Planet Nine

Planet Nine is een hypothetische grote planeet in het verre buitenste zonnestelsel, eerst in 2014 voorgesteld, waarbij de ongebruikelijke orbitale configuratie van een groep zou verklaren trans-Neptunian objecten (Tnos) waarvan de banen liggen meestal voorbij de Kuipergordel.

Op 20 januari 2016 onderzoekers Konstantin Batygin en Michael E. Brown bij Caltech aangekondigd indirecte maar inhoudelijke-berekening op basis van bewijs dat wijst op het bestaan van een massale negende planeet in het zonnestelsel. De planeet zoals geraamd zou een massa van ongeveer 10 hebben aardmassa’s (5000 maal de massa van Pluto), hebben een diameter van 2 tot 4 maal die van de Aarde, een dikke atmosfeer van waterstof en helium en baan zo ver weg, dat het zou kunnen nemen 15.000 jaar naar een baan rond de zon, in een sterk elliptische baan.

In hun bespreking, de auteurs beschouwd modellen van planeetvorming dat kunnen zijn planetaire migratie uit het binnenste van het zonnestelsel, zoals het vijfde reuzenplaneet hypothese.

Inhoud

  • 1 Kenmerken
    • 1.1 Orbit
    • 1.2 Grootte
    • 1.3 Samenstelling
  • 2 Namen
  • 3 Indirecte detectie
    • 3.1 Case voor een nieuwe planeet
    • 3.2 Evidence
    • 3.3 Inference
    • 3.4 Simulatie
  • 4 Direct detectie
    • 4.1 Straling
    • 4.2 Zichtbaarheid
    • 4,3 Locatie
    • 4.4 Exploration
    • 4,5 Meer voorspeld objecten
  • 5 Origin
  • 6 Zie ook
  • 7 Opmerkingen
  • 8 Externe links
  • 9 Referenties
  • 10 Externe links

Kenmerken

Orbit

Negen planeet wordt verondersteld om een zeer elliptische baan rond de te volgen Zon, met een omlooptijd van 10.000-20.000 jaar. De baan van de planeet zou hebben semi-hoofdas van ruwweg 700 astronomische eenheden (AU), of ongeveer 20 keer de afstand van Neptunus van de zon, al is het misschien zo dicht als 200 AU (30 miljard km), en zijn gekomen neiging geschatte 30 (± 20) graden. [A] De hoge excentriciteit van Planet Negen de baan zou kunnen nemen zo ver weg als 1200 AU bij haar aphelium. Het aphelium, of verste punt van de geschatte baan, zou in de algemene nabijheid van de sterrenbeelden van Orion en Taurus, terwijl het perihelium, of het dichtstbijzijnde punt in de baan om de zon, in de buurt van de zuidelijke gebieden van zou zijn Serpens (Caput), Ophiuchus en Weegschaal.

Planet Nine wordt geschat vergelijkbaar in omvang en samenstelling van de blauwe ijsreuzen Uranus en Neptunus, hier afgebeeld op schaal met het gas reuzen en aardse planeten te zijn.

De planeet wordt geschat op 10 keer de massa hebben en 2-4 maal de diameter van de aarde. Een infrarood onderzoek van de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) in 2009 niet sluiten een dergelijk object als hun resultaten zorgen voor een Neptune-sized object dan 700 AU. Een soortgelijke studie in 2014 gericht op mogelijke hogere massa lichamen in de buitenste zonnestelsel en uitgesloten Jupiter-class objecten naar 26.000 AU. Brown schat dat de massa Planet Nine hoger is dan de massa nodig is om de voeding te verwijderen zone in 4,6 miljard jaar, en dat het dus inderdaad een planeet.

Samenstelling

Brown speculeert dat de planeet is waarschijnlijk een uitgeworpen ijsreus, vergelijkbaar in samenstelling met Uranus en Neptunus: een mengsel van rots en ijs. Met een kleine envelop van gas

Namen

Brown en Batygin hebben de namen “Josafat” en “George” voor Planet Nine gebruikt. Brown heeft gezegd: “We eigenlijk noemen het Phattie als we gewoon met elkaar praten.” In augustus 2014 Lorenzo Iorio voorgesteld de naam “Thelisto” in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society de ongebruikelijke leggen banen van de sednoids en vrijstaande objecten.

