ระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ดวงใหม่ในระบบสุริยะมีลักษณะอย่างไร และจะถูกค้นพบเมื่อใด?

ลิขสิทธิ์ภาพประกอบสำนักข่าวรอยเตอร์คำบรรยายภาพ Michael Brown เชี่ยวชาญในการค้นหาวัตถุที่อยู่ห่างไกล

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ไมเคิล บราวน์ และคอนสแตนติน บาตีกิน ได้ให้หลักฐานการมีอยู่ของดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะ ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวพลูโต

นักวิจัยรายงานว่ายังไม่สามารถเห็นมันผ่านกล้องโทรทรรศน์ได้ ตามที่พวกเขากล่าวไว้ ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกค้นพบขณะศึกษาการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้าขนาดเล็กในห้วงอวกาศ

น้ำหนัก ร่างกายสวรรค์มีมวลมากกว่าโลกประมาณ 10 เท่า แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ยืนยันการมีอยู่ของมัน

นักดาราศาสตร์ของสถาบันมีเพียงความคิดคร่าวๆ ว่าดาวเคราะห์ดวงนี้น่าจะอยู่ที่ใดในท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว และไม่ต้องสงสัยเลยว่าข้อสันนิษฐานของพวกเขาจะเปิดตัวการรณรงค์เพื่อค้นหามัน

“มีกล้องโทรทรรศน์มากมายบนโลกที่สามารถค้นพบมันได้ในทางทฤษฎี ผมหวังเป็นอย่างยิ่งว่าหลังจากการประกาศของเรา ผู้คนทั่วโลกจะเริ่มมองหาดาวเคราะห์ดวงที่ 9” ไมเคิล บราวน์ กล่าว

วงโคจรรูปไข่

ตามการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ วัตถุอวกาศนี้อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูนประมาณ 20 เท่า ซึ่งอยู่ห่างออกไป 4.5 พันล้านกิโลเมตร

แตกต่างจากวงโคจรเกือบเป็นวงกลมของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ วัตถุนี้น่าจะเคลื่อนที่ในวงโคจรรูปวงรี และการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์โดยสมบูรณ์จะใช้เวลาตั้งแต่ 10,000 ถึง 20,000 ปี

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีน้ำแข็งปกคลุมอยู่ในแถบไคเปอร์ ดาวพลูโตอยู่ในแถบนี้

นักวิจัยสังเกตเห็นการจัดเรียงที่ชัดเจนของวัตถุบางส่วนในแถบนี้ โดยเฉพาะวัตถุขนาดใหญ่ เช่น เซดนา และ 2012 VP113 ในความเห็นของพวกเขา สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ก็ต่อเมื่อมีวัตถุอวกาศขนาดใหญ่ที่ไม่รู้จักปรากฏอยู่เท่านั้น

ลิขสิทธิ์ภาพประกอบเอเอฟพีคำบรรยายภาพ แนวคิดเรื่องการมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่า Planet X ซึ่งอยู่บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะได้รับการพูดคุยกันในแวดวงวิทยาศาสตร์มานานกว่า 100 ปี

วัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุดล้วนเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันในวิถีโคจรที่ไม่สามารถอธิบายได้ และเราตระหนักว่าคำอธิบายเดียวสำหรับสิ่งนี้คือการมีอยู่ของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อยู่ไกลออกไปที่ยึดพวกมันไว้ด้วยกันในขณะที่พวกมันโคจรรอบดวงอาทิตย์” บราวน์กล่าว

แพลนเน็ตเอ็กซ์

แนวคิดเรื่องการมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่า Planet X ซึ่งอยู่บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะได้รับการพูดคุยกันในแวดวงวิทยาศาสตร์มานานกว่า 100 ปี พวกเขาจำเธอได้แล้วก็ลืมเธอไป

ข้อเสนอแนะในปัจจุบันเป็นที่สนใจเป็นพิเศษเนื่องจากผู้เขียนหลักของการศึกษานี้

บราวน์เชี่ยวชาญในการค้นหาวัตถุที่อยู่ห่างไกล และการค้นพบดาวเคราะห์แคระเอริสในแถบไคเปอร์ในปี พ.ศ. 2548 ทำให้เขาสูญเสียสถานะดาวเคราะห์ในอีกหนึ่งปีต่อมา

สันนิษฐานกันว่าเอริสมีขนาดใหญ่กว่าดาวพลูโตเล็กน้อย แต่ตอนนี้เห็นได้ชัดว่ามันเล็กกว่าเล็กน้อย

นักวิจัยที่ศึกษาวัตถุในระบบสุริยะที่อยู่ห่างไกลได้เสนอแนะความเป็นไปได้ของดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่าดาวอังคารหรือโลก เนื่องจากขนาดและรูปร่างของดาวเคราะห์ในแถบไคเปอร์ แต่จนกว่าดาวเคราะห์จะสามารถมองเห็นได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์ ความคิดเรื่องการมีอยู่ของมันจะถูกมองด้วยความกังขา

การศึกษาของ Michael Brown และ Konstantin Batygin ได้รับการตีพิมพ์ใน Astronomical Journal

มอสโก 21 มกราคม - RIA Novosti- Konstantin Batygin ผู้ค้นพบดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ที่ปลายปากกาของเขา ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าโลกถึง 274 เท่า เชื่อว่ามันเป็นดาวเคราะห์จริงดวงสุดท้ายในระบบสุริยะ รายงานของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย

