Sterk sönnunargögn fyrir tilvist níundu reikistjörnunnar?
Sævar Helgi Bragason
20. jan. 2016
Fréttir
Stjörnufræðingar við Caltech háskóla í Kaliforníu hafa fundið sterk sönnunargögn fyrir tilvist stórrar en óséðrar reikistjörnu langt handan við braut Neptúnusar og Plútós.
Stjörnufræðingarnir hafa reyndar aldrei fundið þessa hugsanlegu reikistjörnu en kalla hana Reikistjörnu níu. Sönnunargögnin fyrir tilvist reikistjörnunnar byggja á ítarlegum rannsóknum og tölvuútreikningum á sporbrautum útstirna — lítilla íshnatta í Kuipersbeltinu. Útreikningarnir sýna að sé reikistjarnan til, er hún um 10 sinnum efnismeiri en Jörðin og kemst aldrei nær sólu en sem nemur 200 faldri fjarlægðinni milli Jarðar og sólar. Sé raunin sú er reikistjarnan óséða 10.000 til 20.000 ár að ganga umhverfis sólina.
Frá upphafi hafa menn aðeins uppgötvað tvær raunverulegar reikistjörnur í sólkerfinu: Úranus og Neptúnus. Eftir að Úranus fannst árið 1781 tóku menn eftir að hann reikaði ekki eðlilega yfir himininn. Það var eins og einhver annar óséður hnöttur togaði í hann. Útreikningar stjörnufræðinga sýndu hvar þennan óséða hnött væri hugsanlega að finna og kom hann í leitirnar árið 1846 á þeim stað sem stjörnufræðingar spáðu fyrir um.
Á undanförnum árum hafa fjölmörg útstirni — litlir íshnettir handan við braut Neptúnusar — fundist utarlega í sólkerfinu okkar. Flest hafa fundist í Kuipersbeltinu en einnig hafa nokkrir hnettir fundist sem eru enn fjarlægari og hefur tilvist þeirra, þó einkum sérkennilegar sporbrautir þeirra um sólina, verið stjörnufræðingum ráðgáta. Margir stjörnufræðingar vilja meina að óþekktur hnöttur á þessum slóðum í sólkerfinu, stærri en Jörðin og þá níunda reikistjarnan, stjórni sporbrautum þessara hnatta.
Nú telja stjörnufræðingarnir Konstantin Batygin og Mike Brown við Caltech háskóla í Kaliforníu sig hafa fundið mjög sterk sönnunargögn fyrir tilvist þessarar reikistjönu í ítarlegum útreikningum og tölvulíkönum, en hafa þó ekki komið auga á hana enn. Hinn 20. janúar birtu Brown og Baytigin grein um rannsóknina í tímaritinu Astronomical Journal.
Leitin að Reikistjörnu níu
Sagan af Reikistjörnu níu hefst árið 2014 þegar stjörnufræðingarnir Chad Trujillo og Scott Shepard birtu ritrýnda grein um rannsóknir sínar á þrettán fjarlægustu útstirnunum í Kuipersbeltinu. Sporbrautir þeirra allra bera þess merki að vera undir sterkum áhrifum þyngdartogs frá óséðri reikistjörnu. Í öllu falli er afar erfitt að útskýra sporbrautirnar án annars stórs hnattar.
Þetta sama ár undu Trujillo og Shepard útstirni sem kallast 2012 VP113 en það kemst aldrei nær sólinni en 80 stjarnfræðieiningar (SE, ein stjarnfræðieining er meðalfjarlægðin milli Jarðar og sólar). Til samanburðar er Plútó mest í 48 stjarnfræðieininga fjarlægð frá sólinni.
 |
Sex fjarlægistu þekktu fyrirbærin í sólkerfinu raða sér öll upp í sömu átt miðað við sólina. Öll halla þau ennfremur á sama hátt burt frá fleti sólkerfisins. Batygin og Brown telja að þessu valdi fjarlæg og efnismikil reikistjarna á mjög ílangri braut um sólina.
|
VP113 fellur því í flokk með Sednu, hnetti sem Mike Brown fann árið 2003, og eru þetta einu tveir þekktu hnettirnir í sólkerfinu (hugsanlega líka V774104 en það á eftir að koma í ljós) sem eru á sambærilegum sporbrautum um sólina. Útreikningar stjörnufræðinga sýna að til þess að útskýra sporbrautir VP113og Sednu, þarf annan hnött sem er stærri en Jörðin og í um 250 stjarnfræðieininga fjarlægð frá sólinni.
