Άγνωστοι, μυστήριοι κόσμοι: Πόσο πιθανό είναι να υπάρχουν στο Ηλιακό Σύστημα πλανήτες που δεν έχουμε ανακαλύψει

08:23 16/9/2023 - Πηγή: Huffington Post Greece

Παλαιότερα οι πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος ήταν εννιά, μα αυτό άλλαξε με την υποβάθμιση του Πλούτωνα- και ίσως κάποια στιγμή στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον να αλλάξει και πάλι, όχι με κάποια αναθεώρηση δεδομένων για υπάρχοντες πλανήτες, μα με την ανακάλυψη μέχρι τώρα άγνωστων πλανητών στη διαστημική «γειτονιά» μας, με βάση πρόσφατες επιστημονικές έρευνες που υποδεικνύουν πως ίσως το Ηλιακό Σύστημα να μην μας είναι τόσο «οικείο» όσο νομίζαμε.

Πέραν των σχετικά γνωστών θεωριών περί «Ένατου Πλανήτη» που έχουν επανέλθει

τα τελευταία χρόνια, με βάση νέα στοιχεία, πρόσφατη έρευνα προκάλεσε αίσθηση καθώς κάνει λόγο για πιθανή ύπαρξη ενός άγνωστου πλανήτη ακόμα πιο κοντά. Ένας εκ των επιστημόνων που την πραγματοποίησαν είναι ο Πατρίκ Σοφία Λικάβκα, αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Κιντάι της Ιαπωνίας και πλανητικός επιστήμονας.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Κρυμμένο πλανήτη σαν τη Γη στο Ηλιακό Σύστημα υποδεικνύει νέα έρευνα

Ο κ.Λικάβκα εξήγησε στη HuffPost Greece πού βασίζεται η θεωρία του, προέβη σε εκτιμήσεις σχετικά με το πώς θα μπορούσε να είναι αυτός ο πλανήτης και αναφέρθηκε στο ενδεχόμενο ύπαρξης και άλλων «αγνώστων» στο κοσμικό μας «σπίτι». 

HuffPost Greece: Θα μπορούσατε να εξηγήσετε με απλά λόγια πώς καταλήξατε στο συμπέρασμα πως ίσως να υπάρχει ένας τόσο μεγάλος πλανήτης στη Ζώνη Κάιπερ;

Πατρίκ Σοφία Λικάβκα: Πρώτον, αναλύσαμε τις τροχιές των TNO (trans-Neptunian objects, αντικείμενα πέρα από τον Ποσειδώνα) που βρίσκονται πέραν 50 αστρονομικών μονάδων (AU) σε μια περιοχή που αποκαλείται η μακρινή Ζώνη Κάιπερ. Η ανάλυση αυτή αποκάλυψε τρεις κύριες ομάδες ΤΝΟ με αλλόκοτες, δύσκολο να εξηγηθούν, ιδιότητες: 1) έναν σημαντικό πληθυσμό ΤΝΟ με τροχιές πέρα από τη βαρυτική επιρροή του Ποσειδώνα 2) έναν στατιστικά σημαντικό πληθυσμό ΤΝΟ με τροχιακές κλίσεις άνω των 45 μοιρών 3) ΤΝΟ με πολύ περίεργες τροχιές, όπως πολύ μακρινές ώστε να φαίνονται αποκομμένες από το Ηλιακό Σύστημα (πχ το αντικείμενο Sedna) ή με πολύ υψηλές τροχιακές κλίσεις (πχ πάνω από 60 μοίρες).

Δεύτερον, αναλύσαμε αρκετές από τις προηγούμενες μελέτες που έχουν να κάνουν με τη μακρινή Ζώνη Κάιπερ. Τα μοντέλα αυτά δεν λάμβαναν υπόψιν υποθετικούς πλανήτες στο εξώτερο Ηλιακό Σύστημα. Με τον ίδιο τρόπο, στην παρούσα μας δουλειά, προσομοιώσαμε ανεξάρτητα ένα σύστημα που περιείχε μόνο τους γνωστούς πλανήτες. Η ανάλυση αυτή και τα αποτελέσματα της προσομοίωσης έδειξαν πως οι προαναφερθείσες ιδιότητες της μακρινής Ζώνης Κάιπερ δεν μπορούν να εξηγηθούν σε ένα τέτοιο σενάριο.

