În căutarea celei de-a noua planete din sistemul nostru solar

Ar putea orbitele bizare ale unor obiecte mici și îndepărtate din sistemul nostru solar să ne conducă spre o mare descoperire? Astronomul Mike Brown propune existența unei noi și gigantice planete, ascunsă departe în sistemul nostru solar, și ne arată cum urme ale prezenței sale ar putea fi chiar în fața ochilor noștri.

Vă voi spune o poveste de acum 200 de ani.

În anul 1820, astronomul francez
Alexis Bouvard

aproape a devenit
a doua persoană din istoria umanității

care a descoperit o planetă.

Urmărise poziția planetei Uranus pe cer,

folosind cataloage stelare vechi,

dar planeta nu înconjura Soarele

conform predicțiilor sale.

Uneori era puțin prea rapidă,
alteori era puțin prea lentă.

Bouvard știa că predicțiile sale
erau perfecte,

așa că probabil acele cataloage
stelare erau eronate.

Atunci le-a spus astronomilor:

„Faceți măsurători mai precise!”

Așa că aceștia au făcut.

Astronomii au petrecut următoarele
două decenii urmărind meticulos

poziția lui Uranus pe cer,

dar, cu toate acestea, nu s-au potrivit

cu predicțiile lui Bouvard.

Până în 1840, devenise evident

că nu era o problemă
cu vechile cataloage stelare,

ci era o problemă cu predicțiile.

Iar astronomii știau de ce.

Realizaseră că trebuie să existe
o planetă gigant la mare distanță,

dincolo de orbita lui Uranus,

care afecta acea orbită,

uneori accelerând-o, alteori încetinind-o.

Trebuie să fi fost frustrant în 1840

să poți observa efectele gravitaționale
ale acestei planete gigant,

dar să nu știi cum să o găsești.

Credeți-mă, e într-adevăr frustrant!

(Râsete)

Dar în 1846, alt astronom francez,

Urbain Le Verrier,

a anticipat matematic
cum să prezică locația planetei.

El și-a trimis predicțiile
la Observatorul din Berlin.

Acolo, ei au utilizat telescopul

și în prima noapte
au găsit un punct vag de lumină

care se mișca încet pe cer

și l-au descoperit pe Neptun.

Era atât de aproape pe cer
față de predicția lui Le Verrier.

Povestea predicției și discrepanței

și a noii teorii

și a descoperirilor triumfale e clasică,

iar Le Verrier a devenit
atât de faimos datorită ei,

încât ceilalți au încercat
să intre pe fir imediat.

În ultimii 163 de ani,

zeci de astronomi au utilizat
un fel de discrepanță orbitală

pentru a prezice existența
unei noi planete în sistemul solar.

S-au înșelat mereu.

Cea mai faimoasă
dintre aceste predicții eronate

a fost cea a lui Percival Lowell,
care era convins

că trebuie să existe o planetă
dincolo de Uranus și Neptun

care să interfereze cu orbitele lor.

Iar când Pluto a fost descoperit în 1930

la Observatorul Lowell,

toată lumea a presupus
că aceasta era planeta prezisă de Lowell.

S-au înșelat.

Se dovedește că Uranus și Neptun
se află exact unde ar trebui să se afle.

A durat 100 de ani, dar Bouvard
avea în sfârșit dreptate.

Astronomii trebuiau să facă
măsurători mai exacte.

Iar atunci când au făcut-o,
acele măsurători au arătat

că nu există nicio planetă
dincolo de Uranus și Neptun,

iar Pluto este de mii de ori prea mic
pentru a avea vreun efect

asupra acelor orbite.

Așadar, chiar dacă Pluto
s-a dovedit a nu fi

planeta despre care se vorbise inițial,

era prima descoperire
din ceea ce acum este cunoscut

ca un conglomerat
de mii de obiecte înghețate,

aflate în orbită dincolo de planete.

Aici puteți vedea orbitele lui Jupiter,
Saturn, Uranus și Neptun,

iar în acel mic cerc din centru,
e Pământul și Soarele

și aproape tot ce cunoașteți și iubiți.

Iar acele cercuri galbele din margine

sunt aceste obiecte înghețate
de dincolo de planete.

Aceste corpuri înghețate
sunt împinse și atrase

de câmpurile gravitaționale ale planetelor

în moduri complet previzibile.

Totul se mișcă în jurul Soarelui,
exact așa cum ar trebui.

Aproape.

Așa că în 2003,

am descoperit ceea ce era la timpul acela

cel mai distant obiect cunoscut
din întregul sistem solar.

E greu să te uiți la acel
obiect singuratic

și să nu spui că Lowell s-a înșelat,

nu există nimic dincolo de Neptun,

dar aceasta, aceasta ar putea fi
o nouă planetă.

Întrebarea pe care o aveam de fapt era:

„Ce fel de orbită are în jurul Soarelui?”

Are o orbită circulară în jurul Soarelui

cum ar trebui să aibă orice planetă?

