Mengapa Kita Sekarang Menemukan 'Planet Sembilan' Ini?

Minggu ini, sepasang astronom Caltech menemukan bukti adanya planet kesembilan di tata surya. Meskipun 20 kali lebih jauh dari matahari daripada Neptunus, yang disebut "Planet Sembilan" ini juga sekitar sepuluh kali lebih masif daripada Bumi.

Kami mengatakan bukti, tapi bukan bukti, karena "Pembunuh Pluto" yang terkenal, Mike Brown, dan rekannya, Konstantin Batygin, belum benar-benar mengamati planet ini secara langsung. Sebaliknya, seperti investigasi kriminal yang baik, kami memiliki semua petunjuk yang mengarah pada tersangka planet.

Sekarang hanya masalah menemukan batu sialan itu.

Jadi mengapa butuh waktu lama bagi para astronom untuk akhirnya mengambil jejak yang sebesar Planet Nine? Bagaimana itu terbang di bawah hidung kita sepanjang waktu? Dan mengapa kita masih belum benar-benar melakukannya ditemukan saya t?

Mari kita mulai dari awal dan pertama-tama berkenalan dengan Sabuk Kuiper: wilayah tata surya di luar orbit Neptunus. Seperti yang dikatakan Brown Terbalik pada hari Rabu, berbagai objek zipping di sekitar Sabuk Kuiper didistribusikan dan berputar di sekitar matahari dengan cara mereka sendiri yang unik. Tidak ada alasan untuk berpikir mereka akan menunjukkan pola gerakan yang sama dalam bentuk apa pun.

Namun, pada tahun 2014, salah satu postdocs Brown ikut menulis makalah yang menggambarkan bagaimana 13 objek paling jauh di Sabuk Kuiper yang mengorbit matahari memiliki kesamaan yang aneh. Brown memperhatikan, dan mulai mengamati objek-objek ini dengan Batygin secara lebih mendalam.

Pasangan ini memperhatikan enam objek paling jauh dari 13 objek yang semuanya memiliki orbit elips di sekitar matahari. Itu kebetulan yang cukup aneh, tetapi bahkan yang lebih aneh adalah kenyataan bahwa semua orbit juga membelok ke arah spasial yang sama. Brown menyamakan ini dengan melihat banyak tangan pada jam yang sama semua menunjuk ke nomor yang sama - meskipun semua tangan bergerak dengan laju yang berbeda.

Selanjutnya, orbit dari enam objek semuanya miring sekitar 30 derajat ke arah yang sama. Hanya ada kemungkinan 0,007 persen untuk itu terjadi. Sesuatu menyebabkan gangguan yang cukup besar yang akan mempengaruhi keenam objek dengan cara yang sama. Masukkan ide planet kesembilan.

Penting untuk dicatat di sini bahwa untuk mengidentifikasi pola dan tren semacam ini di antara objek orbital di ruang angkasa, Anda harus mengamatinya untuk waktu yang sangat lama - setidaknya, beberapa bulan. Brown dan Batygin menghabiskan sekitar satu tahun hanya melakukan pengamatan dan mengumpulkan data yang cukup untuk memverifikasi pola-pola ini yang akan menunjukkan keberadaan planet kesembilan.

Sangat mudah untuk memahami bahwa mengambil proyek seperti itu berarti menghalangi banyak waktu untuk sesuatu yang mungkin atau mungkin tidak berjalan dengan baik. Tidak ada waktu yang dihabiskan dalam studi ilmiah yang benar-benar sia-sia atau sia-sia, tetapi jika Brown dan Batygin benar-benar menemukan bahwa tidak ada pola seperti itu, hasilnya akan dibahas sebagai catatan kaki - bukan kertas.

Bagaimanapun, kunci untuk memahami apa yang terjadi dalam situasi ini adalah gravitasi. Anda memerlukan objek atau serangkaian objek yang dapat mengerahkan cukup gravitasi untuk menjaga subpopulasi objek yang terkelompok bersama. Brown dan Batygin dengan cepat mengesampingkan bahwa beberapa objek adalah penyebabnya, karena ini akan membutuhkan Sabuk Kuiper untuk diisi dengan massa 100 kali lebih banyak daripada yang sebenarnya dimiliki.

