1. oldal

A Naprendszerrel kapcsolatban időről időre felmerül, hogy talán még nem ismerjük annak minden nagyobb égitestjét, és akár felfedezetlen bolygók is keringhetnek a még felderítetlen vidékeken. Az utóbbi két évben minden eddiginél komolyabban kezdték fontolgatni a szakértők egy kilencedik bolygó létezésének lehetőségét, amely számos rejtélyre magyarázattal szolgálhat rendszerünkkel kapcsolatban.

A Plutón túl keringő égitest létezésére egyre több indirekt bizonyítékot vonultatnak fel a kutatók, akik az égbolt szisztematikus átvizsgálásával arra is törekednek, hogy közvetlenül igazolják, a planéta valóban rendszerünk részét képezi. A bolygó létére először néhány Neptunuszon túli égitest pályájának alakjából és orientációjából kiindulva kezdtek gyanakodni a szakértők, de mint a Caltech kutatóinak új vizsgálatából kiderül, az égitest a Nap tengelyferdeségére is magyarázattal szolgálhat.

Mielőtt azonban rátérnénk a legújabb eredményekre, gyorsan tekintsük át, hogyan is merült fel a kilencedik bolygó létezésének lehetősége, és mit tudni a potenciális égitestről. A planétáról elsőként Scott Sheppard, a Carnegie Intézet és Chadwick Trujillo, a hawaii Gemini Obszervatórium munkatársa értekezett 2014-ben, arra hivatkozva, hogy jónéhány a Neptunuszon túli égitest pályája azt sugallja, hogy azok haladását egy nagytömegű, távoli objektum befolyásolja.

Ezt követte 2016 januárjában Konstantin Batygin és Michael E. Brown, a Caltech szakértőinek tanulmánya, akik a kérdéses pályák további vizsgálata alapján megállapították, hogy a leglogikusabb magyarázatnak az tűnik, hogy egy még felfedezetlen bolygó alakítja az égitestek útját. A kutatók akkori becslései szerint a kilencedik bolygó nagyjából tízszer nehezebb a Földnél (ezzel a szuperföldek kategóriája esik), és 20 ezer év alatt ér körbe pályáján. A szakértők úgy gondolták továbbá, hogy a planéta pályasíkja nem esik egybe a többi bolygó nagyjából egyező pályasíkjával, hanem azokhoz képest meg van dőlve, és pályája is jóval inkább megnyúlt, mint az ismert bolygóké.

Idén nyáron aztán Renu Malhotra, az Arizonai Egyetem szakértője és kollégái szolgáltak új, a korábbiaktól függetlennek tekinthető bizonyítékokkal a bolygó létezésére. A kutatók megvizsgálták a Kuiper-öv négy leghosszabb periódusú, ismert égitestjét, és megállapították, hogy ezek pályája rezonánsnak tűnik. Vagyis mialatt például a Sedna ötször megkerüli a Napot, szomszédja, a 2010 GB174 katalógusjelű objektum nyolc teljes kört tesz meg pályáján. Az ilyesfajta pályarezonancia hátterében általában valamiféle gravitációs kapcsolat áll, maguk a vizsgált égitestek azonban túlságosan alacsony tömegűek ahhoz, hogy egymást ilyen szinten befolyásolni tudják.

A szakértők ebből tehát úgy sejtették, hogy egy külső, nagy gravitációjú égitest állhat a szinkronizált pályák hátterében. Számításaik szerint a pályarezonanciáért felelős bolygó nagyjából tíz földtömeggel rendelkezhet, és 17 117 év alatt kerüli meg a Napot. Ezek a számok nagyon közel vannak Batygin és Brown becsléseihez, holott teljesen eltérő módon keletkeztek. A pályák összehangoltsága ugyanakkor még mindig nem tekinthető döntő bizonyítéknak, mivel nagyon kisszámú égitesten végezték el a vizsgálatot a szakértők. Ha sikerülne újabb, hasonlóan viselkedő objektumokat találni a Kuiper-övben, ez a közvetett bizonyíték is erősebbé válhatna.

2. oldal

Malhotra és kollégái eredményei azért is érdekesek, mert ha feltételezésük igaznak bizonyul, a kilencedik bolygó pályája szintén rezonáns a kisebb égitestekével. Így a Kuiper-objetumok jelenlegi tartózkodási helye alapján jelentősen leszűkíthető lenne azon régiók száma, ahol a planéta jelenleg tartózkodhat, ami megkönnyítheti megtalálását.

