Kutatás Naprendszerünk kilencedik bolygója után

Lehetséges-e, hogy Naprendszerünk kicsiny, távoli objektumainak különös pályája elvezet bennünket egy nagy felfedezéshez? Mike Brown csillagász egy új, óriási bolygó létezését veti fel, mely Naprendszerünk távoli peremvidékén rejtőzik. Előadásában bemutatja, milyen jelenségek utalnak a bolygó jelenlétének nyomaira.

Elmesélek önöknek
egy 200 évvel ezelőtti történetet.

1820-ban Alexis Bouvard francia csillagász
majdnem a második személy lett,

aki felfedezett egy bolygót
történelmünk során.

Az Uránusz útját követte nyomon
az éjszakai égbolton

régi csillagkatalógusok alapján,

de a bolygó nem pont úgy
kerülte meg a Napot,

ahogy számításai alapján
várható lett volna.

Néha kissé gyorsabb volt a mozgása,

máskor pedig lassabb.

Bouvard tudta, hogy számításai pontosak.

Nem lehetett másban a hiba,
mint a régi csillagkatalógusokban.

Azt mondta a csillagászoknak:

"Mérjetek pontosabban!"

Így is lett.

A csillagászok a következő két évtizedben

nagy pontossággal
követték az Uránusz útját,

de a megfigyelt mozgás még mindig
nem egyezett Bouvard számításaival.

1840-re nyilvánvalóvá vált:

a probléma nem a régi katalógusokkal van,

hanem a számításokkal.

A csillagászok tudták, miért.

Rájöttek, hogy lennie kell
egy távoli, óriási bolygónak

az Uránuszon túl,

amely befolyásolja annak pályáját;

néha kissé elhúzza,

máskor visszafogja a bolygót.

Nagyon lehangoló lehetett ez 1840-ben –

látni e távoli, óriási bolygó
gravitációs hatásait,

de nem tudni, hogyan találják meg.

Higgyék el, nagyon lehangoló lehetett.

(Nevetés)

De 1846-ban egy másik francia csillagász,

Urbain Le Verrier,

kiszámította,

hogyan határozható meg a bolygó pozíciója.

Számításait elküldte
a berlini obszervatóriumba,

ahol belenéztek a távcsőbe,

és mindjárt az első éjszakán
megtalálták ezt a halvány fénypontot,

amely lassan haladt az égen,

és felfedezték a Neptunuszt.

Ilyen kis távolságra volt az égbolton
a Le Verrier által jelzett helyhez.

A számítások és az eltérések,

az új elmélet és a diadalmas felfedezések
története annyira klasszikus,

és Le Verrier olyan híres lett általa,

hogy sokan megpróbálták azonnal lemásolni.

Az elmúlt 163 évben

számos csillagász állt elő
valamiféle pályaeltéréssel,

hogy egy új bolygó létezését
vizionálja a Naprendszerben.

Mindig tévedtek.

A legismertebb téves feltételezés

Percival Lowelltől származik,

aki meg volt győződve,
hogy lennie kell egy távoli bolygónak,

amely zavart kelt az Uránusz
és a Neptunusz pályáiban.

Amikor 1930-ban felfedezték a Plútót

a Lowell Obszervatóriumban,

mindenki úgy vélte, ez az a bolygó,
amit Lowell feltételezett.

Tévedtek.

Kiderült, hogy az Uránusz és a Neptunusz
pont ott vannak, ahol feltételezték.

100 évbe telt,

de végül Bouvardnak igaza lett.

A csillagászoknak pontosabb
méréseket kellett végezniük.

És amikor ezt tették,

a pontosabb mérésekből kiderült,

hogy nincs bolygó az Uránuszon
és a Neptunuszon túl,

a Plútó pedig több ezerszer kisebb annál,

hogy bármilyen hatást
gyakoroljon a pályájukra.