เมื่อคืนนี้ นักดาราศาสตร์ชาวรัสเซีย Konstantin Batygin และ Michael Brown เพื่อนร่วมงานชาวอเมริกันของเขาประกาศว่าพวกเขาสามารถคำนวณตำแหน่งของ "Planet X" อันลึกลับซึ่งเป็นอันดับที่เก้าหรือสิบหากคุณนับดาวพลูโต - ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ 41 พันล้านกิโลเมตร จากดวงอาทิตย์และมีน้ำหนักมากกว่าโลกถึง 10 เท่า

แม้ว่าในตอนแรกเราจะค่อนข้างสงสัย แต่เมื่อพบเบาะแสของการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงอื่นในแถบไคเปอร์ เราก็ศึกษาวงโคจรที่น่าสงสัยของมันต่อไป เมื่อเวลาผ่านไป เราก็มั่นใจมากขึ้นว่ามันมีอยู่จริง เป็นครั้งแรกในช่วงสุดท้าย 150 ปี เรามีหลักฐานที่แท้จริงว่าเราได้ "สำรวจสำมะโนประชากร" ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเสร็จสมบูรณ์แล้ว" Batygin ซึ่งอ้างคำพูดในบริการกดของนิตยสารกล่าว

การค้นพบนี้ดังที่ Batygin และ Brown กล่าวว่าส่วนใหญ่ต้องขอบคุณการค้นพบ "ผู้อาศัย" ที่อยู่ห่างไกลมากของระบบสุริยะอีกสองคน - ดาวเคราะห์แคระ 2012 VP113 และ V774104 ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกับดาวพลูโตและประมาณ 12-15 พันล้านกิโลเมตร ห่างจากดวงอาทิตย์

ดาวเคราะห์ทั้งสองดวงนี้ถูกค้นพบโดย Chad Trujillo จากหอดูดาวราศีเมถุนในฮาวาย (สหรัฐอเมริกา) ซึ่งเป็นนักเรียนของ Brown ซึ่งหลังจากการค้นพบของพวกเขาได้แบ่งปันกับอาจารย์ของเขาและ Batygin ข้อสังเกตของเขาที่ชี้ไปที่ความแปลกประหลาดในการเคลื่อนไหวของ "ไบเดน" ในปี 2012 มีชื่อเรียกว่า VP113 และวัตถุไคเปอร์อื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง

นักดาราศาสตร์ประกาศการค้นพบคู่แข่งรายอื่นสำหรับตำแหน่งผู้อาศัยที่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะ - ดาวเคราะห์แคระ V774104 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 500-1,000 กิโลเมตรซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 15 พันล้านกิโลเมตร

การวิเคราะห์วงโคจรของวัตถุเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าพวกมันล้วนได้รับอิทธิพลจากเทห์ฟากฟ้าขนาดใหญ่บางดวง บังคับให้วงโคจรของดาวเคราะห์แคระและดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กเหล่านี้ยืดออกไปในทิศทางที่แน่นอน เช่นเดียวกับวัตถุอย่างน้อยหกวัตถุจากรายการที่ทรูจิลโลนำเสนอ . นอกจากนี้วงโคจรของวัตถุเหล่านี้ยังเอียงไปที่ระนาบสุริยุปราคาที่มุมเดียวกัน - ประมาณ 30%

ตามที่นักวิทยาศาสตร์อธิบาย “เรื่องบังเอิญ” นั้นคล้ายคลึงกับการที่เข็มนาฬิกาซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกัน ชี้ไปที่นาทีเดียวกันเมื่อใดก็ตามที่คุณมองดู ความน่าจะเป็นของผลลัพธ์ของเหตุการณ์ดังกล่าวคือ 0.007% ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวงโคจรของ "ผู้อยู่อาศัย" ในแถบไคเปอร์ไม่ได้ถูกยืดออกโดยบังเอิญ - พวกมันถูก "นำ" โดยดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ดวงหนึ่งซึ่งอยู่ไกลเกินวงโคจรของดาวพลูโต

การคำนวณของ Batygin แสดงให้เห็นว่านี่คือดาวเคราะห์ "ของจริง" อย่างชัดเจน โดยมีมวลมากกว่าดาวพลูโตถึง 5,000 เท่า ซึ่งน่าจะหมายความว่ามันเป็นดาวก๊าซยักษ์เช่นดาวเนปจูน หนึ่งปีกินเวลาประมาณ 15,000 ปี

นักดาราศาสตร์พบดาวเคราะห์แคระที่อยู่ไกลที่สุดในระบบสุริยะแล้ว“เมฆ” นี้ประกอบด้วยดาวหางและวัตถุ “น้ำแข็ง” อื่น ๆ ตั้งอยู่ที่ระยะทาง 150 - 1.5,000 หน่วยดาราศาสตร์ (ระยะทางเฉลี่ยระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์) จากดาวฤกษ์ของเรา

มันหมุนรอบตัวเองในวงโคจรที่ผิดปกติ โดยจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดซึ่งเป็นจุดที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดนั้นอยู่ที่ "ด้านข้าง" ของระบบสุริยะซึ่งมีจุดไกลโพ้นอยู่ ซึ่งเป็นจุดที่ระยะทางสูงสุดสำหรับดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ทั้งหมด

วงโคจรดังกล่าวทำให้แถบไคเปอร์เสถียรอย่างขัดแย้งกัน และป้องกันไม่ให้วัตถุชนกัน จนถึงตอนนี้ นักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถมองเห็นดาวเคราะห์ดวงนี้ได้เนื่องจากระยะห่างจากดวงอาทิตย์ แต่บาตีกินและบราวน์เชื่อว่าสิ่งนี้จะเป็นไปได้ในอีก 5 ปีข้างหน้า เมื่อวงโคจรของมันจะถูกคำนวณอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

