Als die Suche nach „Planet Neun„Im äußeren Sonnensystem deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass tief in den gefrorenen Wüsten des Kuipergürtels jenseits von Neptun eine Zwillingserde liegen könnte.
Astronomen haben Schwierigkeiten, alle Eigenschaften transneptunischer Objekte (TNOs) zu erklären, bei denen es sich typischerweise um kleine, eisige Körper handelt, die die Sonne außerhalb der Umlaufbahn von Neptun umkreisen, normalerweise mit Umlaufbahnen von mehr als 30 Astronomischen Einheiten (AE). (Eine AU ist die durchschnittlicher Abstand zwischen Erde und Sonne: ungefähr 93 Millionen Meilen oder 150 Millionen Kilometer.)
Die TNOs stellen die verbleibenden Bits dar Entstehung des Sonnensystems die in den chaotischen Anfangsjahren der Planetenerschaffung in die äußersten Bereiche des Systems geschleudert wurden. Aufgrund der extremen Schwierigkeit, solche kleinen, entfernten und dunklen Objekte zu entdecken und zu kartieren, weisen bekannte TNOs (die eine sehr kleine Stichprobe aller in dieser Entfernung umlaufenden Objekte darstellen) seltsame Eigenschaften auf, die sich derzeit einer Erklärung entziehen. kohärent und kohärent.
Zum einen sind etwa 10 % aller TNOs „abgetrennt“, was bedeutet, dass sie keine Orbitbeziehung zu Neptun haben. Obwohl Neptun der kleinste der Riesenplaneten ist, ist er die dominierende Gravitationskraft im am weitesten entfernten Sonnensystem. Es ist seltsam, dass die Bewegung so vieler TNOs nicht von Neptun kontrolliert oder beeinflusst wird, da Modelle der Entstehung des Sonnensystems im Allgemeinen vorhersagen, dass bis heute weitaus weniger abgetrennte TNOs übrig bleiben dürften.
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Zweitens gibt es eine große Population von TNOs – etwa ein paar Prozent –, die sehr hohe Orbitalneigungen haben, was bedeutet, dass sie den Globus umkreisen. Sonne in einem Winkel von mehr als 45 Grad. Auch hier haben Modelle der Entstehung des Sonnensystems Schwierigkeiten, so viele Objekte in derart extrem geneigte Umlaufbahnen zu zerstreuen.
Dann gibt es einige TNOs mit sehr großen Umlaufbahnen, die einfach „Extreme“ genannt werden. Das bekannteste Beispiel ist Sedna, ein Kleinplanet, dessen größte Annäherung an die Sonne etwa 76 AE und an seinem entferntesten Punkt mehr als 900 AE beträgt. Extreme Umlaufbahnen wie diese erfordern viele Anpassungen und Gravitationsverschiebungen und es ist schwierig, das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Schwere bekannte Planeten, um diese extremen Objekte zu erklären.
Schließlich sind einige TNOs in Orbitalresonanzen mit Neptun gefangen, was bedeutet, dass sie für jede ganze Anzahl von Umlaufbahnen von Neptun eine einzige Umlaufbahn absolvieren. Einige dieser Umlaufbahnen sind seit Milliarden von Jahren stabil, trotz des Gravitationsschubs, den andere Mitglieder der TNO-Bevölkerung erhalten haben.
Eine kohärente Theorie des äußeren Sonnensystems muss in der Lage sein, all diese widersprüchlichen Beobachtungen zu erklären, und hier fanden zwei Forscher, die ihre Ergebnisse in einem Artikel im Astronomical Journal veröffentlichten, eine interessante Gelegenheit.
In der Vergangenheit haben Forscher vermutet, dass sich ein riesiger Planet in extrem weit entfernten Regionen verbergen könnte. Sonnensystem (wie Hunderte von AUs). Diese Argumente konzentrierten sich jedoch hauptsächlich auf das Verhalten einer Handvoll extremer ORTs. Das Problem besteht darin, dass die Anwesenheit eines massereichen Planeten – etwas, das mit Neptun konkurriert oder noch größer ist – die anderen TNOs so sehr durcheinander bringt, dass es unser Verständnis ihrer Neigungen und Beziehungen zu Neptun beeinträchtigt.
In der neuen Studie führten die Forscher Hunderte Simulationen der Entstehung des Sonnensystems durch. Das erste System produzierte wahrscheinlich 10 bis 100 Planeten mit mindestens dem Masse der Erde jenseits der Neptunbahn. Die meisten dieser Planeten wurden durch die komplexen Gravitationsmechanismen der verbleibenden Planeten vollständig aus dem Sonnensystem geschleudert. Aber eine Handvoll von ihnen könnte es geschafft haben zu überleben und vielleicht sogar bis zum heutigen Tag überleben.
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Forscher haben herausgefunden, dass ein einzelner Planet die Größe der Erde hat und zwischen dem 1,5- und dem Dreifachen wiegt ErdeMasse, könnte sich im äußeren Sonnensystem verstecken und in einer Umlaufbahn zwischen 250 und 500 AE leben. Dies würde den Planeten fest in der Lage halten Kuiper Gürtelder sonst nur aus Kleinplaneten besteht, wie z Pluto und Sedna und unzählige kleinere, eisige Körper.
Dieser hypothetische große Planet könnte, wenn er in einer um 45 Grad geneigten Umlaufbahn platziert würde, das bekannte kollektive Verhalten von TNOs erklären: wie einige von ihnen von Neptun gelöst werden, während andere in Resonanzen stecken bleiben, die großen Winkel einiger ihrer Umlaufbahnen und das Extreme Natur einer kleinen Population von TNO.
Es gibt jedoch keine Beweise für die Existenz dieses Planeten im Erdmaßstab oder eines anderen vorgeschlagenen neuen Planeten im Kuipergürtel. Bisher bleibt uns nur noch der seltsame Orbitaltanz der dunklen, fernen NWT. Aber es ist sicherlich ein faszinierendes Zeichen und eine der besten Möglichkeiten, alle verfügbaren Beweise zu erklären.
Die nächsten Schritte für Forscher bestehen darin, detailliertere Modelle zu entwickeln, damit sie vorhersagen können, wo sich dieser geplante erdgroße Planet in seiner Umlaufbahn befinden könnte, und Pläne für eine Beobachtungskampagne zu entwickeln, um danach zu suchen.