Εν τέλει, επιπρόσθετα στους γνωστούς πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος, διερευνήσαμε την επιρροή ενός επιπλέον υποθετικού πλανήτη στο εξώτερο Ηλιακό Σύστημα σε τροχιές πέρα από τα 200 AU. Διαπιστώσαμε ότι αυτό το μοντέλο, που περιελάμβανε τον υποτιθέμενο πλανήτη, σε γενικές γραμμές αντιστοιχούσε στις κύριες ιδιότητες της μακρινής Ζώνης Κάιπερ. Φυσικά, το μοντέλο μας δεν είναι τέλειο, μα κάνει καλή δουλειά ως προς την εξήγηση αυτών των ενδιαφερουσών ιδιοτήτων, ενώ το μοντέλο που λαμβάνει υπόψιν μόνο τους γνωστούς πλανήτες δεν το κάνει.

Πιστεύω ότι γνωρίζετε τις θεωρίες σχετικά με την ύπαρξη ενός «Ένατου Πλανήτη» ακόμα πιο έξω. Θα μπορούσατε να κάνετε ένα σχόλιο επ’αυτού; Θα ήταν δυνατόν να υπάρχουν και οι δύο αυτοί υποτιθέμενοι άγνωστοι πλανήτες;

Θεωρώ ότι αναφέρεστε στο μοντέλο του Πλανήτη 9 που προώθησαν οι Μπατίγκιν και Μπράουν, όπου προβλέπουν την ύπαρξη μιας σούπερ-Γης με μάζα από πενταπλάσια ως δεκαπλάσια αυτής του πλανήτη μας. Επιτρέψτε μου να σημειώσω πως το μοντέλο μας μοιάζει με τα σενάρια περί πλανήτη Χ που προτάθηκαν στις δεκαετίες του 1990 και του 2000, όπου η αντιπροσωπευτικότερη δουλειά είναι αυτή του 2008, που συνέταξα με τον πρώην επιβλέποντά μου.

Ο Πλανήτης Χ κατά κανόνα δεν έχει τόση μάζα όση μια σούπερ-Γη σε αυτά τα σενάρια. Φυσικά όλα αυτά τα μοντέλα προβλέπουν την ύπαρξη ενός Ένατου Πλανήτη, μα προτιμούμε να μη χρησιμοποιούμε τον όρο Πλανήτης 9 ή Π9 για να αποφύγουμε τη σύγχυση με το σενάριό μας. Κάποιες επιπλέον λεπτομέρειες: Η έρευνά μας εστιάζει στην εξήγηση των αλλόκοτων κύριων ιδιοτήτων της μακρινής Ζώνης Κάιπερ, όπως εξήγησα πριν, ενώ η εξήγηση αυτής της δομής δεν ήταν αυτό στο οποίο εστίαζε το μοντέλο του Πλανήτη 9.

Επιπλέον, η μελέτη μας δεν λαμβάνει υπόψιν τις υποτιθέμενες τροχιακές γωνιώδεις ευθυγραμμίσεις των ΤΝΟ που βρίσκονται πέρα από τα 150-250 ΑU, που είναι το κεντρικό μοτίβο του μοντέλου του Πλανήτη 9. Για την ακρίβεια, το επιστημονικό μας άρθρο επικαλείται αρκετές προηγούμενες μελέτες που υποστηρίζουν τον ισχυρισμό ότι αυτές οι τροχιακές γωνιώδεις ευθυγραμμίσεις δεν αντιπροσωπεύουν έναν στέρεο παρατηρησιακό περιορισμό.

Επιπλέον, ο υποθετικός πλανήτης που προτείνεται σε αυτή την έρευνα ποικίλλει, ανάμεσα σε κάτω της Γης και σαν τη Γη σε μάζα, ενώ στο μοντέλο του Πλανήτη 9 υπάρχει μια σούπερ- Γη. Πιο συγκεκριμένα, αυτή η έρευνα βρήκε πως ένας πλανήτης σαν τη Γη με 1,5 με 3 φορές τη μάζα της έδινε τα καλύτερα αποτελέσματα. Πλανήτες της Ζώνης Κάιπερ με μικρότερη μάζα δεν παράγουν επαρκείς αριθμούς αντικειμένων για να αντιστοιχούν στα τρία γκρουπ ΤΝΟ που περιγράφω στην πρώτη μου απάντηση.

