Заднептунски планети

По откривањето на планетата Нептун во 1846 година, имало значителни шпекулации дека можеби постои друга планета надвор од нејзината орбита. Потрагата започнала во средината на 19 век и продолжила на почетокот на 20-от со потрагата на Персивал Лоуел по планетата X. Лоуел ја предложил планетата Хипотеза Х за објаснување на очигледните разлики во орбитите на џиновските планети, особено Уран и Нептун, шпекулирајќи дека гравитацијата на големата невидена деветта планета можела да го вознемири Уран доволно за да ги објасни неправилностите.
Откривањето на Плутон од страна на Клајд Томбо во 1930 година се чинело дека ја потврдува хипотезата на Лоуел, а Плутон била официјално прогласена за деветта планета. Во 1978 година, Плутон била дефинитивно утврдена дека е премногу маал за неговата гравитација да влијае на џиновските планети, што резултирало со кратка потрага по десетта планета. Потрагата во голема мера била напуштена во раните 1990-ти, кога студијата на мерењата направени од ''вселенското летало Војаџер 2'' покажала дека неправилностите забележани во орбитата на Уран се должат на мало преценување на масата на Нептун. По 1992 година, откривањето на бројни мали ледени објекти со слични или дури пошироки орбити од Плутон довело до дебата за тоа дали Плутон треба да остане планета или дали тој и неговите соседи, како астероидите, треба да добијат своја посебна класификација. Иако одреден број од поголемите членови на оваа група првично билеопишани како планети, во 2006 година Меѓународниот астрономски сојуз (IAU) ги рекласифицира Плутон и неговите најголеми соседи како џуџести планети, оставајќи го Нептун најдалечната позната планета во Сончевиот Систем.
Додека астрономската заедница нашироко се согласувала дека Планета X, како што првично била замислена, не постои, концептот на сè уште ненабљудувана планета е оживеан од голем број астрономи за да се објаснат другите аномалии забележани во надворешниот Сончев Систем. Почнувајќи од март 2014 година, набљудувањата со телескопот WISE ја отфрлиле можноста за објект со големина на Сатурн (95 маси на Земјата) до 10.000 АЕ, и за објект со големина на Јупитер (≈318 Земјини маси) или поголем објект до 26.000 АЕ.
Во 2014 година, врз основа на сличностите на орбитите на група неодамна откриени екстремни транс-нептунски објекти, астрономите претпоставуваа постоење на супер-Земја или ледена џиновска планета, 2 до 15 пати поголема од масата на Земјата и над 200 АЕ со веројатно висока наклонета орбита на околу 1.500 АЕ. Во 2016 година, понатамошната работа покажала дека оваа непозната далечна планета најверојатно се наоѓа наклонета на ексцентрична орбита што не одела поблиску од околу 200 АЕ и не подалеку од околу 1.200 АЕ од Сонцето. Се предвидувало дека орбитата ќе биде неусогласена со групираните екстремни транс-нептунски објекти. Бидејќи Плутон повеќе не се сметала за планета од страна на IAU, овој нов хипотетички објект станал познат како Планета Девет.
1 Рани шпекулации
Во 1840-тите, францускиот математичар Урбеин Ле Верие ја користел Њутновата механика за да ги анализира пертурбациите во орбитата на Уран и претпоставил дека тие се предизвикани од гравитациската сила на сè уште неоткриена планета. Ле Верие ја предвидел позицијата на оваа нова планета и ги испратил своите пресметки до германскиот астроном Јохан Готфрид Гале. На 23 септември 1846 година, ноќта по неговото примање на писмото, Гале и неговиот студент Хајнрих д'Арест го откриле Нептун, токму онаму каде што Ле Верие предвидел. Останале некои мали несовпаѓања во орбитите на џиновските планети. Тие биле земени за да укажат на постоење на уште една планета која орбитира надвор од Нептун.
Дури и пред откривањето на Нептун, некои шпекулираа дека само една планета не е доволна за да се објасни несовпаѓањето. На 17 ноември 1834 година, британскиот аматерски астроном, пречесниот Томас Џон Хуси, му пријавил разговор што го имал со францускиот астроном Алексис Бувар на Џорџ Бидел Ери, британскиот астроном Ројал. Хуси известил дека кога му предложил на Бувар дека необичното движење на Уран може да се должи на гравитациското влијание на неоткриена планета, Бувар одговорил дека идејата му текнала и дека се допишувал со Питер Андреас Хансен, директор на Зеберг. Опсерваторија во Гота, за оваа тема. Мислењето на Хансен било дека едно тело не може адекватно да го објасни движењето на Уран и претпоставуваше дека две планети лежат надвор од Уран.
