się na Neptunie. Prawdopodobnie znajdują się w nim jeszcze co najmniej dwie planety wielkością przypominające Ziemię.

W 2006 roku naukowcy „okroili” Układ Słoneczny z 9 do 8 planet (z tego zaszczytnego grona usunięto Pluton). Ale najnowsze badania skłaniają astronomów do poszerzenia listy i to o co najmniej dwie planety.

Zgodnie z obowiązującymi współcześnie modelami teoretycznymi ekstremalne obiekty transneptunowe powinny:

- obiegać Słońce w średniej odległości rzędu 150 jednostek astronomicznych;

- poruszać się po orbitach, które leżą w płaszczyznach bardzo zbliżonych do orbitalnych płaszczyzn planet Układu Słonecznego;

- być losowo rozrzucone.

Odkryta w 2003 roku planetoida Sedna była pierwszą, której ruch orbitalny nie pasował do powyższego schematu. Ta licząca około 1000 km średnicy bryła porusza się po niezwykle wydłużonej eliptycznej orbicie, nachylonej aż o 12 stopni względem orbit planetarnych. W peryhelium zbliża się do Słońca na 76 jednostek astronomicznych, zaś w aphelium oddala się od gwiazdy na niebywałą odległość 940 j.a.!

Do niedawna mogło się jeszcze wydawać, że Sedna jest jakimś ewenementem, dziwnym wyjątkiem potwierdzającym regułę. Jednak w 2012 roku odkryto planetoidę 2012 VP113 o nachyleniu orbity w stosunku do płaszczyzny Układu Słonecznego sięgającym aż 24 stopni.

2012 VP113

W momencie największego zbliżenia od Słońca dzieli ją 80 j.a., zaś maksymalnie oddala się od gwiazdy na 452 j.a. W nowej pracy naukowcy z Uniwersytetu Madryckiego poddali gruntowej analizie ruch orbitalny tych dwóch opisanych powyżej oraz jeszcze 11 innych planetoid. Okazuje się, że zachowanie tych 13 przebadanych ciał niebieskich rozmija się wyraźnie z modelem teoretycznym.

Ich średnie odległości od Słońca wynoszą od 150 do aż 525 jednostek astronomicznych. Średnie nachylenie ich orbit do płaszczyzny Układu Słonecznego jest dość znaczne - sięga 20 stopni. Jednak najciekawsze jest to, że każde z 13 analizowanych ciał niebieskich przechodzi przez swoje peryhelium, czyli osiąga punkt najbliższy Słońcu na swej orbicie, mniej więcej w tym samym czasie, kiedy przekracza w orbitalnej wędrówce płaszczyznę Układu Słonecznego. Innymi słowy, peryhelia orbit wszystkich 13 planetoid koncentrują się w pobliżu płaszczyzny, w której porusza się osiem znanych planet. A zgodnie z modelem teoretycznym peryhelia te powinny raczej być rozłożone zupełnie losowo.

Zdaniem badaczy to nie jest przypadkowe. Najprościej wytłumaczyć tę anomalię oddziaływaniem grawitacyjnym nieznanej dotąd masywnej planety obiegającej Słońce w znacznej odległości. Jej masa może być 10-15 razy większa niż masa Ziemi, a średnia odległość od Słońca - ok. 200-250 jednostek astronomicznych (to dystans ponad osiem razy większy niż odległość Słońce - Neptun).

Astronomowie przyznają jednak, że parametry tajemniczej nieznanej planety nie są łatwe do ustalenia. Źródłem anomalii może być też planeta mniejsza od Ziemi, porównywalna do Marsa, pod warunkiem że znajduje się znacznie bliżej Słońca. Według włoskiego fizyka Lorenzo Iorio perturbacje powoduje planeta ledwie dwukrotnie masywniejsza od Ziemi, która znajduj się co najmniej 500 j.a. od Słońca. Z kolei Carlos de la Fuente Marcos z Uniwersytetu Madryckiego, współautor najnowszych badań, uważa, że nietypowe trajektorie 13 planetoid najlepiej wyjaśnia istnienie nie jednej, lecz co najmniej dwóch odległych od Słońca planet.