Mike Brown taldi skýringar Trujillos og Shepard ólíklegar en greinin vakti áhuga hans. Hann fékk Batygin í lið með sér og hófst þá eins og hálfs árs rannsóknarvinna. „Meginmarkmið okkar á þeim tímapunkti var að sýna fram á að þessi hugmynd væri galin,“ segir Brown.
Brown og Batygin sáu fljótt að sex fjarlægustu hnettirnir í úrtaki Trujillos og Shepards voru allir á sporbrautum sem hafa sömu stefnu og halla um 30 gráður miðað við flötinn sem reikistjörnurnar átta ganga á um sólina (hægt er að ímynda sér að reikistjörnurnar gengi eftir skífu um sólina en útstirnin fara undir hana og yfir til skiptis). Það kom þeim ennfremur sérstaklega á óvart að sjá að ystu punktar sporbrauta þeirra (þeir punktar á sporbrautinni sem eru lengst frá sólinni) færast um sólkerfið á mismunandi hraða.
Sáralitlar líkur eru á að hnettirnir raðist handahófskennt upp á þennan hátt. Það hlýtur því að vera eitthvað annað sem mótar sporbrautir þeirra og smalar útstirnunum saman á ákveðin svæði í sólkerfinu.
Heilbrigðar efasemdir
„Í byrjun vorum við fullir efasemda um að þessi reikistjarna gæti verið til en þegar við héldum áfram að rannsaka mögulega sporbraut hennar og þýðingu fyrir uppröðun útstirna í ytra sólkerfinu, sannfærðumst við smám saman um tilvist hennar,“ segir Batygin.
Fleiri stjörnufræðingar eru sannfærðir um tivlist þessa óséða hnattar. Allesandro Morbidelli, stjörnufræðingur í Nice í Frakklandi og sérfræðingur í aflfræði himintungla, sem ritrýndi greinina, segist „fremur sannfærður“ um að reikistjarnan sé til. Aðrir eru þó ekki jafn vissir.
„Ég hef séð margar staðhæfingar af þessu tagi á mínum ferli,“ segir Hal Levison, reikistjörnufræðingur við Southwest Research Institute í Boulder í Colorado. „Og allar hafa reynst rangar.“
Níunda reikistjarnan?
Ef Reikistjarna níu er til er hún sennilega minni en Neptúnus en kannski tíu sinnum efnismeiri en Jörðin. Útreikningar og líkön á þróun sólkerfisins sýna að Úranus og Neptúnus gætu hafa ýtt henni utar í sólkerfið mjög skömmu eftir myndun sólkerfsins, jafnvel innan fyrstu þriggja milljón ára.
Reikistjarna níu er þá líklega íshnöttur sem kemst aldrei nær sólu en sem nemur 200 faldri fjarlægðinni á milli Jarðar og sólar, eða 200 stjarnfræðieiningar. Hún er þá 20 sinnum lengra frá sólu en Neptúnus að meðaltali, eða 90 milljarða km í burtu. Svo fjarlægur hnöttur væri 10.000 til 20.000 ár að ganga í kringum sólina.
„Ef ég læsi grein okkar upp úr þurru væru fyrstu viðbrögð mín þau að greinin sé rugl,“ segir Mike Brown. „En ef þú horfir á sönnunargögnin og tölfræðina er mjög erfitt að draga aðra ályktun.“
Erfitt er að koma auga á reikistjörnuna óséðu þar sem hún er óralangt frá sólinni og því einstaklega dauf. Stjörnufræðingar hafa þó verið að leita með sumum af stærstu sjónaukum Jarðar en án árangurs. Snemma næsta áratug gæti leitin þó borið árangri þegar stór kortlagningarsjónauki, Large Synoptic Survey Telescope, verður tekinn í notkun í Chile.
Hugsanlega væri hægt að renna styrkari stoðum undir tilvist reikistjörnunnar með því að leita betur að fleiri útstirnum á þeim slóðum í sólkerfinu sem spár stjörnufræðingar benda til að þau eigi að vera. Nokkrir slíkir hnettir hafa raunar þegar fundist en uppgötvanir á fleiri slíkum myndi styrka tölfræðilega líkurnar á því að Reikistjarna níu sé í raun til. Himininn er aftur á móti stór og útstirnin agnarsmá, fjarlæg og einstaklega dauf.