Во 1848 година, Жак Бабине покренал приговор за пресметките на Ле Верие, тврдејќи дека набљудуваната маса на Нептун била помала и нејзината орбита била поголема отколку што првично предвидел Ле Верие. Тој постулирал, главно врз основа на едноставното одземање од пресметките на Ле Верие, дека друга планета од приближно 12 Земјини маси, која тој ја нарече „Хиперион“, мора да постои надвор од Нептун. Ле Верие ја осуди хипотезата на Бабине, велејќи: „[Нема] апсолутно ништо според кое некој би можел да ја одреди позицијата на друга планета, исклучувајќи ги хипотезите во кои имагинацијата играла премногу голема улога“.
Во 1850 година, Џејмс Фергусон, помошник астроном во Поморската опсерваторија на Соединетите држави, забележал дека „изгубил“ ѕвезда што ја забележал, GR1719k, за која поручникот Метју Мори, началникот на опсерваторијата, тврдел дека е доказ дека мора да биде нова планета. Последователните пребарувања не успеале да ја вратат „планетата“ на друга позиција, а во 1878 година, CHF Peters, директор на опсерваторијата на колеџот Хамилтон во Њујорк, покажал дека ѕвездата всушност не исчезнала и дека претходните резултати се должат на човечка грешка.
Во 1879 година, Камил Фламарион забележала дека кометите 1862 III и 1889 III имале афелија од 47 и 49 ае, соодветно, сугерирајќи дека тие би можеле да го означат орбиталниот полупречник на непозната планета која ги влечела во елипсовидна орбита. Астрономот Џорџ Форбс врз основа на овие докази заклучил дека две планети мора да постојат надвор од Нептун. Тој пресметал, врз основа на фактот дека четири комети поседувале афелија на околу 100 AU и уште шест со афелија групирани на околу 300 AU, орбиталните елементи на пар хипотетички транс-нептунски планети. Овие елементи сугестивно се совпаѓаат со оние направени независно од друг астроном по име Дејвид Пек Тод, што на многумина им сугерирал дека можеби се валидни. Сепак, скептиците тврделе дека орбитите на вклучените комети сè уште се премногу неизвесни за да дадат значајни резултати. Некои сметаат дека хипотезата на Форбс е претходник на Планетата Девет.
Во 1900 и 1901 година, директорот на опсерваторијата на колеџот Харвард, Вилијам Хенри Пикеринг, водел две пребарувања за транс-нептунски планети. Првиот го започнал данскиот астроном Ханс Емил Лау, кој, по проучувањето на податоците за орбитата на Уран од 1690 до 1895 година, заклучил дека една транс-нептунска планета сама по себе не може да ги објасни разликите во нејзината орбита и ги поставил позициите на две планети за кои верувал дека се одговорни. Вториот бил лансиран кога Габриел Далет сугерирал дека една транс-нептунска планета лежи на 47 АУ може да го објасни движењето на Уран. Пикеринг се согласил да ги испита плочите за какви било сомнителни планети. Во ниту еден случај не биле пронајдени.
Во 1902 година, по набљудувањето на орбитите на кометите со афелија надвор од Нептун, Теодор Григул од Минстер, Германија објавил постоење на планета со големина на Уран на 50 АЕ со период од 360 години, која ја нарекол Хадес, вкрстувајќи ги отстапувањата. во орбитата на Уран. Во 1921 година, Григул го ревидирал својот орбитален период на 310–330 години, за подобро да одговара на забележаните отстапувања.
Во 1909 година, Томас Џеферсон Џексон Си, астроном со репутација на егоцентричен контраст, изјавил „сигурно има една, најверојатно две, а можеби и три планети надвор од Нептун“. Привремено именувајќи ја првата планета „Океанус“, тој ги поставил нивните соодветни растојанија на 42, 56 и 72 АЕ од Сонцето. Тој не дал никакви индикации за тоа како го утврдил нивното постоење, а не биле спроведени никакви претреси за нивно лоцирање.