A Plútóról kiderült, hogy nem bolygó,

mint ahogy azt eredetileg gondolták,

de ekkor fedezték fel először,

hogy több ezer apró, jeges objektum
kering e bolygókon túl.

Itt láthatják a Jupiter,

a Szaturnusz, az Uránusz
és a Neptunusz pályáját,

és ebben a kis körben középen van a Föld,

a Nap és szinte minden,
ami számunkra ismert és kedves.

Azok a kis sárga körök a szélén pedig

a jeges objektumok a bolygókon túl.

A bolygók gravitációs mezője

teljesen kiszámítható módon

tolja és húzza a jeges égitesteket.

Minden úgy kering a Nap körül,
ahogy az várható.

Azaz csak majdnem.

2003-ban

felfedeztem az egész Naprendszer

addig megismert legtávolabbi objektumát.

Elnézve ezt a magányos égitestet

nehéz azt mondani:
Persze, Lowell tévedett,

nem volt bolygó a Neptunuszon túl, de ez –

lehet, hogy ez egy új bolygó.

A valódi kérdés az volt,

hogy milyen pályát ír le a Nap körül.

Körbejárja a Napot

a bolygókra jellemző módon,

vagy csak a jeges égitestekből
álló övezet egyik tipikus tagja,

amely kijjebb került,
és most visszafelé igyekszik?

Pontosan ezt a kérdést akarták
megválaszolni a csillagászok

az Uránusszal kapcsolatban
200 évvel ezelőtt.

Felhasználták ehhez az Uránusszal
kapcsolatos megfigyelési adatokat,

melyeket 91 évvel
a felfedezése előtt regisztráltak

teljes pályájának meghatározásához.

Mi nem tudtunk visszamenni
ilyen hosszú időre,

de találtunk megfigyeléseket
az objektumunkról 13 évvel korábbról,

ezáltal meg tudtuk állapítani,
hogyan mozog a Nap körül.

Tehát a kérdés az,

hogy kör alakú pályán kering-e
a Nap körül, mint egy bolygó,

vagy visszafelé tart,

mint a többi jeges objektum.

A válasz:

nem.

Hosszan elnyúlt pályán halad,

amelyen 10 000 év alatt
kerüli meg a Napot.

Sednának neveztük el ezt az égitestet

az eszkimók tengeristennőjéről,

utalva a hideg, jeges helyekre,
ahol idejének nagy részét tölti.

Ma már tudjuk, hogy a Sedna

a Plútó méretének harmada,

és a Neptunuszon túli jeges égitestek

tipikus tagja.

Nagyjából tipikus,
kivéve különös pályáját.

Ha ránéznek, azt gondolhatják:

"Tényleg különös, hogy 10 000 év alatt
kerüli meg a Napot."

De nem ez az igazán különös benne,

hanem az, hogy a 10 000 év alatt

semmi máshoz nem kerül közel
a Naprendszerben.

Amikor a Sedna a legközelebb van a Naphoz,

távolabb van a Neptunusztól,

mint a Neptunusz a Földtől.

Ha a Sednának ilyen pályája
lenne, mint ez,

amely súrolja a Neptunusz pályáját
a Nap körül keringve,

az könnyen megmagyarázható lenne.

Akkor olyan égitest lenne,

amely kör alakú pályán
keringett a Nap körül

a jeges égitestek régiójában,

és valamikor túl közel
került a Neptunuszhoz,

ezért kilökődött, és most visszafelé tart.

De a Sedna sosem kerül közel a Naprendszer
egyetlen ismert objektumához sem,

amely így kilökhette volna.

A Neptunusz nem lehetett az oka,

de valami más igen.

1845 óta ez volt az első alkalom,

hogy láttuk valaminek a gravitációs
hatásait a külső Naprendszerben,

de nem tudtuk, hogy mi az.

Valójában azt gondoltam, tudom a választ.