Tengt efni
– Sævar Helgi Bragason
Sterk sönnunargögn fyrir tilvist níundu reikistjörnunnar?
Sævar Helgi Bragason 20. jan. 2016 Fréttir
Stjörnufræðingar við Caltech háskóla í Kaliforníu hafa fundið sterk sönnunargögn fyrir tilvist stórrar en óséðrar reikistjörnu langt handan við braut Neptúnusar og Plútós.
Stjörnufræðingarnir hafa reyndar aldrei fundið þessa hugsanlegu reikistjörnu en kalla hana Reikistjörnu níu. Sönnunargögnin fyrir tilvist reikistjörnunnar byggja á ítarlegum rannsóknum og tölvuútreikningum á sporbrautum útstirna — lítilla íshnatta í Kuipersbeltinu. Útreikningarnir sýna að sé reikistjarnan til, er hún um 10 sinnum efnismeiri en Jörðin og kemst aldrei nær sólu en sem nemur 200 faldri fjarlægðinni milli Jarðar og sólar. Sé raunin sú er reikistjarnan óséða 10.000 til 20.000 ár að ganga umhverfis sólina.
Frá upphafi hafa menn aðeins uppgötvað tvær raunverulegar reikistjörnur í sólkerfinu: Úranus og Neptúnus. Eftir að Úranus fannst árið 1781 tóku menn eftir að hann reikaði ekki eðlilega yfir himininn. Það var eins og einhver annar óséður hnöttur togaði í hann. Útreikningar stjörnufræðinga sýndu hvar þennan óséða hnött væri hugsanlega að finna og kom hann í leitirnar árið 1846 á þeim stað sem stjörnufræðingar spáðu fyrir um.
Á undanförnum árum hafa fjölmörg útstirni — litlir íshnettir handan við braut Neptúnusar — fundist utarlega í sólkerfinu okkar. Flest hafa fundist í Kuipersbeltinu en einnig hafa nokkrir hnettir fundist sem eru enn fjarlægari og hefur tilvist þeirra, þó einkum sérkennilegar sporbrautir þeirra um sólina, verið stjörnufræðingum ráðgáta. Margir stjörnufræðingar vilja meina að óþekktur hnöttur á þessum slóðum í sólkerfinu, stærri en Jörðin og þá níunda reikistjarnan, stjórni sporbrautum þessara hnatta.
Nú telja stjörnufræðingarnir Konstantin Batygin og Mike Brown við Caltech háskóla í Kaliforníu sig hafa fundið mjög sterk sönnunargögn fyrir tilvist þessarar reikistjönu í ítarlegum útreikningum og tölvulíkönum, en hafa þó ekki komið auga á hana enn. Hinn 20. janúar birtu Brown og Baytigin grein um rannsóknina í tímaritinu Astronomical Journal.
Leitin að Reikistjörnu níu
Sagan af Reikistjörnu níu hefst árið 2014 þegar stjörnufræðingarnir Chad Trujillo og Scott Shepard birtu ritrýnda grein um rannsóknir sínar á þrettán fjarlægustu útstirnunum í Kuipersbeltinu. Sporbrautir þeirra allra bera þess merki að vera undir sterkum áhrifum þyngdartogs frá óséðri reikistjörnu. Í öllu falli er afar erfitt að útskýra sporbrautirnar án annars stórs hnattar.
Þetta sama ár undu Trujillo og Shepard útstirni sem kallast 2012 VP113 en það kemst aldrei nær sólinni en 80 stjarnfræðieiningar (SE, ein stjarnfræðieining er meðalfjarlægðin milli Jarðar og sólar). Til samanburðar er Plútó mest í 48 stjarnfræðieininga fjarlægð frá sólinni.
VP113 fellur því í flokk með Sednu, hnetti sem Mike Brown fann árið 2003, og eru þetta einu tveir þekktu hnettirnir í sólkerfinu (hugsanlega líka V774104 en það á eftir að koma í ljós) sem eru á sambærilegum sporbrautum um sólina. Útreikningar stjörnufræðinga sýna að til þess að útskýra sporbrautir VP113og Sednu, þarf annan hnött sem er stærri en Jörðin og í um 250 stjarnfræðieininga fjarlægð frá sólinni.