Brown és Batygin időközben újabb Kuiper-objektumokat vontak be a kutatásba, és ezek jelenlegi eloszlása alapján is modellezték a potenciális bolygó méreteit és pályáját. Számításaik szerint a bolygó tömege 5–20 földtömeg között lehet, napközelsége idején Naptól való távolsága 150–350 csillagászati egység, pályájának félnagytengelye pedig 390–980 csillagászati egység lehet. Ezen adatokból és a korábbi megfigyelési adatokból kiindulva a szakértők a bolygó pályájának mintegy kétharmadát kizárták, mint jelenlegi lehetséges tartózkodási helyet. A kutatók úgy sejtik, hogy a kilencedik bolygó jelenleg aphéliuma, vagyis pályájának Naptól legtávolabb eső pontja környékén tartózkodhat, ami megnehezítheti közvetlen észlelését.

Jonathan Fortney, a Kaliforniai Egyetem kutatója munkatársaival már a bolygón létező körülményekkel kapcsolatban is spekulálni kezdett. A megjósolt pálya alapján megállapították, hogy a planéta effektív hőmérséklete 35–50 K körüli (a Neptunuszé 60 K). Mivel ezen a hőmérsékleten a metán cseppfolyós halmazállapotú, és kicsapódik a légkörben, a szakértők úgy sejtik, hogy a bolygó az infravörös tartományban vizsgálva jóval kékebbnek látszódhat, mint az Uránusz vagy a Neptunusz.

Ami a kilencedik bolygó létezésére utaló legújabb bizonyítékot illeti, ennek megtalálásáért az előzőekben említettekkel ellentétben nem kellett túlságosan messzire tekinteniük a kutatóknak. Elizabeth Bailey, Batygin és Brown ugyanis arra gyanakodnak, hogy a Nap tengelyferdesége mögött is ez a planéta állhat. A Nap forgástengelye ugyanis nem merőleges a Naprendszer szimmetriasíkjára, hanem a 90 fokhoz képest 6 fokkal meg van dőlve (a Föld keringési síkjához képest 7,5 fok az eltérés).

A szakértők szerint csillagunk tengelyferdeségére két magyarázat kínálkozik: az egyik lehetőség, hogy az aszimmetria Naprendszer keletkezése óta fennáll, és az ennek forrásául szolgáló molekuláris felhő egyenetlenségeiből ered, a másik opció pedig az, hogy egy külső gravitációs forrás „billentette meg” a Napot. A kutatók hipotézisük tesztelése érdekében egy analitikus modell segítségével vizsgálták meg, hogy egy feltételezett bolygó jelenléte hogyan befolyásolta volna az elmúlt 4,5 milliárd évben a Naprendszer égitestjeit.

Eredményeik alapján a többi nagyobb égitesthez képest megdöntött pályán haladó kilencedik bolygó folyamatos imbolygásra készteti az egész Naprendszert. Ez a hatás a bolygók pályáin erősteljesebben nyilvánul meg, mivel ezek kisebb tömegűek, a Nap viszont csak jóval lassabban és kisebb mértékben billeg. Mivel az ekliptika és a többi bolygó pályasíkja nagyobb mértékben van megbillenve, mint a Nap forgási síkja, a Földről nézve úgy tűnik, mintha a Nap tengelye lenne ferde.

Egy, a korábbi becsléseknek megfelelő méretű és pályájú bolygó a modell alapján képes lehet akkora hatást kifejteni a Napra és a többi bolygóra, mint amiről csillagunk tengelyferdesége tanúskodik. A kilencedik bolygó tehát a lehetséges legjobb magyarázatot jelentheti a Nap tengelyferdeségére, ami egészen mostanáig érthetetlennek tűnt a csillagászok számára.

A kilencedik bolygó létezését először azért feltételezték, mert a Naprendszer külső vidékein keringő égitestek pályái fura módon egymáshoz igazodni látszanak, pedig teljes összevisszaságban kellene lenniük, ha nem hat rájuk semmiféle ismeretlen erő, mondja Bailey. Az egyetlen magyarázatot viselkedésükre egy új bolygó jelenti, folytatja a szakértő. A csillagászok 150 éve csodálkoznak azon, hogy a Nap tengelye miért ferde. A kilencedik bolygó léte pedig erre is kielégítő magyarázattal szolgál, szögezi le a kutató. Most már csak meg kellene találni az égitestet.