Jeszcze w piątek międzynarodowy zespół astronomów pod kierownictwem prof. Andrzeja Niedzielskiego z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu odkrył dwie planety wokół gwiazdy zwanej czerwonym olbrzymem, znajdującej się w gwiazdozbiorze Lwa oddalonym od Ziemi o kilkadziesiąt lat świetlnych. Wygląda na to, że odkrywamy planety tak daleko, a mamy problemy z naszą najbliższą okolicą.

za: geekweek, gazeta.pl, earthsky.org, universetoday, space.com

Limax7 · 19 Stycznia 2015

Wątpliwe by były jeszcze jakieś planety wielkości Ziemi w dalszych rejonach Układu Słonecznego.

Sedna i 2012 VP113 są moim zdaniem pozostałościami po tworzącym się Układzie Słonecznym i erze wielkiego bombardowania.

Teza, że ruch tych planetoid zakłóca inna odległa planeta jest mało prawdopodobna.

Tak zastanawiając się, dlaczego bliżej Słońca są planety skaliste, potem gazowe i najdalej lodowe komety ?

I teraz dalej ma być znów skalista planeta ?

Piotrek Guzik · 19 Stycznia 2015

Zdaniem badaczy to nie jest przypadkowe. Najprościej wytłumaczyć tę anomalię oddziaływaniem grawitacyjnym nieznanej dotąd masywnej planety obiegającej Słońce w znacznej odległości. Jej masa może być 10-15 razy większa niż masa Ziemi, a średnia odległość od Słońca - ok. 200-250 jednostek astronomicznych (to dystans ponad osiem razy większy niż odległość Słońce - Neptun).

Policzmy jasność takiego obiektu... Skoro jego masa ma być 10-15 razy większa niż masa Ziemi, to oznacza, że musiałby on mieć średnicę rzędu 25-30 tysięcy kilometrów (zakładając, że ma gęstość zbliżoną do gęstości Ziemi). Byłby to zatem obiekt niecałe 2 razy mniejszy od Neptuna. Jasność Neptuna to 7.8 mag, więc gdyby ta nowa planeta miała albedo takie jak Neptun (0.4) i znajdowałaby się tam, gdzie Neptun (około 40 j.a. od Słońca i od Ziemi), miała by jasność rzędu 8.5 - 9.0 mag. Gdyby miała albedo rzędu 0.1 (podobne do Księżyca), to będąc w okolicy Neptuna miałaby jasność rzędu 10.0 - 10.5 mag. Jednak ma się ona znajdować około 6 razy dalej, co oznacza jasność 36 razy mniejszą ze względu na odległość od Słońca i 36 razy mniejszą ze względu odległość od Ziemi. Koniec końców oznaczałoby to zatem, że obiekt ten, przy założeniu albedo na poziomie 0.1 miałby jasność rzędu 18.0 - 18.5 mag.

Przy albedo rzędu 0.4 obiekt ten miałby jasność rzędu 16.5 - 17.0 mag, a przy takiej jasności trudni mi uwierzyć w to, że mógłby on zostać przeoczony aż do dziś.

Koziołrogacz · 20 Stycznia 2015

Nihil novi sub sole - Nibiru ciągle żywa :alien2:

Paether · 20 Stycznia 2015

Jednak ma się ona znajdować około 6 razy dalej, co oznacza jasność 36 razy mniejszą ze względu na odległość od Słońca i 36 razy mniejszą ze względu odległość od Ziemi.