Mike Brown taldi skýringar Trujillos og Shepard ólíklegar en greinin vakti áhuga hans. Hann fékk Batygin í lið með sér og hófst þá eins og hálfs árs rannsóknarvinna. „Meginmarkmið okkar á þeim tímapunkti var að sýna fram á að þessi hugmynd væri galin,“ segir Brown.
Brown og Batygin sáu fljótt að sex fjarlægustu hnettirnir í úrtaki Trujillos og Shepards voru allir á sporbrautum sem hafa sömu stefnu og halla um 30 gráður miðað við flötinn sem reikistjörnurnar átta ganga á um sólina (hægt er að ímynda sér að reikistjörnurnar gengi eftir skífu um sólina en útstirnin fara undir hana og yfir til skiptis). Það kom þeim ennfremur sérstaklega á óvart að sjá að ystu punktar sporbrauta þeirra (þeir punktar á sporbrautinni sem eru lengst frá sólinni) færast um sólkerfið á mismunandi hraða.
Sáralitlar líkur eru á að hnettirnir raðist handahófskennt upp á þennan hátt. Það hlýtur því að vera eitthvað annað sem mótar sporbrautir þeirra og smalar útstirnunum saman á ákveðin svæði í sólkerfinu.
Heilbrigðar efasemdir
„Í byrjun vorum við fullir efasemda um að þessi reikistjarna gæti verið til en þegar við héldum áfram að rannsaka mögulega sporbraut hennar og þýðingu fyrir uppröðun útstirna í ytra sólkerfinu, sannfærðumst við smám saman um tilvist hennar,“ segir Batygin.
Fleiri stjörnufræðingar eru sannfærðir um tivlist þessa óséða hnattar. Allesandro Morbidelli, stjörnufræðingur í Nice í Frakklandi og sérfræðingur í aflfræði himintungla, sem ritrýndi greinina, segist „fremur sannfærður“ um að reikistjarnan sé til. Aðrir eru þó ekki jafn vissir.
„Ég hef séð margar staðhæfingar af þessu tagi á mínum ferli,“ segir Hal Levison, reikistjörnufræðingur við Southwest Research Institute í Boulder í Colorado. „Og allar hafa reynst rangar.“
Níunda reikistjarnan?
Ef Reikistjarna níu er til er hún sennilega minni en Neptúnus en kannski tíu sinnum efnismeiri en Jörðin. Útreikningar og líkön á þróun sólkerfisins sýna að Úranus og Neptúnus gætu hafa ýtt henni utar í sólkerfið mjög skömmu eftir myndun sólkerfsins, jafnvel innan fyrstu þriggja milljón ára.
Reikistjarna níu er þá líklega íshnöttur sem kemst aldrei nær sólu en sem nemur 200 faldri fjarlægðinni á milli Jarðar og sólar, eða 200 stjarnfræðieiningar. Hún er þá 20 sinnum lengra frá sólu en Neptúnus að meðaltali, eða 90 milljarða km í burtu. Svo fjarlægur hnöttur væri 10.000 til 20.000 ár að ganga í kringum sólina.
„Ef ég læsi grein okkar upp úr þurru væru fyrstu viðbrögð mín þau að greinin sé rugl,“ segir Mike Brown. „En ef þú horfir á sönnunargögnin og tölfræðina er mjög erfitt að draga aðra ályktun.“
Erfitt er að koma auga á reikistjörnuna óséðu þar sem hún er óralangt frá sólinni og því einstaklega dauf. Stjörnufræðingar hafa þó verið að leita með sumum af stærstu sjónaukum Jarðar en án árangurs. Snemma næsta áratug gæti leitin þó borið árangri þegar stór kortlagningarsjónauki, Large Synoptic Survey Telescope, verður tekinn í notkun í Chile.
Hugsanlega væri hægt að renna styrkari stoðum undir tilvist reikistjörnunnar með því að leita betur að fleiri útstirnum á þeim slóðum í sólkerfinu sem spár stjörnufræðingar benda til að þau eigi að vera. Nokkrir slíkir hnettir hafa raunar þegar fundist en uppgötvanir á fleiri slíkum myndi styrka tölfræðilega líkurnar á því að Reikistjarna níu sé í raun til. Himininn er aftur á móti stór og útstirnin agnarsmá, fjarlæg og einstaklega dauf.
Tengt efni
Útstirni
– Sævar Helgi Bragason