Во 1911 година, индискиот астроном Венкатеш Б. Кетакар предложил постоење на две транс-нептунски планети, кои ги именувал по хиндуските богови Брахма и Вишну, со преработка на обрасците забележани од Пјер-Симон Лаплас во планетарните сателити на Јупитер и применувајќи ги на надворешните планети. Трите внатрешни галилејски месечини на Јупитер, Јо, Европа и Ганимед, се заклучени во комплицирана резонанца 1:2:4 наречена Лапласова резонанца. Кетакар сугерирал дека Уран, Нептун и неговите хипотетички транс-нептунски планети, исто така, биле заклучени во резонанции слични на Лаплас. Неговите пресметки предвидувале средно растојание за Брама од 38,95 AU и орбитален период од 242,28 Земјини години (резонанца 3:4 со Нептун). Кога Плутон бил откриен 19 години подоцна, неговото средно растојание е 39,48 AU и орбиталниот период од 248 Земјини години биле блиску до предвидувањето на Кетакар (Плутон всушност има резонанца 2:3 со Нептун). Кетакар не дал никакви предвидувања за орбиталните елементи освен средното растојание и период. Не е јасно како Кетакар стигнал до овие бројки, а неговата втора планета, Вишну, никогаш не била сместена.
2 Планетата X
 
Во 1894 година, со помош на Вилијам Пикеринг, Персивал Лоуел (богат Бостонец) ја основал опсерваторијата Лоуел во Флагстаф, Аризона . Во 1906 година, убеден дека може да ја реши загатката за орбитата на Уран, тој започнал обемен проект за потрага по транс-нептунска планета, која ја нарекол ''Планета X'', име кое претходно го користел Габриел Далет.''X'' во името претставува непозната и се изговара како буква, за разлика од римскиот број за 10 (во тоа време, Планета X би била деветтата планета). Надежта на Лоуел во следењето на планетата Х требаше да го утврдил својот научен кредибилитет, што му побегнал поради неговото нашироко исмејувано верување дека одликите слични на канали видливи на површината на Марс се канали изградени од интелигентна цивилизација.
Првото пребарување на Лоуел се фокусирало на еклиптиката, рамнината опфатена со зодијакот каде што лежеле другите планети во Сончевиот Систем. Со помош на фотографска камера од 5 инчи, тој рачно испитувал преку 200 тричасовни експозиции со лупа и не нашол планети. Во тоа време Плутон била премногу далеку над еклиптиката за да биде снимен од истражувањето. Откако ги ревидирал неговите предвидени можни локации, Лоуел извршил второ пребарување од 1914 до 1916 година. Во 1915 година, тој ги објави своите ''Мемоари за заднептунска планета'', во која заклучил дека планетата X имаше маса приближно седум пати поголема од масата на Земјата - околу половина од масата на Нептун - и просечно растојание од Сонцето од 43 AU. Тој ја презел планетата X би бил голем објект со мала густина и високо албедо, како џиновските планети. Како резултат на тоа, би покажал диск со пречник од околу една лачна секунда и привидна светлинска величина помеѓу 12 и 13 - доволно светол за да биде забележан.
Одделно, во 1908 година, Пикеринг објавил дека, анализирајќи ги неправилностите во орбитата на Уран, нашол докази за деветта планета. Неговата хипотетичка планета, која ја нарекол „Планета О“ (бидејќи дојде по „N“, т.е Нептун), поседувал среден орбитален полупречник од 51,9 AU и орбитален период од 373,5 години. Плочите земени во неговата опсерваторија во Арекипа, Перу, не покажал докази за предвидената планета, а британскиот астроном П.Х. Самиот Лоуел, и покрај неговата блиска поврзаност со Пикеринг, ја отфрли Планет О од рака, велејќи: „Оваа планета е многу правилно означена со „О“, [зашто] не е ништо“. Не знаејќи за Пикеринг, четири од фотографските плочи направени во потрагата по „Планета О“ од страна на астрономите во опсерваторијата Маунт Вилсон во 1919 година, снимиле снимки од Плутон, иако тоа било препознаено многу години подоцна. Пикеринг продолжил со други можни транс-нептунски планети до 1932 година, кои ги нарекол ''P'', ''Q'', ''R'', ''S'', ''T'' и ''U'' ; ниту една никогаш не била откриена.