Sau este doar un membru tipic
al acestei centuri de corpuri înghețate

care a fost ușor aruncat în afară

pentru ca, mai apoi, să revină?

Aceasta este exact întrebarea
la care astronomii încercau

să răspundă despre Uranus
acum 200 de ani.

Au reușit prin utilizarea unor observații
omise și înregistrate cu 91 de ani

înainte de descoperirea planetei

pentru a-i determina întreaga orbită.

Noi nu am putut privi
atât de mult în trecut,

dar am descoperit observații
de acum 13 ani

care ne-au ajutat să-i vedem
mișcarea în jurul Soarelui.

Întrebarea este: se află
pe o orbită circulară

în jurul Soarelui, precum o planetă,
sau eliptică,

precum acele obiecte înghețate?

Iar răspunsul este:

nu.

Are o orbită foarte alungită

care îi face parcursul în jurul Soarelui
lung de 10.000 de ani.

Am numit acest obiect Sedna,

după zeița inuită a mării,

în onoarea locurilor înghețate
unde orbitează.

Știm acum că Sedna
e aproape cât o treime din Pluto

și este un membru relativ tipic
al grupului de obiecte

de dincolo de Neptun.

Relativ tipic, cu excepția
acestei orbite bizare.

Ați putea spune despre orbită:

„Da, este bizar,
10.000 de ani în jurul Soarelui”,

dar nu asta este cu adevărat bizar.

Partea bizară
e că în acești 10.000 de ani

Sedna nu ajunge niciodată aproape
de nimic altceva din sistemul solar.

Chiar și în punctul
cel mai apropiat de Soare,

Sedna este mai departe de Neptun

decât este Neptun de Pământ.

Dacă Sedna ar fi avut o orbită

care să atingă orbita lui Neptun
în parcursul în jurul Soarelui,

asta ar fi fost foarte ușor de explicat.

Atunci ar fi fost doar un obiect
pe o orbită circulară,

în regiunea corpurilor înghețate

ce a ajuns o dată
puțin prea aproape de Neptun,

iar apoi a fost propulsat
și acum se întoarce.

Dar Sedna nu ajunge niciodată
aproape de nimic cunoscut

din sistemul solar care să o propulseze.

Neptun nu poate fi cauza,

dar ceva trebuie să fie.

Aceasta a fost prima dată, din anul 1845,

când am observat
efectele gravitaționale ale unui obiect

din extremitatea sistemului solar
despre care nu știam nimic.

Știam totuși care e răspunsul.

Sigur, ar fi putut fi vreo planetă
îndepărtată, gigant,

din extremitatea sistemului solar,
dar ideea devenise

atât de ridicolă
și fusese temeinic discreditată,

încât nu am luat-o în serios.

Dar acum 4,5 miliarde de ani,

atunci când Soarele s-a format
într-un cocon de sute de alte stele,

oricare dintre acele stele ar fi putut

să ajungă suficient de aproape de Senda

încât să îi dea orbitei ei
forma pe care o are azi.

Când acel roi de stele
s-a disipat în galaxie,

orbita Sendei ar fi rămas
ca o înregistrare

a acestui episod
din istoria timpurie a Soarelui.

Am fost atât de încântat de idee,

de ideea că am putea privi
o fosilă a nașterii Soarelui,

încât am petrecut următorul deceniu

căutând alte obiecte cu orbite similare.

În acei 10 ani nu am găsit nimic.

(Râsete)

Dar colegii mei, Chad Trujillo și Scott
Sheppard s-au descurcat mai bine

și au găsit mai multe obiecte
cu orbite precum Sedna,

ceea ce este deosebit de interesant.

Dar ce este și mai interesant

este că au descoperit
că toate aceste obiecte

nu numai că se află pe orbite
distante și alungite,

ci și împărtășesc o valoare comună
a acestui parametru orbital

pe care, în astrofizică
îl numim argumentul periastrului.

Când au observat această caracteristică
comună s-au entuziasmat și au spus

că trebuie să fie cauzată
de o planetă gigant îndepărtată,

ceea ce e foarte interesant,
dar nu are deloc sens.

Vreau să încerc să vă explic
printr-o analogie.

Imaginați-vă că o persoană
se plimbă printr-o piață publică

și se uită la 45 de grade spre dreapta.

Pot fi multe cauze.

E foarte ușor de explicat,
nimic deosebit.

Imaginați-vă acum cum mai mulți oameni

care merg în direcții diferite prin piață,

privesc la 45 de grade
față de direcția de mers.

Cu toții merg în direcții diferite,

cu toții se uită în direcții diferite,

dar cu toții se uită la 45 de grade
față de direcția de mișcare.

Ce ar putea cauza așa ceva?

Habar nu am.

Este foarte dificil
să mă gândesc la vreun motiv.

(Râsete)

Iar asta e în esență
ceea ce obiectele adunate

în argumentul periastrului ne arată.