Εν ολίγοις, σε αυτή την έρευνα δείξαμε ότι ένας υποθετικός πλανήτης σαν τη Γη που βρίσκεται στο πολύ εξώτερο Ηλιακό Σύστημα θα μπορούσε να εξηγεί αρκετές ιδιότητες της μακρινής Ζώνης Κάιπερ και να είναι συμβατός με παρατηρήσεις ταυτόχρονα. Το μοντέλο του Πλανήτη 9 δεν το έχει δείξει ακόμα αυτό. Επί της αρχής, δύο μακρινοί υποθετικοί πλανήτες στο εξώτερο Ηλιακό Σύστημα θα μπορούσαν να υπάρχουν αν και οι δύο κινούνται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο σε δυναμικά σταθερές τροχιές. Στην περίπτωση του πλανήτη μας στη Ζώνη Κάιπερ και του Πλανήτη 9 είναι δύσκολο να το ξέρουμε επειδή δεν γνωρίζουμε τις μάζες και τις τροχιές τους με βεβαιότητα, κάτι που θα επηρέαζε την τροχιακή τους σταθερότητα. Από την άλλη πλευρά, δεν θα είχε νόημα να εξετάζουμε το ενδεχόμενο ύπαρξης και των δύο πλανητών αν η παρουσία του ενός και μόνο επαρκούσε για να εξηγήσει τις παρούσες παρατηρήσεις στη Ζώνη Κάιπερ. Μόνο μελλοντικές παρατηρήσεις θα επιβεβαιώσουν την παρουσία (η όχι) τέτοιων υποθετικών πλανητών.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:Πώς μπορεί (ίσως) να βρεθεί ο μυστηριώδης «Ένατος Πλανήτης» του Ηλιακού ΣυστήματοςΠιο κοντά στη λύση του (;) το μυστήριο του «Ένατου Πλανήτη» του Ηλιακού ΣυστήματοςΟ μυστηριώδης «Πλανήτης Χ»: Επιστήμονες ενδεχομένως να βρήκαν νέο πλανήτη στο Ηλιακό Σύστημα

Εάν ο πλανήτης στη Ζώνη Κάιπερ υπάρχει όντως, τι θα μπορούσαμε να περιμένουμε από άποψης τύπου, λαμβάνοντας υπόψιν την τροχιά και την απόσταση; Για παράδειγμα, θα μπορούσε να είναι βραχώδης πλανήτης, γίγαντας αερίων κλπ; Και τι θα γινόταν με ατμόσφαιρα, θερμοκρασίες κλπ; Υπάρχει περίπτωση να είναι παρόμοιος με τη Γη και εν δυνάμει κατοικήσιμος;

Να διευκρινίσουμε πως λέγοντας «σαν τη Γη» εννοούμε έναν πλανήτη με μάζα ή μέγεθος συγκρίσιμο με της Γης. Σε αυτή τη μελέτη τα καλύτερα αποτελέσματα υποδείκνυαν 1,5 με 3 φορές τη μάζα της Γης (ή 1,5 με 2 φορές το μέγεθος της Γης για θεωρούμενες πυκνότητες 2-3 gcm^-3). Αν και δεν λαμβάνουμε υπόψιν την ακόλουθη συζήτηση στο άρθρο, οι «ευνοούμενες» τροχιές του πλανήτη θα υποδείκνυαν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες στην επιφάνεια (ίσως ποτέ πάνω από τους -240 βαθμούς Κελσίου, όπως στη Sedna). Ωστόσο ένα τόσο μεγάλο αντικείμενο πιθανότατα θα κατείχε μια σημαντική εσωτερική πηγή ενέργειας, υπονοώντας τη ύπαρξη υπόγειων ωκεανών και ίσως υψηλότερων θερμοκρασιών στην επιφάνεια. Ανάλογα με τη δραστηριότητα στο εσωτερικό του πλανήτη, θα μπορούσαμε να έχουμε κάποια φανταστικά κρυο-ηφαίστεια και πολλές αλληλεπιδράσεις μεταξύ εσωτερικού και επιφάνειας. Μία αραιή ατμόσφαιρα θα ήταν επίσης δυνατή. Ο πλανήτης θα είχε επίσης βουνά, πόλους, παγετώνες, πεδιάδες κλπ (παρόμοια με αυτά που είδαμε στον Πλούτωνα). Ως εκ τούτου, γεωλογικά μιλώντας, θα μπορούσε να θεωρηθεί «σαν τη Γη» (μια ενεργή «παγωμένη/ βραχώδης Γη», εικάζω).