การค้นพบนี้ได้รับการประกาศโดยนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ยังไม่มีใครเห็นวัตถุใหม่ผ่านกล้องโทรทรรศน์ ดังที่ Michael Brown และ Konstantin Batygin รับรองว่าดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกค้นพบโดยการวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับการรบกวนจากแรงโน้มถ่วงที่มันกระทำกับเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ยังไม่มีการตั้งชื่อ แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุพารามิเตอร์ต่างๆ ได้ มันมีน้ำหนักมากกว่าโลกถึง 10 เท่า โดย องค์ประกอบทางเคมี ดาวเคราะห์ดวงใหม่มีลักษณะคล้ายก๊าซยักษ์สองดวง ได้แก่ ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน อย่างไรก็ตาม มันมีขนาดใกล้เคียงกับดาวเนปจูนและอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวพลูโต ซึ่งเนื่องจากขนาดที่เล็ก ทำให้สูญเสียสถานะของดาวเคราะห์ไป การยืนยันการมีอยู่ของเทห์ฟากฟ้าจะใช้เวลาห้าปี นักวิทยาศาสตร์จองเวลาไว้ที่หอดูดาวญี่ปุ่นในฮาวาย ความน่าจะเป็นที่การค้นพบของพวกเขาผิดคือ 0.007 เปอร์เซ็นต์ หากการค้นพบนี้ได้รับการยอมรับ ดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้จะกลายเป็นดาวเคราะห์ดวงที่เก้าในระบบสุริยะ

ที่ ระบบสุริยะดูเหมือนจะมีดาวเคราะห์ดวงที่เก้าดวงใหม่ วันนี้ นักวิทยาศาสตร์สองคนได้ประกาศหลักฐานว่าวัตถุมีขนาดเกือบเท่าดาวเนปจูนแต่ยังมองไม่เห็น โคจรรอบดวงอาทิตย์ทุกๆ 15,000 ปี พวกเขากล่าวว่าในช่วงเริ่มต้นของระบบสุริยะเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน ดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้ถูกผลักออกจากบริเวณที่ก่อตัวดาวเคราะห์ใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ถูกชะลอความเร็วลงโดยก๊าซ และตกลงสู่วงโคจรทรงรีอันห่างไกล ซึ่งยังคงแฝงตัวอยู่จนทุกวันนี้

คำกล่าวอ้างนี้แข็งแกร่งที่สุดในการค้นหา "ดาวเคราะห์ X" ที่อยู่นอกดาวเนปจูนมานานหลายศตวรรษ ภารกิจนี้เต็มไปด้วยคำกล่าวอ้างที่ลึกซึ้งและแม้กระทั่งการหลอกลวงโดยสิ้นเชิง แต่หลักฐานใหม่นี้มาจากนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่น่านับถือสองคน Konstantin Batygin และ Mike Brown จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ในพาซาดีนา ซึ่งเตรียมพร้อมรับมือกับความกังขาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ด้วยการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับวงโคจรของวัตถุที่อยู่ห่างไกลอื่นๆ และเดือนของคอมพิวเตอร์ การจำลอง “ถ้าคุณพูดว่า 'เรามีหลักฐานเกี่ยวกับดาวเคราะห์ X' นักดาราศาสตร์เกือบทุกคนจะพูดว่า 'นี่อีกแล้วเหรอ? คนพวกนี้มันบ้าชัดๆ' ฉันก็ทำเหมือนกัน” บราวน์กล่าว “เหตุใดจึงแตกต่างเช่นนี้? สิ่งนี้แตกต่างเพราะครั้งนี้เราพูดถูก”

แลนซ์ ฮายาชิดะ/คาลเทค

นักวิทยาศาสตร์ภายนอกกล่าวว่าการคำนวณของพวกเขาซ้อนกันและแสดงถึงความระมัดระวังและความตื่นเต้นเกี่ยวกับผลลัพธ์ Gregory Laughlin นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย (UC) ซานตาครูซ กล่าวว่า “ฉันไม่สามารถจินตนาการถึงเรื่องใหญ่กว่านี้ได้ ถ้า—และแน่นอนว่านั่นคือ 'ถ้า' ตัวหนา—ถ้ามันกลายเป็นสิ่งที่ถูกต้อง” "สิ่งที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับเรื่องนี้สามารถตรวจพบได้"

Batygin และ Brown สรุปการมีอยู่ของมันได้จากกระจุกแปลกประหลาดของวัตถุ 6 ชิ้นที่เคยรู้จักมาก่อนซึ่งโคจรรอบนอกดาวเนปจูน พวกเขาบอกว่ามีโอกาสเพียง 0.007% หรือประมาณ 1 ใน 15,000 ที่การรวมกลุ่มอาจเป็นเรื่องบังเอิญ พวกเขากล่าวว่าดาวเคราะห์ที่มีมวล 10 โลกได้นำวัตถุทั้ง 6 ดวงเข้าสู่วงโคจรรูปวงรีอันแปลกประหลาด ซึ่งเอียงออกจากระนาบของระบบสุริยะ