Oamenii de știință au fost mirați

ți au presupus că trebuie să fie
ceva întâmplător, o eroare.

Le-au spus astronomilor:

„Faceți măsurători mai bune.”

Am analizat eu însumi foarte atent
acele măsurători,

iar astronomii aveau dreptate.

Acele obiecte împărtășeau într-adevăr

o valoare comună
a argumentului periastrului,

deși nu ar trebui.

Ceva trebuia să cauzeze asta.

Piesa finală a puzzle-ului
a apărut în anul 2016,

când împreună cu un coleg,
Konstantin Batygin,

el lucrează într-un birou
apropiat, am realizat

că motivul pentru care toată lumea
era mirată

era că argumentul periastrului
era doar o parte a poveștii.

Dacă vă uitați corect la aceste obiecte

acestea sunt de fapt aliniate în spațiu
în aceeași direcție

și sunt înclinate în spațiu
în aceeași direcție.

E ca și cum toți acei oameni din piață
ar merge în aceeași direcție

și ar privi la 45 de grade spre dreapta.

Asta e ușor de explicat.

Se uită cu toții la ceva.

Obiectele din extremitatea sistemului
solar reacționează la ceva.

Dar la ce?

Konstantin și cu mine
am petrecut un an încercând

să găsim o explicație
care să nu includă o planetă gigantică,

îndepărtată din sistemul solar.

Nu am vrut să fim și noi
în situația celorlalți care au propus

existența planetei,
doar pentru a fi contraziși din nou.

Dar după un an, nu am avut de ales.

Nu găsisem nicio altă explicație în afara
existenței planetei gigant îndepărtate,

aflate pe o orbită alungită și înclinată

față de restul sistemului solar,

care influențează aceste obiecte
din extremitatea sistemului solar.

Ghiciți și altceva
despre o planetă ca aceasta.

Vă amintiți de orbita bizară a Sednei

și cum aceasta era ușor înclinată
față de Soare?

O planetă ca aceasta
ar avea mereu o astfel de orbită.

Știam că descoperiserăm ceva.
Așa că ajungem în prezent.

Suntem practic în Paris, în 1845.

(Râsete)

Observăm efectele gravitaționale
ale unei planete gigant îndepărtate,

și încercam să facem calcule
care să ne arate

încotro să îndreptăm telescoapele
pentru a găsi această planetă.

Am creat o multitudine
de simulări pe calculator,

am petrecut luni făcând calcule analitice

și iată ce vă pot spune până acum:

în primul rând, această planetă
pe care o numim

Planeta Nouă,
pentru că este, în fapt, a noua,

are de sașe ori masa Pământului.

Nu este o simplă entitate
mai mică decât Pluto,

haideți să vedem dacă e planetă sau nu.

E a cincea cea mai mare planetă
din întregul sistem solar.

Pentru a avea un context, permiteți-mi
să vă arăt dimensiunile planetelor.

În spate, puteți vedea
giganticele Jupiter și Saturn.

Lângă ele, puțin mai mici,
Uranus și Neptun.

Sus, în colț, planetele terestre,
Mercur, Venus, Pământ și Marte.

Puteți vedea chiar și centura
de corpuri înghețate,

de dincolo de Neptun,
din care face parte și Pluto

Vă doresc succes în a o identifica.

Iar aici este Planeta Nouă.

Planeta Nouă este mare.

Este atat de mare încât vă întrebați

de ce nu am găsit-o încă.

Ei bine, Planeta Nouă e mare,
dar și foarte, foarte îndepărtată.

Este cam de 15 ori mai îndepărtată
decât Neptun.

Iar aceasta o face de aproape 50.000
de ori mai greu de observat.

De asemenea, cerul este un spațiu imens.

Am identificat
cam pe unde credem că ar fi,

undeva într-o porțiune mică de cer,

dar ar dura ani de zile

pentru a putea acoperi
sistematic aria de cer

cu telescoapele de care avem nevoie

pentru a vedea ceva
atât de îndepărtat și vag.

Din fericire, s-ar putea să nu fie nevoie.

Exact precum Bouvard a folosit observații
nerecunoscute ale lui Uranus,

colectate cu 91 de ani
înainte de descoperirea planetei,

pun pariu că există imagini neexplorate

care arată poziția planetei Nouă.

Va fi vorba de o operațiune
computațională imensă

pentru a parcurge vechile date

și a descoperi o planetă mică în mișcare.

Dar suntem pe drumul cel bun.

Iar eu cred că suntem aproape.

Așa că vă spun: fiți pregătiți!

Nu îl vom putea egala niciodată
pe Le Verrier;

nu vom putea face o predicție
și găsi planeta într-o noapte,

atât de aproape de locul prezis.

Totuși pun pariu că în următorii ani

un astronom, undeva,
va găsi un punct vag de lumină

care se mișcă încet pe cer

și va anunța triumfător
descoperirea unei noi,

și posibil nu ultime, planete reale

din sistemul nostru solar.

Vă mulțumesc!

(Aplauze)