Indirecte detectie

Pleidooi voor een nieuwe planeet

Orbital correlaties tussen zes verre trans-Neptunian objecten leidde tot de hypothese.

Het bestaan van Planet Nine zou een eigenaardige cluster van zes extreme uitleggen trans-Neptunian objecten in een stabiele configuratie van banen meestal buiten de Kuipergordel (namelijk Sedna, 2012 VP 113, 2007 TG 422, 2004 VN 112, 2013 RV 98, 2010 GB 174), en de loodrechte tilt (baan met een rechte hoek ten opzichte van de andere objecten) van andere objecten zoals 2008 KV 42, 2012 DR 30.

Een nadere blik op de gegevens blijkt dat deze zes objecten traceren elliptische banen die wijzen in ongeveer dezelfde richting in de fysieke ruimte en liggen ongeveer op hetzelfde niveau. Deze, volgens de simulatie, zou alleen plaatsvinden met 0,007% waarschijnlijkheid toeval. Het voorgestelde planeet zou een baan gerichte benadering tegengesteld aan die van de zes Tnos hebben (zou moeten lengte van perihelion gecompenseerd door ongeveer 180 °). Alle bekende minor planeten perihelion meer dan 30 AU en een semi-hoofdas groter dan 250 AU ondersteunen momenteel de Planet Nine hypothese.

Object
Omlooptijd
(Jaren Aarde)
Halve lange as
(AU)
Perihelium
(AU)
Argument van perihelium
(ω)
Grootte

2012 VP 113
4300
263
80
294 °
23.4

2013 RF-98
5600
317
36
316 °
24.4

2004 VN 112
5850
327
47
327 °
23.3

2010 GB 174
6600
351
48
347 °
25.2

2007 TG 422
11200
501
36
286 °
21.9

90.377 Sedna
11400
506
76
311 °
21,0

Bewijs

Zie ook: Planeten voorbij Neptunus § banen van verre objecten

Het eerste argument voor het bestaan van Planet Nine werd gepubliceerd in 2014 door astronomen Scott Sheppard van het Carnegie Institution of Science en Chad Trujillo van Hawaii ‘s Gemini Observatory, die het ongewone banen van bepaalde objecten, zoals gesuggereerd sednoids zou kunnen worden beïnvloed door een massieve onbekende planeet aan de rand van het zonnestelsel.

Computersimulaties door Caltech Michael E. Brown en Konstantin Batygin, oorspronkelijk ontwikkeld om de 2014 papieren te weerleggen, maar mits verder bewijs dat Planet Nine kunnen bestaan. Hun theoretische model banden samen drie ongrijpbare aspecten van de Kuipergordel (namelijk de fysieke aanpassing van de verre banen, het genereren van vrijstaande objecten zoals Sedna en het bestaan van een populatie tracing out loodrecht orbitale trajecten) in een één verenigende beeld.

Brown beschreef later de veronderstelde planeet als perturber extreme KBO’s, en gespeculeerd dat, als de huidige bevindingen juist blijken, Planet Nine zou hebben ontwikkeld in de kern van een gasreus zij niet was geworpen verste uithoeken van het zonnestelsel.

Brown beweerde ook dat als het nieuwe object bestaat en wordt bevestigd op de waargenomen effecten, het moet nog meer massaal te zijn als het verder weg. Hij denkt dat het niet uitmaakt waar het wordt gespeculeerd te zijn, als het bestaat, dan domineert de buitenste rand van het zonnestelsel, wat voldoende is om het te maken van een planeet door de huidige definities.

Inference

Batygin is voorzichtig in de interpretatie van de resultaten “Tot Planet Nine is gevangen op de camera dat telt niet als echte. Alles wat we nu hebben is een echo.

Brown zet de kansen voor het bestaan van Planet Negen op ongeveer 90%. Greg Laugh
lin, een van de weinige onderzoekers die van tevoren over dit document wist, geeft een schatting van 68,3%. Andere sceptische wetenschappers eisen meer gegevens in termen van extra objecten te analyseren of definitieve bewijs door middel van fotografische bevestiging. Brown, terwijl toegeven punt de sceptici ‘, nog steeds denkt dat er genoeg gegevens om een serieuze zoektocht mount voor een nieuwe planeet en verzekert iedereen dat het zal niet een wilde gans achtervolging zijn.