วงโคจรของดาวเคราะห์ที่อนุมานนั้นมีความเอียงเช่นเดียวกัน รวมถึงขยายออกไปเป็นระยะทางที่จะระเบิดแนวคิดของระบบสุริยะก่อนหน้านี้ การเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดคือไกลกว่าดาวเนปจูนถึง 7 เท่าหรือ 200 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) (AU คือระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร) และดาวเคราะห์ X สามารถเดินทางได้ไกลถึง 600 ถึง 1,200 AU ซึ่งอยู่เลยแถบไคเปอร์ ซึ่งเป็นบริเวณของโลกน้ำแข็งขนาดเล็กที่เริ่มต้นที่ขอบดาวเนปจูนประมาณ 30 ออสเตรเลีย

หากดาวเคราะห์ X อยู่ที่นั่น Brown และ Batygin กล่าวว่านักดาราศาสตร์ควรค้นหาวัตถุเพิ่มเติมในวงโคจรปากโป้งซึ่งมีรูปร่างตามแรงดึงดูดของยักษ์ที่ซ่อนอยู่ แต่บราวน์รู้ดีว่าไม่มีใครเชื่อในการค้นพบนี้จริงๆ จนกว่าดาวเคราะห์ X จะปรากฏในช่องมองภาพของกล้องโทรทรรศน์ “จนกว่าจะมีการตรวจจับโดยตรง มันก็ยังเป็นสมมติฐาน แม้กระทั่งสมมติฐานที่อาจดีมาก” เขากล่าว ทีมงานมีเวลาศึกษากล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตัวหนึ่งในฮาวายซึ่งเหมาะสำหรับการค้นหา และหวังว่านักดาราศาสตร์คนอื่นๆ จะเข้าร่วมในการล่าด้วย

Batygin และ Brown เผยแพร่ผลในวันนี้ที่ วารสารดาราศาสตร์- อเลสซานโดร มอร์บิเดลลี นักเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ที่หอดูดาวนีซในฝรั่งเศส ดำเนินการทบทวนบทความนี้โดยผู้ทรงคุณวุฒิ ในแถลงการณ์ เขากล่าวว่า Batygin และ Brown ทำ "ข้อโต้แย้งที่หนักแน่นมาก" และเขา "ค่อนข้างมั่นใจในการมีอยู่ของดาวเคราะห์อันห่างไกล"

การสนับสนุนดาวเคราะห์ดวงที่เก้าดวงใหม่ถือเป็นบทบาทที่น่าขันสำหรับบราวน์ เขาเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะนักฆ่าดาวเคราะห์ การค้นพบเอริสซึ่งเป็นโลกน้ำแข็งห่างไกลในปี พ.ศ. 2548 ของเขาซึ่งมีขนาดเกือบเท่ากับดาวพลูโต เผยให้เห็นว่าสิ่งที่ถูกมองว่าเป็นดาวเคราะห์ชั้นนอกสุดเป็นเพียงหนึ่งในหลาย ๆ โลกในแถบไคเปอร์ นักดาราศาสตร์จัดประเภทดาวพลูโตใหม่เป็นดาวเคราะห์แคระในทันที ซึ่งเป็นเรื่องราวในตำนานที่บราวน์เล่าไว้ในหนังสือของเขา ฉันฆ่าดาวพลูโตได้อย่างไร.

ตอนนี้เขาได้เข้าร่วมในการค้นหาดาวเคราะห์ดวงใหม่ที่มีมานานหลายศตวรรษแล้ว วิธีการของเขาที่อนุมานการมีอยู่ของ Planet X จากผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงอันน่ากลัวของมัน มีประวัติที่น่านับถือ ตัวอย่างเช่น ในปี 1846 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Urbain Le Verrier ทำนายการมีอยู่ของดาวเคราะห์ยักษ์จากความผิดปกติในวงโคจรของดาวยูเรนัส นักดาราศาสตร์ที่หอดูดาวเบอร์ลินค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ชื่อเนปจูน ซึ่งควรจะอยู่นั้น ทำให้เกิดกระแสความรู้สึกของสื่อ

อาการสะอึกที่เหลืออยู่ในวงโคจรของดาวยูเรนัสทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าอาจมีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่ง และในปี 1906 เพอร์ซิวาล โลเวลล์ มหาเศรษฐีผู้มั่งคั่ง ได้เริ่มค้นหาสิ่งที่เขาเรียกว่า "ดาวเคราะห์ X" ที่หอดูดาวแห่งใหม่ของเขาในแฟลกสตาฟ รัฐแอริโซนา ในปี 1930 ดาวพลูโตปรากฏตัวขึ้น แต่มันก็เล็กเกินกว่าจะลากจูงดาวยูเรนัสได้อย่างมีความหมาย กว่าครึ่งศตวรรษต่อมา การคำนวณใหม่โดยอิงจากการวัดโดยยานอวกาศโวเอเจอร์เผยให้เห็นว่าวงโคจรของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนนั้นค่อนข้างดีด้วยตัวมันเอง ไม่จำเป็นต้องมีดาวเคราะห์ X

แต่เสน่ห์ของ Planet X ยังคงมีอยู่ ตัวอย่างเช่น ในคริสต์ทศวรรษ 1980 นักวิจัยเสนอว่าดาวแคระน้ำตาลที่มองไม่เห็นอาจทำให้โลกสูญพันธุ์เป็นระยะๆ โดยการกระตุ้นให้ดาวหางลุกลาม ในช่วงทศวรรษ 1990 นักวิทยาศาสตร์ได้เรียกดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสที่ขอบระบบสุริยะเพื่ออธิบายที่มาของดาวหางลูกแปลกบางดวง เมื่อเดือนที่แล้ว นักวิจัยอ้างว่าได้ตรวจพบแสงไมโครเวฟจางๆ ของดาวเคราะห์หินขนาดใหญ่ที่อยู่ห่างออกไป 300 AU โดยใช้จานกล้องโทรทรรศน์ในชิลีที่เรียกว่า Atacama Large Millimeter Array (ALMA) (บราวน์เป็นหนึ่งในคนขี้ระแวง โดยสังเกตว่าขอบเขตการมองเห็นที่แคบของ ALMA ทำให้มีโอกาสค้นพบวัตถุดังกล่าวที่เพรียวบางจนแทบจะมองไม่เห็น)