2.1 Откривање на Плутон
Ненадејната смрт на Лоуел во 1916 година привремено ја прекинала потрагата по Планетата X. Неуспехот да се најде планетата, според еден пријател, „виртуелно го убил“. Вдовицата на Лоуел, Констанца, се вклучила во правна битка со опсерваторијата за наследството на Лоуел што ја прекина потрагата по Планетата X неколку години. Во 1925 година, опсерваторијата добила стаклени дискови за нов телескоп со широко поле за продолжување на потрагата, конструиран со средства од Абот Лоренс Лоуел, братот на Персивал. Во 1929 година, директорот на опсерваторијата, Весто Мелвин Слифер, накратко му ја предал работата за лоцирање на планетата на Клајд Томбо, 22-годишно момче од фармата од Канзас, кое штотуку пристигнало во опсерваторијата Лоуел откако Слифер бил импресиониран од неговиот примерок. астрономски цртежи.
Задачата на Томбо била систематски да фаќа делови од ноќното небо во парови слики. Секоја слика во пар е направена со разлика од две недели. Потоа ги сместил двете слики од секој дел во машина наречена компаратор на трепкање, која со размена на слики брзо создала илузија на временско пропуштање на движењето на кое било планетарно тело. За да се намалат шансите на објект кој побрзо се движел (а со тоа и поблиску) да биде помешан со новата планета, Томбо го сликал секој регион во близина на неговата спротивна точка, 180 степени од Сонцето, каде што очигледното повратно движење за објекти надвор од Земјината орбита е најсилни. Тој, исто така, направил трета слика како контрола за да ги елиминира сите лажни резултати предизвикани од дефекти на поединечна плоча. Томбо одлучил да го слика целиот зодијак, наместо да се фокусира на оние региони предложени од Лоуел.
До почетокот на 1930 година, потрагата на Томбо стигнал до соѕвездието Близнаци. На 18 февруари 1930 година, по потрагата речиси една година и испитувањето на речиси 2 милиони ѕвезди, Томбо открил подвижен објект на фотографски плочи направени на 23 јануари и 29 јануари истата година. Понеквалитетна фотографија направена на 21 јануари го потврдило движењето. По потврдата, Томбо влегол во канцеларијата на Слифер и изјавил: „Доктор Слифер, ја најдов вашата планета X." Објектот лежеше само шест степени од една од двете локации за Планетата X Лоуел предложил; така се чинеше дека тој конечно бил оправдан. Откако опсерваторијата добила дополнителни потврдни фотографии, веста за откритието била телеграфирана до Опсерваторијата на колеџот Харвард на 13 март 1930 година. Новиот објект подоцна бил откриен на фотографии кои датираат од 19 март 1915 година. Одлуката да се именува објектот ''Плутон'' била делумно наменета за чест на Персивал Лоуел, бидејќи неговите иницијали ги сочинуваа првите две букви на зборот. Откако го открил Плутон, Томбо продолжил да ја бара еклиптиката за други далечни објекти. Тој пронашол стотици променливи ѕвезди и астероиди, како и две комети, но не и други планети.
2.2 Плутон ја загуби титулата на планетата X
На разочарување и изненадување на опсерваторијата, Плутон не покажал видлив диск; се појавил како точка, која не се разликувала од ѕвезда и, со само 15-та светлинска величина, била шест пати помрачна отколку што предвидел Лоуел, што значеше дека е или многу мала или многу темно. Бидејќи астрономите на Лоуел мислеа дека Плутон е доволно масивен за да ги вознемири планетите, тие претпоставувале дека неговото албедо не може да биде помало од 0,07 (што значи дека рефлектира само 7% од светлината што го погоди); приближно темна како асфалтот и слична на онаа на Меркур, најмал рефлектирачката планета позната. Ова ќе му даде на Плутон проценета маса не поголема од 70% од масата на Земјата. Набљудувањата, исто така, откриле дека орбитата на Плутон била многу елипсовидна, многу повеќе од онаа на која било друга планета.
Речиси веднаш, некои астрономи се сомневле во статусот на Плутон како планета. Едвај еден месец откако било објавено неговото откритие, на 14 април 1930 година, во една статија во ''Њујорк Тајмс'', Армин О. ја потврдува можната висока ексцентричност најавена од наша страна на 5 април. Меѓу можностите се и голем астероид во голема мера вознемирен во својата орбита со приближување до голема планета како Јупитер, или можеби е еден од многуте планетарни објекти со долг период што допрва треба да се откријат или светла кометарен објект.“ Во истиот напис, директорот на опсерваторијата на Харвард, Харлоу Шепли, напиша дека Плутон е „член на Сончевиот Систем кој не може да се спореди со познатите астероиди и комети и можеби е од поголема важност за космогонија отколку што би била друга голема планета надвор од Нептун“. Во 1931 година, користејќи математичка формула, Ернест В. Браун тврди (во договор со ЕЦ Бауер ) дека претпоставените неправилности во орбитата на Уран не би можеле да се должат на гравитацискиот ефект на некоја подалечна планета, и на тој начин дека наводното предвидување на Ловел било „чисто случајно“.