Brown wordt ondersteund door Jim Green, directeur van NASA’s Planetary Science Division, die zegt dat “het bewijs is nu dan het ooit is geweest sterker”.

Voor nu, Planet Nine lijkt de enige bevredigende verklaring voor alles wat nu bekend is over de buitenwijken van het zonnestelsel – concludeert Tom Levenson.

Simulation

De vangst van de KBO’s in langlevende apsidally anti-lijn orbitale configuraties optreedt, met wisselend succes, over een aanzienlijke reeks van metgezel parameters (semi-hoofdas een ~ 400-1500 AU, excentriciteit e ~ 0,5-0,8). Voor hun best-fit nominale simulatie, a = 700 AU, e = 0,6, M = 10 m (de betekenis van een lichaam met tien maal de massa van de geselecteerde ze de Aarde), glooiingshoek i = 30 °, en de eerste argument van het perihelium ω = 150 ° (in vergelijking met ongeveer 310 ° het gemiddelde voor de zes geanalyseerde Tnos).

De simulaties bleek dat planetesimal zwermen kan worden gebeeldhouwd in collineaire groepen ruimtelijk beperkt banen door Planet Nine als het aanzienlijk massiever dan de aarde en is op een zeer excentrische baan. Bovendien zou de beperkte banen te clusteren in een configuratie waarbij de lange assen van hun banen zijn anti-lijn met betrekking tot Planet Nine, signaleren dat de dynamische mechanisme in het spel is resonantie in de natuur. Dit mechanisme, bekend als mean-motion resonantie, voorkomt ingesloten trans-Neptunian objecten botsen met Planet Nine, en houdt ze afgestemd.

Simulaties hebben aangetoond dat objecten die een halve lange as minder dan 150 AU hebben grotendeels beïnvloed door de aanwezigheid van Planet Negen aangezien zij zeer lage kans om te komen in zijn nabijheid.

Directe detectie

Straling

Een verre planeet als deze zou weinig licht reflecteren, maar-omdat het wordt geschat op een groot volume-ondertekening straling is eerder gedetecteerd worden door aarde-gebaseerde infrarood telescopen (bijvoorbeeld ALMA). Echter, dit nog steeds zou moeten worden bevestigd met een visuele bevestiging als ALMA kan niet gemakkelijk onderscheid maken tussen een klein, nabijgelegen lichaam en een grote, verre één.

Zichtbaarheid

Telescopen zijn op zoek naar het object, dat, als gevolg van de extreme afstand van de zon, zou weinig zonlicht reflecteren en mogelijk ontwijken telescoop waarnemingen. Er wordt verwacht dat zij een zijn schijnbare magnitude zwakker dan 22, waardoor het op zijn minst 600 keer zwakker dan Pluto. Een vooronderzoek van het archief gegevens van de Catalina Sky Survey, Pan-STARRS en WISE heeft niet geïdentificeerd Planet Nine. De resterende gebieden om te zoeken in de buurt aphelium, die is gelegen nabij het vlak van de Melkweg. De primaire zoekopdracht wordt uitgevoerd met de Subaru-telescoop en zal naar verwachting duren tot vijf jaar. de Subaru-telescoop, gelegen in het noordelijk halfrond is meer waarschijnlijk Planet Nine, die wordt voorspeld zichtbaar in het noordelijk halfrond hemel te vinden.

Als de planeet bestaat en dicht bij zijn perihelium, kon astronomen te identificeren op basis van bestaande beelden. Voor haar aphelium, worden de grootste telescopen nodig. Indien de planeet momenteel is gelegen tussen veel waarnemingsposten kunnen herkennen Planet Nine. Statistisch, de planeet eerder dichter bij het aphelium op een afstand van meer dan 500 zijn AU. Dit is omdat voorwerpen verplaatsen langzamer wanneer de buurt van hun aphelium, in overeenstemming met de tweede wet van Kepler. De zoektocht in databases van stellaire voorwerpen uitgevoerd door Brown en Batygin heeft al een groot deel van de hemel buiten de voorspelde planeet kon zijn, tenzij de richting van haar aphelium, of in de moeilijk te achtergronden, waar de baan kruist de achtergrond Melkweg te spotten, die ligt in de buurt van de richtingen van aphelion of aan de zijkant van zijn perihelium in de algemene richting van Scorpius en Sagittarius. Dit aphelium richting is waar de voorspelde planeet zwakste zou zijn en heeft een gecompliceerde gezichtsveld te spotten in. [12 ]