บราวน์เริ่มเข้าใจเหมืองหินในปัจจุบันของเขาเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2546 เมื่อเขานำทีมที่พบเซดนา ซึ่งเป็นวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าทั้งเอริสและดาวพลูโตเล็กน้อย วงโคจรที่ห่างไกลและแปลกประหลาดของเซดนาทำให้เซดนาเป็นวัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะในขณะนั้น ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดหรือจุดที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด อยู่ที่ 76 AU เลยแถบไคเปอร์และอยู่นอกอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูน ความหมายนั้นชัดเจน: มีบางสิ่งขนาดใหญ่เกินกว่าดาวเนปจูนต้องดึงเซดนาเข้าสู่วงโคจรอันห่างไกลของมัน

(ข้อมูล) เจพีแอล; BATYGIN และ BROWN/CALTECH; (แผนภาพ) ก. CUADRA/ วิทยาศาสตร์

บางสิ่งบางอย่างนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นดาวเคราะห์ แรงดึงดูดโน้มถ่วงของเซดนาอาจมาจากดาวฤกษ์ที่เคลื่อนผ่าน หรือจากนางพยาบาลดวงดาวอื่นๆ จำนวนมากที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์ที่เพิ่งกำเนิดในขณะที่กำเนิดระบบสุริยะ

ตั้งแต่นั้นมา วัตถุน้ำแข็งจำนวนหนึ่งก็ปรากฏตัวขึ้นในวงโคจรที่คล้ายกัน บราวน์กล่าวว่าเขาได้แยกดาวฤกษ์ออกจากอิทธิพลที่มองไม่เห็น ด้วยการรวมเซดนาเข้ากับคนแปลกหน้าอีกห้าคน มีเพียงดาวเคราะห์ดวงเดียวเท่านั้นที่สามารถอธิบายวงโคจรที่แปลกประหลาดเช่นนี้ได้ จากการค้นพบครั้งสำคัญทั้งสามของเขา ได้แก่ เอริส เซดนา และตอนนี้ อาจเป็นไปได้ว่า Planet X-Brown กล่าวว่าสิ่งสุดท้ายน่าตื่นเต้นที่สุด “การฆ่าดาวพลูโตเป็นเรื่องสนุก การค้นพบเซดนาเป็นเรื่องที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์” เขากล่าว “แต่อันนี้ นี่คือหัวและไหล่เหนือสิ่งอื่นใด”

บราวน์และบาตีจินเกือบถูกต่อยจนตาย เป็นเวลาหลายปีมาแล้วที่ Sedna เป็นเพียงเบาะแสเดียวของการก่อกวนจากนอกดาวเนปจูน จากนั้นในปี 2014 Scott Sheppard และ Chad Trujillo (อดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Brown's) ได้ตีพิมพ์บทความที่อธิบายการค้นพบ VP113 ซึ่งเป็นวัตถุอีกชิ้นหนึ่งที่ไม่เคยเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ เชพพาร์ดจากสถาบันวิทยาศาสตร์คาร์เนกีในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. และทรูจิลโลจากหอดูดาวเจมินีในฮาวาย ตระหนักดีถึงผลกระทบที่เกิดขึ้น พวกเขาเริ่มตรวจสอบวงโคจรของวัตถุทั้งสองพร้อมกับลูกคี่อีก 10 ลูก พวกเขาสังเกตเห็นว่าเมื่อถึงจุดดวงอาทิตย์ที่สุด ทุกอย่างเข้ามาใกล้ระนาบของระบบสุริยะซึ่งโลกโคจรอยู่เรียกว่าสุริยุปราคา ในรายงานฉบับหนึ่ง เชปปาร์ดและทรูจิลโลชี้ให้เห็นการรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนแปลกๆ และเพิ่มความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อยู่ไกลออกไปจะต้อนวัตถุใกล้สุริยุปราคา แต่พวกเขาไม่ได้กดดันผลลัพธ์อีกต่อไป

ต่อมาในปีนั้น ที่ Caltech Batygin และ Brown เริ่มหารือเกี่ยวกับผลลัพธ์ดังกล่าว Batygin กล่าวว่าการวางแผนวงโคจรของวัตถุที่อยู่ห่างไกลทำให้พวกเขาตระหนักว่ารูปแบบที่ Sheppard และ Trujillo สังเกตเห็นนั้นเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของเรื่องราวเท่านั้น วัตถุไม่เพียงอยู่ใกล้สุริยุปราคาที่จุดใกล้ดวงอาทิตย์เท่านั้น แต่จุดใกล้ดวงอาทิตย์ของพวกมันยังกระจุกตัวกันทางกายภาพในอวกาศ (ดูแผนภาพด้านบน)