Ως προς την κατοικησιμότητα, θα σκεφτόταν κανείς αρχικά πως ο προβλεπόμενος πλανήτης σαν τη Γη θα ήταν πολύ κρύος για να υποστηρίξει οποιοδήποτε είδος ζωής όπως τη γνωρίζουμε. Από την άλλη πλευρά, όπως σχολίασα πριν, ίσως να είχε συνθήκες παρόμοιες ή ακόμα και καλύτερες από αυτές στα φεγγάρια γιγαντιαίων πλανητών, όπως ο Τιτάνας ή η Ευρώπη. Με άλλα λόγια, οι προοπτικές ζωής θα ήταν καλύτερες από ό,τι νομίζουμε. Εικάζοντας λίγο παραπάνω, ο πλανήτης σαν τη Γη θα μπορούσε να φιλοξενεί απλή ή εξωτική ζωή στους υποθετικούς υπόγειους ωκεανούς του. Από αυτή την έννοια, νομίζω πως η ανακάλυψη αυτού του υποθετικού πλανήτη θα ενίσχυε επίσης τη συζήτηση και την αναζήτηση εξωγήινης ζωής στο Ηλιακό Σύστημα.

Γνωρίζετε για έρευνες στο παρελθόν που να δείχνουν πλανήτη εκεί;

Αν αναφέρεστε σε προηγούμενες δουλειές που υποδεικνύουν την ύπαρξη υποθετικών πλανητών στη μακρινή Ζώνη Κάιπερ, τότε η απάντηση είναι ναι. Στο άρθρο μου το 2008 ανέλυα εκτενώς πολλές προηγούμενες δουλειές. Τώρα προτείνουμε το σενάριο της Ζώνης Κάιπερ, όπου προτείνουμε έναν συνδυασμό μαζών και τροχιών που δεν έχουν εξερευνηθεί σε προηγούμενες δουλειές.

Πόσο βέβαιος είστε για αυτό και πώς θα μπορούσε να επιβεβαιωθεί ή να απορριφθεί η ύπαρξή του ως ενδεχόμενο; Υπάρχει τρόπος να το κάνουμε μέσω άμεσης παρατήρησης;

Από τη θεωρητική σκοπιά (περιλαμβανομένης ανάλυσης παρουσών παρατηρήσεων), όπως προκύπτει από τα ευρήματα στο επιστημονικό μας άρθρο, πιστεύω ότι η υπόθεση ενός υπάρχοντος πλανήτη σαν τη Γη είναι η καλύτερη εξήγηση για την τροχιακή δομή της μακρινής Ζώνης Κάιπερ αυτή τη στιγμή. Ωστόσο πρέπει να βρούμε τον πλανήτη για να επιβεβαιώσουμε πως το μοντέλο είναι σωστό. Δυστυχώς δεν μπορούμε να εξακριβώσουμε την προτιμώμενη τοποθεσία του πλανήτη στον ουρανό. Ο πλανήτης θα έπρεπε να έχει μια μακρινή, έκκεντρη (με προτιμώμενο εύρος απόστασης 200-500 ή 200-800 AU) και κεκλιμένη τροχιά περίπου 30 μοιρών. Αν ο πλανήτης είναι κοντά στην πλησιέστερη στον Ήλιο προσέγγισή του, θα φαίνεται φωτεινότερος στον ουρανό. Αντίστοιχα, αν είναι στην πιο μακρινή, θα φαίνεται πιο αχνός. Δυστυχώς δεν μπορούμε να αποκτήσουμε αυτές τις πληροφορίες στη μελέτη μας, οπότε δεν μπορούμε να διαπιστώσουμε το οπτικό «μέγεθος» του πλανήτη. Όπως και να έχει, όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα 10 στο άρθρο, μπορούμε τουλάχιστον να υπολογίσουμε τα οπτικά μεγέθη για κάποιες πιθανές τροχιές του πλανήτη. Για παράδειγμα, αν ο πλανήτης είναι κοντά στα περίπου 200 AU στην τροχιά του, θα εμφανιζόταν φωτεινός σαν τον πλανήτη νάνο Έριδα. Από την άλλη, λόγω της επιμήκους τροχιάς του πλανήτη, είναι πιθανότερο να βρίσκεται πιο μακριά από τα 200 AU, ως εκ τούτου θα φαινόταν πιο αχνά από την Έριδα και πιο πολύ σαν ένα τυπικό ΤΝΟ. Σε αυτή την περίπτωση μόνο μεγάλα τηλεσκόπια θα μπορούσαν να τον ανακαλύψουν.