Penjelasan terbaik berikutnya adalah sebuah planet. Yang besar.

Jika naluri pertama Anda adalah mengambil teleskop dan mencari planet ini, selamat: Anda akan menjadi ilmuwan yang mengerikan. Ruang adalah besar. Jika Anda ingin menggunakan waktu Anda secara efektif, Anda harus lebih yakin tentang ke mana harus mencari jika Anda tidak ingin menghabiskan sisa hidup Anda menatap kegelapan.

Para astronom menjalankan serangkaian simulasi yang akan menempatkan objek planet di sekitarnya dalam kondisi yang berbeda dan melihat mana yang berkorelasi dengan data orbital yang telah mereka kumpulkan. Mereka tidak memiliki banyak keberuntungan sampai, dalam apa yang pada dasarnya adalah suatu kecelakaan, mereka menjalankan simulasi dengan sebuah planet di orbit anti-aligned. Itu berarti ketika planet yang dicurigai akan berada pada pendekatan terdekatnya dengan matahari - posisi yang dikenal sebagai "perihelion" - itu juga 180 derajat di seberang perihelion dari semua objek lain yang diketahui. Dan dalam konfigurasi ini, simulasi berbaris dengan data.

Brown dan Batygin mengira mereka melakukan kesalahan. "Respons alami Anda adalah geomet Geometri orbital ini tidak mungkin benar, '" kata Batygin dalam sebuah pernyataan.

"Ini tidak akan stabil dalam jangka panjang karena, bagaimanapun, ini akan menyebabkan planet dan benda-benda ini bertemu dan akhirnya bertabrakan," kata Batygin.

Tidak demikian dalam kasus ini, berkat sesuatu yang disebut resistensi gerak-rata, di mana benda-benda yang saling mendekati bertukar energi agar tidak bertabrakan, dan mempertahankan orbit yang stabil. Planet Sembilan dengan lembut mendorong orbit objek Sabuk Kuiper jauh lainnya sehingga semuanya aman dan tidak ada yang terluka.

Ini adalah fenomena orbital yang sangat aneh - dan tentu saja tidak satu pun astronom akan langsung pikirkan ketika mencoba menjelaskan gerakan planet. Namun dalam kasus ini, penjelasan ini tidak hanya memberikan penjelasan yang masuk akal tentang bagaimana dan mengapa keenam objek yang disebutkan sebelumnya bergerak seperti yang mereka lakukan. Ini juga menjelaskan mengapa Sedna dan 2012 VP113, dua objek Sabuk Kuiper lainnya, tidak terpengaruh secara gravitasi oleh Neptunus seperti halnya objek Sabuk Kuiper lainnya - karena Planet Nine menarik mereka dari planet kedelapan.

Selain itu, simulasi ini juga cocok dengan posisi empat objek lainnya dengan orbit bergerak sepanjang satu garis tegak lurus dari Neptunus dan objek lain - yang sekarang kita kenal adalah Planet Nine.

Jadi, apa yang diberikan semua data ini kepada kita? Pada dasarnya, satu-satunya hal yang kita ketahui dengan pasti adalah seperti apa orbit kasar Planet Nine. Dan ini adalah orbit yang cukup panjang - dibutuhkan sekitar 10.000 hingga 20.000 tahun bagi objek untuk menyelesaikan orbit penuh mengelilingi matahari. Secara keseluruhan, mencoba menemukan Planet Sembilan akan seperti mencari jarum di tumpukan jerami: Anda mencari sesuatu yang dengan sendirinya sangat berbeda, tetapi hanya setitik kecil di luasnya ruang.

Karena Batygin dan Brown baru saja mempublikasikan temuan mereka, lomba pada dasarnya dimulai sekarang. Jika planet ini berada di bagian yang sangat jauh dari orbitnya, hanya teleskop terbesar di dunia - seperti W.M. Keck Observatory dan Subaru Telescope, keduanya di Hawaii - akan menemukannya. Jika lebih dekat, instrumen yang kurang kuat memiliki peluang untuk menemukannya terlebih dahulu.

Jika Anda berniat untuk menemukannya terlebih dahulu, Anda sebaiknya menuju ke salah satu dari teleskop ini. Dan saat Anda melakukannya, perhatikan aturan penamaan planet!