ปีหน้าทั้งคู่แอบคุยกันถึงรูปแบบและความหมาย มันเป็นความสัมพันธ์ที่เรียบง่าย และทักษะของทั้งคู่ก็เสริมซึ่งกันและกัน Batygin นักสร้างโมเดลคอมพิวเตอร์เด็กหวือวัย 29 ปี ไปเรียนที่วิทยาลัยที่ UC Santa Cruz เพื่อไปเที่ยวชายหาดและมีโอกาสได้เล่นในวงดนตรีร็อค แต่เขาทำเครื่องหมายที่นั่นโดยการสร้างแบบจำลองชะตากรรมของระบบสุริยะในช่วงหลายพันล้านปี แสดงให้เห็นว่า ในบางกรณีที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก มันไม่เสถียร: ดาวพุธอาจพุ่งเข้าสู่ดวงอาทิตย์หรือชนกับดาวศุกร์ “มันเป็นความสำเร็จที่น่าทึ่งสำหรับนักศึกษาระดับปริญญาตรี” ลาฟลิน ซึ่งทำงานร่วมกับเขาในขณะนั้นกล่าว

บราวน์ วัย 50 ปี เป็นนักดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ มีไหวพริบในการค้นพบอันน่าทึ่งและความมั่นใจที่จะเทียบเคียงได้ เขาสวมกางเกงขาสั้นและรองเท้าแตะไปทำงาน ยกเท้าขึ้นบนโต๊ะ และมีความสดชื่นที่ปกปิดความเข้มข้นและความทะเยอทะยาน เขามีโปรแกรมที่พร้อมจะกรองข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์หลักดวงหนึ่งเพื่อสำรวจ Planet X ทันทีที่ข้อมูลดังกล่าวจะเผยแพร่สู่สาธารณะในปลายปีนี้

ห้องทำงานของพวกเขาอยู่ห่างจากกันเพียงไม่กี่ประตู “โซฟาของฉันสวยกว่า ดังนั้นเราจึงมักจะคุยกันมากขึ้นในที่ทำงานของฉัน” Batygin กล่าว "เรามักจะดูข้อมูลใน Mike's มากกว่า" พวกเขายังเป็นเพื่อนกันในการออกกำลังกาย และพูดคุยถึงไอเดียของพวกเขาระหว่างรอลงน้ำที่งานไตรกีฬาที่ลอสแองเจลิส แคลิฟอร์เนียในฤดูใบไม้ผลิปี 2015

ประการแรก พวกเขาชนะวัตถุโหลที่ศึกษาโดยเชปพาร์ดและทรูจิลโล ไปจนถึงวัตถุหกชิ้นที่ค้นพบไกลที่สุดจากการสำรวจหกครั้งบนกล้องโทรทรรศน์หกตัว นั่นทำให้มีโอกาสน้อยที่การรวมตัวเป็นก้อนอาจมีสาเหตุมาจากความโน้มเอียงในการสังเกต เช่น การเล็งกล้องโทรทรรศน์ไปที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของท้องฟ้า

Batygin เริ่มเพาะแบบจำลองระบบสุริยะของเขาด้วยดาวเคราะห์ X ขนาดและวงโคจรต่างๆ เพื่อดูว่าเวอร์ชันใดอธิบายเส้นทางของวัตถุได้ดีที่สุด การทำงานของคอมพิวเตอร์บางส่วนใช้เวลาหลายเดือน ขนาดที่โปรดปรานของดาวเคราะห์ X เกิดขึ้นระหว่างมวลโลก 5 ถึง 15 เท่า เช่นเดียวกับวงโคจรที่ต้องการ: วางแนวต้านในอวกาศจากวัตถุขนาดเล็ก 6 วัตถุ เพื่อให้ดวงอาทิตย์ใกล้ดวงอาทิตย์อยู่ในทิศทางเดียวกับจุดไกลที่สุดหรือจุดไกลที่สุดของวัตถุทั้ง 6 ชิ้น จากดวงอาทิตย์ วงโคจรของไม้กางเขนทั้งหกของ Planet X แต่ไม่ใช่เมื่อผู้อันธพาลตัวใหญ่อยู่ใกล้ ๆ และอาจขัดขวางพวกมันได้ การศักดิ์สิทธิ์ครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อ 2 เดือนที่แล้ว เมื่อการจำลองของ Batygin แสดงให้เห็นว่า Planet X ควรแกะสลักวงโคจรของวัตถุที่โฉบเข้าสู่ระบบสุริยะจากด้านบนและด้านล่าง ซึ่งเกือบจะตั้งฉากกับสุริยุปราคา “มันจุดประกายความทรงจำนี้” บราวน์กล่าว “ฉันเคยเห็นวัตถุเหล่านี้มาก่อน” ปรากฎว่าตั้งแต่ปี พ.ศ. 2545 มีการค้นพบวัตถุในแถบไคเปอร์ที่มีความโน้มเอียงสูงจำนวน 5 ชิ้น และต้นกำเนิดของพวกมันส่วนใหญ่ไม่สามารถอธิบายได้ “พวกเขาไม่เพียงแต่อยู่ที่นั่นเท่านั้น แต่ยังอยู่ในสถานที่ที่เราคาดการณ์ไว้ด้วย” บราวน์กล่าว “นั่นคือตอนที่ฉันตระหนักว่านี่ไม่ใช่แค่ความคิดที่น่าสนใจและดีเท่านั้น แต่นี่เป็นเรื่องจริง”

เชพพาร์ดซึ่งร่วมกับทรูจิลโลเคยสงสัยว่ามีดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็น Batygin และ Brown กล่าวว่า "นำผลลัพธ์ของเราไปสู่อีกระดับหนึ่ง …พวกเขาเจาะลึกถึงไดนามิก ซึ่งเป็นสิ่งที่แชดกับฉันไม่เก่งด้วย นั่นเป็นเหตุผลที่ฉันคิดว่าสิ่งนี้น่าตื่นเต้น”