Skąd wziąłeś odległość Neptuna - 40 j.a.? Wszelakie źródła mówią o 30 j.a. Mówiąc o dystansie 8 razy większym (240 j.a.) co jest nieco mniejszą wartością niż górny zakres szacunków, mamy jasność 64 razy mniejszą ze względu na odległość od Słońca i 64 razy mniejszą ze względu odległość od Ziemi. Co daje nam już 4096x zamiast 1296x. Do każdej Twojej wartości można dorzucić ok. 1,5 mag.

Poza tym jest to przypadek jednej większej planety, a rozpatruje się możliwość dwóch nieco mniejszych planet. Według mnie, byłoby możliwe przeoczenie takich obiektów.

LibMar · 20 Stycznia 2015

Ja mam w zasadzie takie pytanie. Czy taka jasność obejmuje też ten fakt, że w tak duźej odległości Słońce świeci z jasnością pomiędzy -13 a -14 mag? To niewiele więcej niż Księżyc w pełni, a krajobraz na Ziemi mimo to jest nadal dość ciemny.

Chodzi mi o to, że na powerzchni takiej planety za dnia byłoby niewiele jaśniej niż nocą na Ziemi przy Księżycu o fazie 100%.

Swarogan · 20 Stycznia 2015

Idealne warunki dla wampirów .

ekolog · 20 Stycznia 2015

Moim zdaniem (o ile dobrze to policzyłem - jak coś nie tak to skorygujcie) jest tak:

Wielkość obserwowana (m) zależy od absolutnej wielkości (M) zgodnie ze wzorem:

m = M + 5*log( R ) - 5

gdzie R to odległość w parsekach (dla R=10 daje z definicji wielkości absolutnej a i z matematyki oczywiście m=M)

[logarytm przy podstawie 10 z 10 = 1 bo 10 do potęgi 1 = 10 ]

ale wiadomo, że: log( a * b ) = log( a ) + log( b )

Zatem wzrost odległosci 2x daje wzrost magnitudo o 5* log(2) => 1.5 mag

Niemniej gdy porównujemy magnitudo obiektu przesuniętego 6x dalej z magnitudo gdyby był 8x dalej to już raczej nie wzrasta tak mocno (nie o 1.5)

Różnica wynosi już tylko 5 * (log(8) - log(6)) czyli 5*0.1249 = 0.6245 magnitudo

log(8) = 0.9031

log(6) = 0.7782

Pozdrawiam
p.s.

Im większe magnitudo tym gwiazda słabiej świeci dodam dla tych co nie zetknęli się z tym nigdy.

Edytowane 20 Stycznia 2015 przez ekolog

Lysy · 20 Stycznia 2015

Tak trochę nie na temat, ale w sumie - co mi zrobią... :

Sentymentalna złota myśl: Astropolis to jest jednak TO!

Nawet call of duty w hakowanej wersji nie oferuje nowych żyć po ostatecznym przejściu na ciemną stronę mocy...

Piotrek Guzik · 20 Stycznia 2015

Skąd wziąłeś odległość Neptuna - 40 j.a.? Wszelakie źródła mówią o 30 j.a. Mówiąc o dystansie 8 razy większym (240 j.a.) co jest nieco mniejszą wartością niż górny zakres szacunków, mamy jasność 64 razy mniejszą ze względu na odległość od Słońca i 64 razy mniejszą ze względu odległość od Ziemi. Co daje nam już 4096x zamiast 1296x. Do każdej Twojej wartości można dorzucić ok. 1,5 mag.

Poza tym jest to przypadek jednej większej planety, a rozpatruje się możliwość dwóch nieco mniejszych planet. Według mnie, byłoby możliwe przeoczenie takich obiektów.

Oczywiście masz rację! Pisałem w nocy i coś mi się jak widać pomyliło. Zresztą chodziło mi tylko o rząd wielkości i o zasugerowanie, że wbrew pozorom, coś takiego mogłoby gdzieś tam się czaić (oczywiście przy założeniu odpowiednio małego albedo lub odpowiednio dużej odległości).