Persze lehetett volna
egy távoli, óriási bolygó

a külső Naprendszerben,

de ez az elgondolás akkorra már
annyira nevetségessé

és tarthatatlanná vált,

hogy nem vettem túl komolyan.

De 4,5 milliárd évvel ezelőtt,

amikor a Nap több száz társával
egy csillagbölcsőben formálódott,

bármelyik csillag

közel kerülhetett a Sednához,

és arra a pályára juttathatta,
amelyen most van.

A csillaghalmaz eloszlott a galaxisban,

és a Sedna pályája

a Nap korai történetének
ősmaradványaként maradt itt.

Annyira felcsigázott ez az elgondolás,

hogy láthatjuk

a Nap születésének ősi nyomait,

hogy a következő évtizedben

további objektumokat kerestem,
amelyek pályája hasonlít a Sednáéhoz.

A tíz év alatt egyet sem találtam.

(Nevetés)

De kollégáim, Chad Trujillo
és Scott Sheppard jobb munkát végeztek,

és több olyan objektumot is találtak,
amelyek pályája hasonló a Sednához,

és ez nagyon izgalmas.

De ennél is érdekesebb az megállapításuk,

hogy ezek az objektumok
nemcsak abban hasonlítanak,

hogy távoli, elnyújtott
pályákon keringenek,

hanem azonos az egyik pályaadatuk,

amit az égi mechanikában
a napközelponttal bezárt szögnek nevezünk.

Mikor rájöttek, hogy azonosak
a napközelponttal bezárt szögek,

azonnal elkezdtek lelkesedni,

hogy ezt biztos egy távoli,
óriási bolygó okozza,

ami tényleg nagyon izgalmas,
csakhogy nincs értelme.

Hadd magyarázzam el egy analógiával.

Képzeljünk el valakit,
aki sétál egy téren,

és 45 fokkal jobbra néz.

Sok minden miatt történhet ez,

pofonegyszerű a magyarázat.

Képzeljenek el most sok embert,

akik mind más irányba mennek a téren,

de mind 45 fokra néznek másfelé
a haladási irányukhoz képest.

Mindenki más irányba mozog,

mindenki más irányba néz,

de mind 45 fokkal néznek másfelé
a haladási irányukhoz képest.

Mi okozhatja ezt?

Fogalmam sincs.

Nehéz bármire gondolni, ami ezt kiváltja.

(Nevetés)

Lényegében ezt jelenti

a napközelponttal
bezárt szögek azonossága.

A tudósok összezavarodtak,
és azt gondolták,

hogy ez véletlen, vagy hibás megfigyelés.

Azt mondták a csillagászoknak:

"Mérjetek pontosabban!"

Nagyon alaposan megvizsgáltam a méréseket,

és igazuk volt.

Ezeknél az objektumoknál

ugyanaz volt a napközelponttal
bezárt szög értéke –

meglepő módon.

Valaminek okoznia kellett ezt.

A kirakós utolsó darabja
2016-ban került a helyére,

amikor kollégámmal, Konstantin Batyginnal,

aki három irodával arrébb dolgozik,

rájöttünk, hogy azért
zavarodott össze mindenki,

mert a napközelponttal bezárt szög
csak egyik része a történetnek.

Ha megfelelő módon nézzük
ezeket az objektumokat,

akkor láthatjuk, hogy egy irányba
rendeződnek a térben,

és egy irányba dőlnek.

Olyan, mintha az összes ember
a téren egy irányba menne,

és mind 45 fokkal jobbra néznének.

Ezt könnyű megmagyarázni.

Mindannyian néznek valamit.

Ezek az objektumok a külső Naprendszerben
mind reagálnak valamire.

De mire?

Konstantin és én egy évig dolgoztunk azon,

hogy valami más magyarázattal álljunk elő,
mint hogy van egy távoli, óriási bolygó

a külső Naprendszerben.

Nem akartunk a 33. és 34. személy lenni,
aki felveti e bolygó létezését,

aztán odamondják nekünk, hogy tévedtünk.