คนอื่นๆ เช่น Dave Jewitt นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ผู้ค้นพบแถบไคเปอร์ ต่างก็ระมัดระวังมากกว่า โอกาส 0.007% ที่การรวมกลุ่มของวัตถุทั้ง 6 ชิ้นจะเกิดขึ้นโดยบังเอิญ ทำให้ดาวเคราะห์ดวงนี้อ้างว่ามีนัยสำคัญทางสถิติที่ 3.8 ซิกมา ซึ่งเกินกว่าเกณฑ์ 3 ซิกมา โดยทั่วไปแล้วจะต้องดำเนินการอย่างจริงจัง แต่ขาดจาก 5 ซิกมาที่บางครั้งใช้ในสาขาต่างๆ เช่น ฟิสิกส์ของอนุภาค นั่นทำให้จิวิตต์กังวลซึ่งเคยเห็นผลลัพธ์ 3 ซิกมามากมายหายไปก่อนหน้านี้ ด้วยการลดวัตถุโหลที่ตรวจสอบโดย Sheppard และ Trujillo เหลือหกชิ้นสำหรับการวิเคราะห์ Batygin และ Brown ก็ทำให้คำกล่าวอ้างของพวกเขาอ่อนแอลง เขากล่าว “ฉันกังวลว่าการค้นพบวัตถุใหม่เพียงชิ้นเดียวที่ไม่อยู่ในกลุ่มจะทำลายสิ่งปลูกสร้างทั้งหมด” จิวิตต์ซึ่งอยู่ที่ UC ลอสแองเจลิสกล่าว “มันเป็นเกมที่ใช้ไม้เพียงหกไม้”

(ภาพ) วิกิมีเดียคอมมอนส์; นาซา/เจพีแอล-คาลเทค; ก. CUADRA/ วิทยาศาสตร์ ; NASA/JHUAPL/SWRI; (แผนภาพ) ก. CUADRA/ วิทยาศาสตร์

ในตอนแรก ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นอีกประการหนึ่งมาจาก Widefield Infrared Survey Explorer (WISE) ของ NASA ซึ่งเป็นดาวเทียมที่เสร็จสิ้นการสำรวจท้องฟ้าทั้งหมดเพื่อค้นหาความร้อนของดาวแคระน้ำตาลหรือดาวเคราะห์ยักษ์ มันตัดการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดาวเสาร์หรือใหญ่กว่านั้นออกไปไกลถึง 10,000 AU ตามการศึกษาของ Kevin Luhman ในปี 2013 นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย ยูนิเวอร์ซิตี้พาร์ก แต่ Luhman ตั้งข้อสังเกตว่าหากดาวเคราะห์ X มีขนาดเท่าดาวเนปจูนหรือเล็กกว่า ตามที่ Batygin และ Brown กล่าว WISE คงจะพลาดมันไป เขากล่าวว่ามีโอกาสน้อยมากที่จะตรวจพบในชุดข้อมูล WISE อื่นที่ความยาวคลื่นมากกว่าซึ่งไวต่อรังสีที่เย็นกว่า ซึ่งรวบรวมไว้ 20% ของท้องฟ้า ขณะนี้ Luhman กำลังวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านั้น

แม้ว่า Batygin และ Brown จะสามารถโน้มน้าวนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ ว่าดาวเคราะห์ X มีอยู่จริง แต่พวกเขาก็เผชิญกับความท้าทายอีกอย่างหนึ่ง นั่นคืออธิบายว่ามันมาอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ได้อย่างไร ในระยะทางดังกล่าว จานฝุ่นและก๊าซก่อกำเนิดดาวเคราะห์มีแนวโน้มที่จะบางเกินไปที่จะกระตุ้นการเติบโตของดาวเคราะห์ และแม้ว่าดาวเคราะห์ X จะตั้งหลักได้ว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง มันก็คงจะเคลื่อนที่ช้าเกินไปในวงโคจรที่กว้างใหญ่และขี้เกียจของมันที่จะดูดกลืนวัตถุมากพอที่จะกลายเป็นยักษ์

Batygin และ Brown เสนอว่าดาวเคราะห์ X ก่อตัวใกล้กับดวงอาทิตย์มากขึ้น ข้างดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน แบบจำลองคอมพิวเตอร์ได้แสดงให้เห็นว่าระบบสุริยะยุคแรกนั้นเป็นโต๊ะบิลเลียดที่สับสนอลหม่าน โดยมีบล็อกดาวเคราะห์หลายสิบหรือหลายร้อยก้อนที่มีขนาดเท่าโลกที่กระเด้งไปมา ดาวเคราะห์ยักษ์ที่เป็นเอ็มบริโออีกดวงหนึ่งสามารถก่อตัวขึ้นที่นั่นได้อย่างง่ายดาย เพียงแต่จะถูกผลักออกไปด้านนอกด้วยการเตะด้วยแรงโน้มถ่วงจากดาวก๊าซยักษ์อีกดวงหนึ่ง