Εν ολίγοις, αν και είναι δύσκολο να προβλέψουμε πόσο πιθανό θα ήταν να βρεθεί ο πλανήτης με δεδομένες αυτές τις αβεβαιότητες, έρευνες που θα εστίαζαν σε πολύ μακρινά αχνά αντικείμενα σαν ΤΝΟ που κινούνται σε κεκλιμένες τροχιές θα αύξαναν τις πιθανότητες ανακάλυψης.

Αν υπάρχει όντως, τι θα σήμαινε αυτό για τη σύγχρονη επιστήμη και τις έρευνες στο Ηλιακό Σύστημα; Πέρα από αυτούς τους δύο εν δυνάμει πλανήτες, υπάρχει πιθανότητα να υπάρχουν άλλοι πλανητικοί γείτονες στην «αυλή» μας που δεν έχουν αντιληφθεί ακόμα;

Αν ο πλανήτης αυτός ανακαλυφθεί μέσα στα επόμενα λίγα έτη, αναμφίβολα οι επιπτώσεις θα είναι μεγάλες. Πρώτον, το Ηλιακό Σύστημα θα έχει επίσημα εννιά πλανήτες ξανά. Επιπλέον, όπως το 2006, που ο Πλούτωνας υποβιβάστηκε από την κατηγορία των πλανητών, θα έπρεπε να τροποποιήσουμε τον ορισμό του «πλανήτη», εφόσον ένας πλανήτης σαν τη Γη μακριά, πέρα από τον Ποσειδώνα, θα ανήκε πιθανώς σε μια νέα κατηγορία πλανητών. Εν τέλει, οι θεωρίες μας για το Ηλιακό Σύστημα και τον σχηματισμό πλανητών θα χρειάζονταν πάλι αναθεώρηση. Ειδικότερα θα χρειαζόταν να κατανοήσουμε πώς ένας πλανήτης σαν τη Γη απέκτησε μια μακρινή, έκκεντρη και κεκλιμένη τροχιά. Για παράδειγμα θα έπρεπε να δούμε αν ο πλανήτης αυτός σχηματίστηκε «μόνος» στη μακρινή Ζώνη Κάπιερ και αργότερα απέκτησε την έκκεντρη και κεκλιμένη τροχιά του, ή αν ήταν ένας επιζών που μπήκε στην τροχιά του από πολλά παρόμοια πλανητικά σώματα που χάθηκαν κατά τον σχηματισμό των πλανητών- γιγάντων. Αυτά θα άλλαζαν επίσης την κατανόησή μας ως προς τον πρωτοπλανητικό δίσκο που σχημάτισε όλους τους πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα, περιλαμβανομένης της Γης. Επίσης, μια τέτοια ανακάλυψη θα επηρέαζε την εξερεύνηση του Ηλιακού Συστήματος. Η NASA και πιθανώς άλλες διαστημικές υπηρεσίες θα σχεδίαζαν μελλοντικές αποστολές για την εξερεύνηση αυτού του πλανήτη και της Ζώνης Κάιπερ στο σύνολό τους.

Η πιο μακρινή Ζώνη Κάιπερ πέρα από τα 100 AU, ειδικότερα, παραμένει σχετικά ανεξερεύνητη, τόσο σε θεωρητικό, όσο και σε παρατηρησιακό επίπεδο. Οπότε ναι, θα ήταν πιθανόν να υπάρχουν πλανήτες που δεν έχουν ανακαλυφθεί. Ωστόσο τέτοιοι πλανήτες μπορούν να είναι μόνο σαν την Γη πέρα από τα 200 AU. Επιπλέον, περισσότεροι, μικρότεροι, πλανήτες σαν τον Άρη ίσως υπάρχουν πέρα από τα 100 AU περίπου. Αυτοί οι υποθετικοί πλανήτες θα έπρεπε πιθανώς να έχουν κεκλιμένες τροχιές για να έχουν αποφύγει τον εντοπισμό στο πλαίσιο των μελετών που έχουν γίνει ως τώρα.

ΠΡΙΝ ΦΥΓΕΤΕ...Ανακαλύφθηκε «θηριώδης» πλανήτης- πιθανή απόδειξη πλανητικών συγκρούσεωνΟ μεγαλύτερος «καθρέφτης» στο Σύμπαν: O φωτεινότερος εξωπλανήτης έχει νέφη από μέταλλο«Καταδικασμένος» πλανήτης «βυθίζεται» στον όλεθρο, πέφτοντας προς το άστρο του