Таинственная девятая планета, или Планета X, об обнаружении которой последние годы мечтают и говорят многие астрономы, возможно, не существует, а факты, указывающие на ее наличие – не более, чем ошибка ее «первооткрывателей», прославившихся на весь мир. К такому выводу пришла группа ученых под руководством Кевина Напье из Университета Мичигана, которая подвергла строгому анализу громкую гипотезу и пришла к отрицательным выводам.
Мировая научная сенсация произошла ровно пять лет назад, когда две сотрудников Калифорнийского технологического университета, Константин Батыгин и Майк Браун, объявили об признаках существования на задворках Солнечной системы ранее не известной планеты.
На существование невидимой планеты ученым указали возмущения, которые испытывают несколько ледяных тел из так называемого Пояса Койпера – огромной области пространства за орбитой Плутона.
Поиски планеты начались в 2014 году, когда Батыгин, бывший студент Брауна, опубликовал статью, утверждавшую, что 13 из наиболее удаленных объектов (так называемых транснептуновых объектов — ТНО) Пояса Койпера имеют схожие странности в своем движении. Имея сильно вытянутые эллиптические орбиты, по какой-то причине они группируются в точках перигелия, где максимально сближаются с Солнцем. Были проведены расчеты, в результате которых ученые высказали весьма обоснованную версию существования рядом небольшой планеты, которая воздействует на них своей гравитацией.
Вычисления показали тогда, что планета должна вращаться вокруг Солнца на расстоянии 20 орбит Нептуна, а масса ее в 10 раз больше массы Земли.
«Оказалось, что самые дальние объекты в Солнечной системе, в физическом пространстве смотрят в одну и ту же сторону. И единственная теоретически правильная модель, которую мы смогли сконструировать – та, где их орбиты держатся гравитацией одной планеты»,— пояснил тогда Батыгин «Газете.Ru».
Предположение ученых стало мировой сенсацией, к поискам таинственной планеты подключились разные научные группы. Был даже создан проект Backyard Worlds: Planet 9, благодаря которому обычные пользователи интернета могли просматривать миллионы снимков различных участков неба, склеенных в анимированные ролики из фотографий, сделанных инфракрасным телескопом WISE. Однако до сей поры поиски планеты результатов не дали.
И транснептуновые объекты, и гипотетическая планета настолько удалены от Земли, что их тусклый блеск делает задачу их обнаружения крайне сложной. Поэтому ученые из группы Кевина Напье решили выяснить, не закралась ли изначально в утверждение об группировании объектов ошибка.
«Поскольку ТНО следуют по весьма вытянутым орбитам и их яркость обратно пропорциональна четвертой степени расстояния до них, обычно их открывают в течение десятилетий вблизи их перигелия, — отмечают ученые в статье, выложенной в архив электронных препринтов. – Более того, астрономические обзоры покрывают ограниченную часть неба в определенное время года, с определенной глубиной. Эти эффекты приводят к значительной наблюдательной селекции».
В астрономии так называемая наблюдательная селекция нередко приводит к тому, что сам способ наблюдения, инструментальные ошибки или другие неучтенные факторы приводят к неверным выводам.
Чтобы оценить фактор наблюдательной селекции, ученые выделили 14 аналогичных ТНО, открытых с помощью не одного, а трех разных астрономических обзоров, в том числе Outer Solar System Origins Survey и Dark Energy Survey, использующих разные телескопы.
Для всех этих обзоров хорошо известны эффекты, связанные с наблюдательной селекцией, и ни один из 14 объектов не принадлежал к группе, изученной Батыгиным и Брауном. Ученые приняли во внимание, когда и куда при открытии этих объектов были наведены телескопы, и насколько чувствительны были эти наблюдения в зависимости от разных факторов.
На основе этого были подсчитаны «функции селекции», показывающие, какие области неба позволяли находить в тот момент наиболее слабые объекты.
Анализ показал, что все эти объекты были найдены близко к участкам неба, где эта функция максимальна – то есть в областях, где телескоп попросту лучше видит.
А скопление ТНО, наблюдавшееся группой Батыгиным и Брауном – «следствие того, куда мы и когда смотрим», считают ученые. «И нет нужды в дополнительной модели для описания данных», — добавляют они.
С этим согласна и Саманта Лоулер из Университета Реджайны, которая ранее безуспешно пыталась смоделировать скученные орбиты ТНО при помощи дополнительной планеты. Вместе с рядом других астрономов она обращала внимание на то, что большинство, если не все ТНО открываются в момент их сближения с Солнцем, и если их наблюдениям не мешает фоновый свет диска нашей галактики. «Каждый обзор имеет наблюдательную селекцию, — считает она. – Кто-то знает об этом, кто-то — нет».
— Фишка тут в том, что использованы именно что достаточно однородные данные нескольких обзоров. Предыдущие выборки объектов не были столь однородны. Но вывод, конечно, в том, что «надо наблюдать дальше».
Сам Батыгин не согласился с приведенными доводами. Он указал, что обзор DES исследовал ту же область неба, что и он в своих наблюдениях, и открыл более далекие объекты, поэтому исключать скопления «не логично». «Более уместен вопрос – может ли их анализ различить скученное или равномерное распределение, и похоже, ответ — нет», — сказал он журналу Science.
Авторы критической работы признают, что пока рано полностью исключать наличие девятой планеты, и пролить свет на вопрос может ввод в строй Обсерватории имени Веры Рубин, телескоп которой сможет открывать сотни новых ТНО.