เป็นการยากที่จะอธิบายว่าทำไม Planet X จึงไม่วนกลับไปยังจุดเริ่มต้นหรือออกจากระบบสุริยะไปโดยสิ้นเชิง แต่บาตีกินกล่าวว่าก๊าซที่ตกค้างในจานดาวเคราะห์ก่อกำเนิดอาจมีแรงฉุดลากมากพอที่จะทำให้ดาวเคราะห์ช้าลง เพียงพอที่จะให้มันตกลงสู่วงโคจรระยะไกลและยังคงอยู่ในระบบสุริยะ นั่นอาจเกิดขึ้นได้หากการพุ่งออกมาเกิดขึ้นเมื่อระบบสุริยะมีอายุระหว่าง 3 ล้านถึง 10 ล้านปี เขากล่าว ก่อนที่ก๊าซทั้งหมดในจานจะสูญหายไปในอวกาศ

ฮัล เลวิสัน นักพลวัตของดาวเคราะห์ที่สถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด ตกลงว่ามีบางสิ่งที่ทำให้เกิดการจัดแนววงโคจรที่บาตีกินและบราวน์ตรวจพบ แต่เขากล่าวว่าเรื่องราวต้นกำเนิดที่พวกเขาได้พัฒนาขึ้นสำหรับ Planet X และคำร้องขอพิเศษของพวกเขาให้ปล่อยก๊าซออกอย่างช้าๆ รวมกันเป็น "เหตุการณ์ที่น่าจะเป็นไปได้ต่ำ" นักวิจัยคนอื่นๆ มีทัศนคติเชิงบวกมากกว่า สถานการณ์ที่เสนอนั้นเป็นไปได้ Laughlin กล่าว “ปกติแล้วเรื่องแบบนี้จะผิด แต่ผมรู้สึกตื่นเต้นกับเรื่องนี้มาก” เขากล่าว "ดีกว่าการโยนเหรียญ"

ทั้งหมดนี้หมายความว่า Planet X จะยังคงอยู่ในบริเวณขอบรกจนกว่าจะพบมันจริง

นักดาราศาสตร์มีความคิดดีๆ ว่าจะดูที่ไหน แต่การระบุดาวเคราะห์ดวงใหม่นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากวัตถุในวงโคจรรูปวงรีสูงเคลื่อนที่ได้เร็วที่สุดเมื่ออยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ X จึงใช้เวลาน้อยมากที่ 200 AU และถ้ามันอยู่ที่นั่นในตอนนี้ บราวน์กล่าวว่า มันคงจะสว่างมากจนนักดาราศาสตร์คงจะได้พบเห็นมันแล้ว

ในทางกลับกัน Planet X มีแนวโน้มว่าจะใช้เวลาส่วนใหญ่ใกล้กับจุดไกลดวงอาทิตย์ โดยค่อย ๆ วิ่งไปตามระยะทางระหว่าง 600 ถึง 1200 AU กล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่สามารถมองเห็นวัตถุสลัวในระยะไกล เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหรือกล้องโทรทรรศน์เคก 10 เมตรในฮาวาย ซึ่งมีขอบเขตการมองเห็นที่เล็กมาก เปรียบเสมือนการมองหาเข็มในกองหญ้าโดยมองผ่านหลอดดื่ม

กล้องโทรทรรศน์ตัวหนึ่งสามารถช่วยได้: Subaru กล้องโทรทรรศน์ขนาด 8 เมตรในฮาวายที่ญี่ปุ่นเป็นเจ้าของ มีพื้นที่รวบรวมแสงเพียงพอที่จะตรวจจับวัตถุจางๆ ดังกล่าวได้ ประกอบกับขอบเขตการมองเห็นขนาดใหญ่ที่ใหญ่กว่ากล้องโทรทรรศน์เคกถึง 75 เท่า ซึ่งช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถสแกนท้องฟ้าเป็นส่วนใหญ่ในแต่ละคืน Batygin และ Brown ใช้ Subaru เพื่อตามหา Planet X และพวกเขากำลังประสานงานกับคู่แข่งในช่วงแรกๆ อย่าง Sheppard และ Trujillo ที่ได้เข้าร่วมการตามล่ากับ Subaru ด้วย บราวน์กล่าวว่าทั้งสองทีมจะใช้เวลาประมาณ 5 ปีในการค้นหาพื้นที่ส่วนใหญ่ที่ Planet X อาจซุ่มซ่อนอยู่

กล้องโทรทรรศน์ซูบารุ NAOJ

หากการค้นหาสิ้นสุดลง สมาชิกใหม่ของครอบครัวซันควรจะเรียกว่าอะไร? Brown กล่าวว่ายังเร็วเกินไปที่จะกังวลเรื่องนั้นและหลีกเลี่ยงการเสนอคำแนะนำอย่างพิถีพิถัน สำหรับตอนนี้ เขาและ Batygin เรียกมันว่า Planet Nine (และสำหรับปีที่ผ่านมา อย่างไม่เป็นทางการคือคำสแลงของ Planet Phattie-1990 ที่แปลว่า "เจ๋ง") บราวน์ตั้งข้อสังเกตว่าทั้งดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนซึ่งเป็นดาวเคราะห์ทั้งสองดวงที่ถูกค้นพบในยุคปัจจุบัน กลับถูกผู้ค้นพบตั้งชื่อให้ และเขาคิดว่านั่นอาจเป็นสิ่งที่ดี มันใหญ่กว่าใครๆ เขาพูดว่า: "มันเหมือนกับการค้นพบทวีปใหม่บนโลก"

อย่างไรก็ตาม เขามั่นใจว่าดาวเคราะห์ X ซึ่งต่างจากดาวพลูโตสมควรได้รับการขนานนามว่าเป็นดาวเคราะห์ มีขนาดเท่ากับดาวเนปจูนในระบบสุริยะหรือไม่? อย่าถามเลย “ไม่มีใครจะเถียงเรื่องนี้ แม้แต่ฉัน”