Moim zdaniem (o ile dobrze to policzyłem - jak coś nie tak to skorygujcie) jest tak:

Wielkość obserwowana (m) zależy od absolutnej wielkości (M) zgodnie ze wzorem:

m = M + 5*log( R ) - 5

gdzie R to odległość w parsekach (dla R=10 daje z definicji wielkości absolutnej a i z matematyki oczywiście m=M)

[logarytm przy podstawie 10 z 10 = 1 bo 10 do potęgi 1 = 10 ]

ale wiadomo, że: log( a * b ) = log( a ) + log( b )

Zatem wzrost odległosci 2x daje wzrost magnitudo o 5* log(2) => 1.5 mag

Niemniej gdy porównujemy magnitudo obiektu przesuniętego 6x dalej z magnitudo gdyby był 8x dalej to już raczej nie wzrasta tak mocno (nie o 1.5)

Różnica wynosi już tylko 5 * (log(8) - log(6)) czyli 5*0.1249 = 0.6245 magnitudo

log(8) = 0.9031

log(6) = 0.7782

Pozdrawiam

p.s.

Im większe magnitudo tym gwiazda słabiej świeci dodam dla tych co nie zetknęli się z tym nigdy.

Uwzględniłeś tylko odległość od obserwatora, a trzeba jeszcze uwzględnić odległość od źródła światła. Dlatego obiekt, który jest 8/6 razy dalej od Ziemi i 8/6 razy dalej od Słońca w efekcie będzie słabszy o 2*0.625 mag, czyli około 1.25 mag.

Ja mam w zasadzie takie pytanie. Czy taka jasność obejmuje też ten fakt, że w tak duźej odległości Słońce świeci z jasnością pomiędzy -13 a -14 mag? To niewiele więcej niż Księżyc w pełni, a krajobraz na Ziemi mimo to jest nadal dość ciemny.

Chodzi mi o to, że na powerzchni takiej planety za dnia byłoby niewiele jaśniej niż nocą na Ziemi przy Księżycu o fazie 100%.

Tak, obejmuje ten fakt.

Ogólnie jasność takiego obiektu liczylibyśmy korzystając ze wzoru:

m = M + 5*log( r ) + 5 log (d)

gdzie M jest jasnością absolutną obiektu (czyli w przypadku obiektów Układu Słonecznego taką, jaką ma on w odległości 1 AU od Słońca i 1 AU od Ziemi), r jest odległością od Słońca, a d jest odległością od Ziemi. Wzór ten nie uwzględnia jeszcze poprawki na fazę, w jakiej znajduje się obiekt, ale dla obiektów tak dalekich z dobrym przybliżeniem można założyć, że są one w pełni.

ekolog · 20 Stycznia 2015

Uwzględniłeś tylko odległość od obserwatora, a trzeba jeszcze uwzględnić odległość od źródła światła. Dlatego obiekt, który jest 8/6 razy dalej od Ziemi i 8/6 razy dalej od Słońca w efekcie będzie słabszy o 2*0.625 mag, czyli około 1.25 mag.

No tak. Dzięki. Taka planeta nie świeci własnym światłem jak gwiazdy, do których ten wzór zwykle się stosuje. To przy okazji zauważę, że większa szansa na jej wykrycie będzie gdy znajdzie się po tej samej stronie Słońca co Ziemia (istotne zwłaszcza jeśli ma orbitę kołową). Na takie wydarzenie to się niekiedy długo czeka w przypadku tak odległych planet?!

Pozdrawiam

Paether · 20 Stycznia 2015

To przy okazji zauważę, że większa szansa na jej wykrycie będzie gdy znajdzie się po tej samej stronie Słońca co Ziemia (istotne zwłaszcza jeśli ma orbitę kołową). Na takie wydarzenie to się niekiedy długo czeka w przypadku tak odległych planet?!

Jakoś tak maksymalnie...rok?