Поиски Девятой планеты близки к финалу? Астрономы уловили её «тепловое дыхание»

На самых дальних и тёмных рубежах нашей звёздной системы, там, где свет Солнца превращается в едва заметное мерцание, разворачивается одна из самых интригующих детективных историй современной астрономии. Главный подозреваемый — гигантская, невидимая планета, чьё существование объяснило бы странности, которые учёные наблюдают уже много лет. Эта «Девятая планета» до сих пор ускользала от самых мощных телескопов. Но недавно группа исследователей решила сменить тактику: вместо того чтобы вглядываться в темноту, они пытаются почувствовать её тепло.

Космический пастух на краю системы

Чтобы понять, с чего всё началось, нужно отправиться далеко за орбиту Нептуна, в холодное и сумеречное царство пояса Койпера. Это огромное скопление ледяных астероидов и карликовых планет — реликты, оставшиеся со времён формирования Солнечной системы. Изучая их движение, астрономы заметили нечто необъяснимое.

Несколько самых далёких объектов пояса Койпера ведут себя так, словно подчиняются чьей-то невидимой воле. Их вытянутые орбиты сгруппированы и наклонены под схожими углами, что статистически почти невозможно. Представьте себе несколько камней, брошенных в пруд, которые вдруг начинают двигаться по согласованным траекториям. Самое логичное объяснение — наличие массивного объекта, чья гравитация действует как невидимый «пастух», выстраивая это «стадо» ледяных тел в определённом порядке.

Так родилась гипотеза о Девятой планете — объекте массой в 5-10 раз больше Земли, который вращается по колоссальной орбите, в сотни раз дальше от Солнца, чем мы. Но если она там, почему мы её до сих пор не увидели?

Почему гиганта так сложно увидеть?

Проблема кроется в свете. Традиционный способ поиска планет — обнаружение отражённого солнечного света. Но на окраинах Солнечной системы этот метод почти бесполезен. Свет от Солнца, долетев до предполагаемой планеты и отразившись от неё, должен проделать путь обратно. На таких дистанциях его интенсивность падает катастрофически — не в квадрате, как можно было бы подумать, а в четвёртой степени от расстояния. Это делает Девятую планету в тысячи раз более тусклой, чем Плутон, и практически невидимой для оптических телескопов.

Годами поиски заходили в тупик. Огромные участки неба, никаких следов. Казалось, загадка так и останется нерешённой. Но что, если мы ищем не то?

Сменить оптику: вместо света — тепло

Именно здесь команда под руководством Амоса Чена из Национального университета Цинхуа предложила гениальный ход. Любой объект, обладающий массой и температурой выше абсолютного нуля, испускает собственное тепловое (инфракрасное) излучение. И это излучение подчиняется другому закону: его интенсивность убывает пропорционально квадрату расстояния, а не четвёртой степени.

Проще говоря, при удалении вдвое отражённый свет станет слабее в 16 раз, а тепловой след — всего в 4 раза. На гигантских дистанциях, где скрывается Девятая планета, эта разница становится решающей. Искать её тепловой «выхлоп» — гораздо более перспективная задача.

Для этого исследователи обратились к архиву данных японского космического телескопа AKARI. В отличие от наземных обсерваторий, чьи наблюдения искажает атмосфера Земли, AKARI провёл обзор всего неба в дальнем инфракрасном диапазоне. Это идеальный инструмент, чтобы попытаться уловить слабое тепловое свечение холодного мира на краю Солнечной системы.

Два подозрительных сигнала в океане данных

Работа предстояла кропотливая. Учёные сосредоточились на том участке неба, где, согласно расчётам, с наибольшей вероятностью должна находиться планета. Их задачей было отыскать в массиве данных объект, который почти не двигается за сутки, но заметно смещается за несколько месяцев, — именно так должна вести себя далёкая планета на фоне неподвижных звёзд и галактик.

Это похоже на поиск одной конкретной лодки в ночном океане по её едва заметному ходовому огню, при этом отсеивая блики от далёких городов, случайные вспышки и другие суда. Команда отфильтровала космические лучи, фоновые галактики и прочий «шум». И после тщательного анализа у них осталось два кандидата.

Два объекта, обнаруженные в предсказанном месте, испускают именно то количество инфракрасной энергии, которое соответствовало бы теоретической модели Девятой планеты. Это ещё не стопроцентное доказательство, а скорее «фоторобот», удивительно похожий на разыскиваемого. Но это самая весомая зацепка за всё время поисков.

Вердикт ещё не вынесен

Открытие знаменует собой важный шаг, но охота не окончена. Теперь этим двум кандидатам требуется пристальное внимание более мощных телескопов, таких как «Джеймс Уэбб». Последующие наблюдения должны подтвердить их движение и окончательно установить, действительно ли мы нашли потерянного гиганта или это просто мираж — далёкая галактика или другой астрономический объект, случайно попавший в кадр.

Если существование Девятой планеты подтвердится, это перевернёт наше представление о собственном доме. Это будет означать, что наша Солнечная система — не такое спокойное и упорядоченное место, как мы думали, и что её архитектура гораздо сложнее. Это открытие докажет, что для решения величайших загадок иногда нужно просто сменить угол зрения.

Возможно, чтобы найти потерянного члена космической семьи, нужно не вглядываться в темноту, а прислушаться к его едва уловимому тепловому дыханию.