De egy év után

nem volt más választás.

Nem tudtunk más magyarázattal előállni,

mint hogy van egy távoli,

nagy tömegű bolygó egy elnyújtott pályán,

amely a Naprendszer többi része felé dől,

és rákényszeríti ezt az elhelyezkedést

a külső Naprendszer objektumaira.

Találják ki, mit csinál még
egy ilyen bolygó.

Emlékezzenek a Sedna különös pályájára,

és arra, hogyan térítették el
a Naptól egy bizonyos irányba.

Egy ilyen bolygó egész nap
hasonló rendellenességet okoz.

Tudtuk, hogy valami kikerekedik ebből.

Ezzel eljutottunk a mába.

A helyzet olyan, mintha 1845-ben
Párizsban lennénk.

(Nevetés)

Látjuk egy távoli, óriási bolygó
gravitációs hatásait,

próbáljuk számításokkal meghatározni,

merre keressük, hogy odairányítsuk
a távcsövünket,

hogy megtaláljuk ezt a bolygót.

Rengeteg számítógépes szimulációt

és több hónapig tartó
analitikus számításokat végeztünk,

és egyelőre erről tudok beszámolni:

Először is ez a bolygó,
amit kilencedik bolygónak nevezünk,

mivelhogy bolygó,

hatszor akkora tömegű, mint a Föld.

Már nem arról van szó,
hogy kicsit kisebb, mint a Plútó,

vitassuk meg, hogy bolygó-e vagy sem.

Ez az ötödik legnagyobb bolygó
az egész Naprendszerben.

Összehasonlításként
megmutatom a bolygók méretét.

Hátul láthatják a nagy tömegű
Jupitert és Szaturnuszt.

Mellettük a kicsit kisebb
Uránuszt és Neptunuszt.

Felül vannak a Föld típusú bolygók:
Merkúr, Vénusz, Föld, Mars.

Láthatják a Neptunuszon túli
jeges égitestek övezetét is,

amelynek egyik tagja a Plútó –

szerencsére kivehető, hogy melyik az.

És itt van a kilencedik bolygó.

A kilencedik bolygó nagy.

A kilencedik bolygó olyan nagy,

hogy bizonyára csodálkoznak,
hogyan nem vettük észre idáig.

A kilencedik bolygó nagy,

de igen messze van.

Körülbelül 15-ször messzebb,
mint a Neptunusz,

így nagyjából 50 000-szer halványabb nála.

Ezenkívül az égbolt hatalmas.

Leszűkítettük a helyet,
ahol sejteni véljük,

egy viszonylag kisebb területre,

de még így is évekig tart,

míg szisztematikusan
feltérképezzük ezt a területet

olyan nagy távcsövekkel,

amelyekkel ellátunk ilyen messzire
és ilyen halvány pontra.

Szerencsés esetben lehet,
hogy nem lesz rá szükség.

Ahogy Bouvard is használt fel nem ismert
megfigyeléseket az Uránusznál,

amelyeket a bolygó felfedezése előtt
91 évvel végeztek,

fogadok, hogy vannak fel nem ismert képek,

amelyek a kilencedik bolygó
helyét mutatják.

Nagyszabású vállalkozás lesz

áttekinteni az összes régi adatot,

és kiszúrni egy halvány, mozgó bolygót.

De haladunk,

és szerintem közeledünk.

Szóval, készüljenek fel!

Nem fogjuk megismételni
Le Verrier rekordját,

hogy: "találják meg a bolygót

egyetlen éjszaka alatt

ilyen kis távolságra attól,
ahová jelezték".

De fogadok, hogy pár éven belül

valahol egy csillagász

talál majd egy halvány fénypontot,

amely lassan mozog az égen,

és diadalmasan bejelenti

Naprendszerünk új,
valószínűleg nem utolsó,

valódi bolygójának felfedezését.

Köszönöm.

(Taps)