Планета Дев’ять може виявитися не планетою взагалі, а чимось іншим

Планету Дев’ять важко визначити.

Таємнича гіпотетична планета, що знаходиться десь за орбітою Плутона, поки що вислизає від усіх наших спроб знайти її. Ми зрозуміли. Там дуже темно, дуже холодно і дуже далеко, і все це не сприяє її виявленню. І ми маємо лише туманне уявлення про те, де він може бути. Там багато неба, і лише одна темна пляма.

Є кілька можливих причин цього. Одна з них полягає в тому, що ми її ще не бачили. Інша – цілком реальна можливість, що її там просто немає. Або це може бути зовсім не одна планета, а рій каміння.

Або, згідно з новим дослідженням, проведеним фізиками Кетрін Браун з Гамільтонського коледжу та Харшем Матуром з Університету Кейс Вестерн Резерв, те, що ми інтерпретували як доказ існування планети, натомість може бути ознакою того, що чогось не вистачає в нашій нинішній моделі гравітації, описаній в рамках загальної теорії відносності.

Згідно з їхнім нещодавнім дослідженням, тонкі відхилення в орбітах різних об’єктів, які дехто пов’язує з прихованою планетою, також узгоджуються з іншим видом гравітаційної моделі – тією, що називається Модифікована ньютонівська динаміка (MOND).

Закони Ньютона – корисна річ, без сумніву. Але вони не зовсім досконалі. Недоліки закону всесвітнього тяжіння Ньютона були усунуті теорією загальної відносності Ейнштейна. MOND – це альтернативне рішення, яке пропонує інші гравітаційні ефекти, що вступають в дію, коли ньютонівське гравітаційне прискорення падає нижче певного порогу.

Оскільки MOND може описати гравітаційну поведінку галактик, яка, здається, не пов’язана зі звичайною матерією – несподівані криві обертання та ефекти лінзування – вона є привабливою альтернативою темній матерії. Але на менших масштабах її ще не вивчали.

“MOND дуже добре пояснює спостереження галактичного масштабу, – каже Матур. “Я не очікував, що вона матиме помітний вплив на зовнішню Сонячну систему”.

Про існування Дев’ятої планети було зроблено висновок на основі дивної орбітальної кластеризації, яку спостерігали у зовнішній Сонячній системі. Там, на великих навколосонячних траєкторіях, можна знайти величезну кількість невеликих крижаних каменів. Те, як деякі з цих каменів скупчуються на своїх орбітах, може свідчити про те, що вони були зібрані під гравітаційним впливом великої планети.

Браун і Матур вважали, що ці спостереження за скупченнями можуть бути несумісними з MOND. Вони провели дослідження, моделюючи орбіти зовнішніх об’єктів поясу Койпера Сонячної системи під MOND, щоб спостерігати за їхньою поведінкою.

На диво, вони отримали групу каміння, яка поводилася майже так само, як і спостережуване скупчення. Їхні розрахунки показують, що згідно з теорією MOND, деякі об’єкти в зовнішній Сонячній системі повинні з часом вирівнятися з гравітаційним полем галактики Чумацький Шлях.

Недостатньо, щоб впевнено стверджувати, що MOND відповідає за дивну поведінку цих далеких каменів, а не планета. У нас просто недостатньо даних в обох випадках. Однак, це робить MOND одним з можливих варіантів того, що може бути замість Планети Дев’ять. Динамічне моделювання дозволило б більш детально дослідити гіпотезу MOND і допомогти підтвердити або спростувати її.

“Незалежно від результату, – каже Браун, – ця робота підкреслює потенціал зовнішньої Сонячної системи як лабораторії для тестування гравітації та вивчення фундаментальних проблем фізики”.