Астрономы объявили о возможном существовании девятой планеты Солнечной системы!

[Dayan]

Юпитер стремится к Солнцу занять типовое место "горячего юпитера", как в большинстве экзопланетных систем.

Это не так. Горячие юпитеры (т.е. планеты, которые имеют размер больше Урана и периоды короче 10-12 суток) по данным Кеплера встречаются только примерно у 0.5% всех FGK-звёзд (http://arxiv.org/abs/1511.00643, http://arxiv.org/abs/1510.03902). Для сравнения: планеты с размерами от 1 до 4 размеров Земли и периодами короче 12 суток встречаются у почти 8% таких звёзд, т.е. почти в 17 раз чаще.

Наоборот, с увеличением периодов частота встречаемости всех типов планет растёт, включая гиганты. Например аналоги Юпитера, т.е. планеты с периодами от
5 до 15 лет (большой полуосью орбит от 3 до 6 а.е.), эксцентриситетом орбит < 0.3, и массой от 0.3 до 3 масс Юпитера, встречаются у 3.3% звёзд типа Солнца (http://www.allplanets.ru/novosti.htm#660, http://arxiv.org/abs/1512.00417).

Так что распространённость горячих юпитеров – миф начала 2000-х годов, когда из-за селективности наземных методов обнаружения экзопланет, их стали открывать пачками первыми.

Нельзя сказать, что солнечная система в этом плане абсолютно уникальна, но очень редкая, не типовая. Есть ещё несколько в этом плане похожих на неё экзопланетных систем, где нет "горячего юпитера" и есть маломассивные планеты ближайшей группы, в чём-то аналогичные земной группе. Но планет типа Земли в экосферах там нет.

Планет типа Земли в зоне обитаемости в системах с открытыми аналогами Юпитера не обнаружено из-за того, что RV-метод просто не чувствителен к ним (Земля вызывает у Солнца колебания с полуамплитудой 9 см/с, что далеко под порогом чувствительности лучших современных спектрографов), а не из-за того, что их там нет физически. Транзитным методом эти системы практически вообще не исследовались, а чтобы попытаться их найти таким образом, нужно направлять космический телескоп не хуже Кеплера на каждую такую систему, и наблюдать не меньше трёх лет, но это невозможно пока.

[Денис Денисенко]

А смещение от Юпитера хотя бы "видно" пульсарами (это уже вопрос к Денису Денисенко)? Ведь из-за него и немного Сатурна Солнце как раз иногда и так "вылезает" из барицентра полностью,  и тут за десятки лет многое можно было бы "намерять".

Видно, да еще как! Если для переменных звезд с периодами порядка часа достаточно делать поправку на Солнце (JD2HJD, т.е. переводить Юлианскую Дату в Heliocentric Julian Date), то для радиопульсаров просто необходимо учитывать влияние всех планет-гигантов и делать строгий пересчет на BJD (Barycentric Julian Date). Кроме того, там нужно использовать точнейшие топоцентрические координаты обсерватории (хорошо еще, если это радиотелескоп на Земле, а не спутник на орбите). Возможно, Владимир Самодуров или Кирилл Соколовский могут об этом рассказать "из первых рук".

Более того - именно по таймингу пульсаров были получены оценки массы системы Юпитера со спутниками более точные, чем по данным КА Пионер и Вояджер (но менее точные, чем по данным Галилео)! Вот статья 2010 года, в которой этот результат был опубликован: Measuring the Mass of Solar System Planets using Pulsar Timing (292 кБ pdf). Заявленная точность измерения времён прихода импульсов пульсаров - "много лучше" 1 микросекунды. Для одного из четырех пульсаров интервал наблюдений охватывает 22 года, для остальных - 13, 10 и 5 лет.

То есть эффекты примерно одного порядка, но для планеты на расстоянии ~1000 а.е. (в сотни раз дальше Юпитера, и в десятки раз меньше по массе) они ооочень доолллгие...