Во текот на средината на 20 век, проценките за масата на Плутон беа ревидирани надолу. Во 1931 година, Николсон и Мајал ја пресметале нејзината маса, врз основа на нејзиниот наводен ефект врз џиновските планети, како приближно онаа на Земјата; вредност донекаде во согласност со масата на Земјата од 0,91 пресметана во 1942 година од Лојд Р. Вајли во американската поморска опсерваторија, користејќи ги истите претпоставки. Во 1949 година, мерењата на Џерард Кајпер за пречникот на Плутон со телескопот од 200 инчи на опсерваторијата Паломар го доведоа до заклучок дека тој е на средината по големина помеѓу Меркур и Марс и дека неговата маса најверојатно е околу 0,1 Земјина маса.
Во 1973 година, врз основа на сличностите во периодичноста и амплитудата на варијациите на осветленоста со Тритон, Денис Раулинс претпостави дека масата на Плутон мора да биде слична на масата на Тритон. Во ретроспектива, претпоставката се покажува дека била точна; астрономите Валтер Баде и ЕЦ Бауер го аргументираа уште во 1934 година. Меѓутоа, бидејќи тогаш се веруваше дека масата на Тритон е приближно 2,5% од системот Земја-Месечина (повеќе од десет пати поголема од нејзината вистинска вредност), определувањето на Раулинс за масата на Плутон беше слично неточно. Сепак, беше доволно слаба вредност за тој да заклучи дека Плутон не е планетата X. Во 1976 година, Дејл Крукшанк, Карл Пилчер и Дејвид Морисон од Универзитетот на Хаваи анализирале спектри од површината на Плутон и утврдиле дека мора да содржи мраз од метан., кој е многу рефлективен. Ова значеше дека Плутон, далеку од тоа дека е темен, всушност бил исклучително светол, и затоа веројатно не бил повеќе од Земјината маса.
3 Ограничувања на дополнителни планети
Од 2016 година, следните набљудувања сериозно ја ограничувале масата и растојанието на која било можна дополнителна планета од Сончевиот Систем:
* Анализата на средноинфрацрвените набљудувања со телескопот <i>WISE ја отфрли можноста за објект со големина на Сатурн (95 маси на Земјата) до 10.000 АЕ и објект со големина на Јупитер или поголем до 26.000 АЕ.''WISE'' продолжи да зема повеќе податоци оттогаш, а НАСА ја покани јавноста да помогне во пребарувањето на овие податоци за докази за планети надвор од овие граници, преку научниот проект за граѓански светови во дворот: Планета 9.* Користејќи современи податоци за аномалната прецесија на перихелијата на Сатурн, Земјата и Марс, Лоренцо Јорио заклучил дека секоја непозната планета со маса од 0,7 пати поголема од онаа на Земјата мора да биде подалеку од 350-400 AU; еден со маса 2 пати поголема од онаа на Земјата, подалеку од 496–570 AU; и конечно една со маса од 15 пати поголема од онаа на Земјата, подалеку од 970–1.111 AU. Покрај тоа, Јорио изјавил дека современите ефемериди на надворешните планети на Сончевиот Систем обезбедиле уште построги ограничувања: ниту едно небесно тело со маса од 15 пати поголема од онаа на Земјата не може да постои поблиску од 1.100-1.300 AU. Меѓутоа, работата на друга група астрономи користејќи посеопфатен модел на Сончевиот Систем откри дека заклучокот на Јорио е само делумно точен. Нивната анализа на <i>Касини податоци за орбитални остатоци Сатурн покажа дека забелешки беа во спротивност со планетарно тело со орбитата и масовно слични на оние на Batygin и Планета Девет Браун има вистинска аномалија на -130 ° до -110 ° или -65 ° до 85 °. Понатаму, анализата покажала дека орбитата на Сатурн е малку подобро објаснета ако такво тело се наоѓа на вистинска аномалија од </br> . На оваа локација, тоа би било приближно 630 ае од Сонцето.
4 Поврзано
* Список на претпоставени тела во Сончевиот Систем
5 Библиографија
****