Искривление пояса Койпера может указывать на неизвестную планету

Международная группа астрономов измерила среднюю плоскость удалённого пояса Койпера и обнаружила неожиданное искривление. Это отклонение может свидетельствовать о присутствии в Солнечной системе неизвестной планеты.

Пояс Койпера представляет собой обширную область за орбитой Нептуна, населённую ледяными телами. В отсутствие возмущений от невидимых массивных объектов его средняя плоскость должна совпадать с инвариантной плоскостью — плоскостью, перпендикулярной вектору углового момента Солнечной системы.

Исследователи проанализировали нерезонансные объекты пояса на расстояниях от 50 до 400 астрономических единиц. Они разработали новый метод измерения средней плоскости, который, как было показано, не зависит от наблюдательной селекции. В частности, результаты не искажаются обзорами, охватывающими лишь ограниченные участки небесной сферы.

Анализ выявил наличие искривления относительно инвариантной плоскости на расстояниях 80–400 а.е. с достоверностью 98% и на 80–200 а.е. с достоверностью 96%. При этом на участках 50–80 а.е. и 200–400 а.е. отклонений не обнаружено.

Если искривление не является случайным, его наиболее вероятной причиной может быть гравитационное влияние неизвестной планеты. Компьютерное моделирование показало, что наблюдаемая картина лучше всего объясняется телом с массой от массы Меркурия до массы Земли, расположенным на расстоянии 100–200 а.е. от Солнца и имеющим наклон к плоскости эклиптики не менее 10 градусов.

Эта гипотетическая планета заметно отличается по массе и положению от других предполагаемых «Планет X», которые вводятся для объяснения кластеризации афелиев некоторых транснептуновых объектов. Возможно, во внешней Солнечной системе существует несколько неоткрытых тел, влияющих на динамику пояса Койпера.

Проверить гипотезу сможет обсерватория имени Веры Рубин, которая в рамках программы LSST проведёт глубокий обзор южного неба. Ожидается, что она либо подтвердит, либо опровергнет наличие искривления, а также потенциально обнаружит саму планету, если она существует.

Открытие важно для понимания динамики пояса Койпера и эволюции Солнечной системы. Оно также демонстрирует, как современные методы анализа данных позволяют выявлять тонкие эффекты, которые оставались незамеченными ранее.

Дальнейшие наблюдения и уточнение моделей помогут определить природу загадочного искривления и, возможно, расширят наши представления о составе и структуре внешних областей Солнечной системы.