Exploratie

Brown denkt dat, zodra Planet Nine wordt bevestigd, een sonde kan bereiken in slechts 20 jaar, krijgen een-raket bijgestaan katapult rond de Zon

Meer voorspeld objecten

Batygin en Brown voorspellen ook een nog te worden ontdekt bevolking van verre objecten. Deze objecten zouden semi-grote assen meer dan 250 AU, maar ze lager zou eigenaardigheden en banen die zouden worden gebracht met Planet Nine. De grotere perihelia van deze voorwerpen zouden ze zwakker en moeilijker te herkennen dan de anti-uitgelijnde objecten.

Meer van dergelijke objecten vinden zou kunnen astronomen om meer accurate voorspellingen over de baan van de voorspelde planeet te maken. De Large Synoptic Survey Telescope, toen het in 2023 is voltooid, in staat om de hele hemel in kaart in slechts een paar nachten zal zijn, het verstrekken van meer gegevens op verre Kuipergordel objecten die zowel kunnen versterken bewijs voor Planet Nine en helpen lokaliseren van de huidige locatie.

Zie ook: Mooi model, Mooi 2 model en planetaire migratie

Omdat de zonnenevel nodig zou hebben om zijn “buitengewoon uitgestrekte compatibel met in situ vorming van een planeet op zo’n verre en excentrische baan als het hier beschouwd,” de auteurs speculeren dat deze planeet, als het bestaat, waarschijnlijk gevormd dichter bij de zon, maar werd uiteindelijk klopte verder weg van de Zon van Jupiter of Saturnus tijdens de nevel tijdperk, gooide het in de uitersten van het zonnestelsel, via een mechanisme doet denken aan het uitwerpen van een hypothetische vijfde reuzenplaneet in de afgelopen variaties van het model van Nice. Echter, interacties met de zwaartekracht van de zon geboorte cluster -en eventueel gasvormige restanten van de Zonnenevel -Could hebben beïnvloed Planet Nine als het naar buiten vloog, waardoor het in een zeer breed, maar consistente baan goed buiten de Kuipergordel, maar ook goed binnen de binnenste Oortwolk.

Volgens de huidige schattingen Batygin’s, voor het uitwerpen theorie naar een haalbare verklaring zijn, moet de tijdlijn voor het uitwerpen tussen 3 miljoen en 10 miljoen jaar zijn geweest van de vorming van het zonnestelsel. Deze timing suggereert dat Planet Nine is niet de planeet uitgeworpen in het model van Nice instabiliteit, tenzij die zich nog te vroeg om de oorzaak van het zijn Late Heavy Bombardement, , die zou dan vereisen een andere verklaring. Batygin er ook mee eens dat deze ejecties twee afzonderlijke gebeurtenissen moet zijn geweest.

Ethan Siegel, die diep sceptisch over het bestaan van een onontdekte nieuwe planeet in het zonnestelsel, niettemin, speculeert dat ten minste een super-Aarde soort planeet die zijn vaak ontdekt in andere planetaire systemen, maar verrassend genoeg ontbreekt in het zonnestelsel zou kunnen hebben is uitgeworpen uit de binnenste banen van Solar System vanwege binnenkomende migratie van Jupiter begin Solar System. Hal Levinson waarschuwt dat de kans op een uitgeworpen object terechtkomen in de Inner Oortwolk is klein, slechts 2%. Dus veel voorwerpen moet zijn heen en weer geslingerd
te krijgen naar “houden”.

Wat ook het geval is, astronomen verwachten dat de ontdekking beter te begrijpen van de vorming van het zonnestelsel en anderen, en hoe unieke (of niet) een eigen familie van planeten werkelijk vergeleken met de vele anderen die nu worden ontdekt op een regelmatige basis.