Я оценил среднюю величину эффекта гипотетической Планеты IX на барицентр Солнечной системы, используя наиболее вероятные параметры орбиты по Брауну-Батыгину (a=600 а.е., q=200, Q=1000, m=10 масс Земли). За полный оборот (около 15000 лет) ее вклад в барицентр опишет окружность длиной около 17.5 млн км (два пи на 4 радиуса Солнца, что примерно равно 25*700 тыс км). За 100 лет (1/150-я оборота вокруг Солнца) линейное смещение составит около 120 тыс км (~10 диаметров Земли, или 400 миллисекунд в пересчете на время прихода фотонов). За это же время планета повернется по орбите на 2.4 градуса. "Кривизна стрелки" (или "ускорение") составит sin(1.2 градуса), или примерно 0.02 от длины вектора. Получаем средний по орбите систематический эффект на время прихода импульсов 0.02*400 ms = 8 миллисекунд. В афелии рычаг в 5 раз больше, чем в перигелии, но угловая скорость движения в 25 раз меньше (поскольку линейная скорость в перигелии и афелии связаны 2-м законом Кеплера V_q*q=V_Q*Q). Так что если планета вблизи афелия, максимальный уход импульсов пульсаров составит +/-3-4 мсек за столетие, а если вблизи перигелия, то около +/-17-18 мсек за столетие. Величина эффекта растет квадратично со временем (то есть за 10 лет "поворот стрелки" будет в 100 раз меньше, чем за 100 лет).

[Olweg]

Наиболее крупная протопланета (в нашем случае это Юпитер) образуется на внешнем краю протопланетного диска.

Ну не так это... Уже ведь обсуждали где-то в Горизонтах. "Край" протопланетного диска - это где? 100, 300, 1000 а.е.? Естественно, никакая планета, тем более гигантская, там не успеет образоваться. По крайней мере через аккрецию. А возможность гравитационного коллапаса части диска ещё нужно доказать. В любом случае, к Солнечной системе это неприменимо.

Нельзя сказать, что солнечная система в этом плане абсолютно уникальна, но очень редкая, не типовая. Есть ещё несколько в этом плане похожих на неё экзопланетных систем, где нет "горячего юпитера" и есть маломассивные планеты ближайшей группы, в чём-то аналогичные земной группе. Но планет типа Земли в экосферах там нет.

Аналоги Юпитеров попадаются время от времени. Несколько процентов от общего числа (хотя возможно и больше) - не сказать, чтобы большая редкость. Но это действительно только один из возможных типов планетных систем. Маломассивные планеты, по данным "Кеплера", повсеместны; сколько из них "типа Земли", пока сказать затруднительно из-за поломки аппарата. Но вероятно тоже на уровне нескольких процентов.

[vsf]

Если допустить, что избегание апоцентров ТНО Стрельца/Скорпиона - эффект наблюдательной селекции, то должно быть два минимума. Второй, поменьше, в Близнецах (и два сильно размазанных одинаковых максимума - примерно на пересечении экватора с эклиптикой).
Во вторых, Млечный путь занимает не такую большую полосу. Если бы избегание апоцентров Стрельца/Скорпиона было эффектом наблюдательной селекции, то должны были бы наблюдаться ТНО с перицентрами по направлению соседних созвездий (Дева, Весы, Козерог, Водолей), а именно этого, насколько я понимаю, нет.

Проблема, что пока количество обнаруженных объектов крайне мало. Можно оценить на пальцах: зеленый сектор галактики на вложенной картинке - это где ни нашли ни одного ТНО с а>150 а.е. и q>30 а.е., красный сектор галактики - это где нашли сразу 17 таких ТНО. В принципе на глазок может быть 17-кратная разница в количестве звезд в этих секторах галактики. Потом ТНО ищет автоматика, поэтому количество фоновых звезд прямо влияет на возможности обнаружения тусклых ТНО.

Хотя конечно я рассматриваюсь эту версию маловероятнее, чем влияние приливных сил центра галактики. Во-первых, уже была статья (http://arxiv.org/pdf/1406.0715v2.pdf) в которой эту версию опровергли.

Во-вторых, про этот избыток пишут очень опытные поисковики (Шепард и Браун), которые должны знать всё о том, где и кто, когда и как искал ТНО, и поэтому как-то не вериться что они могли радикально ошибиться.

Поэтому среди альтернативных версий кажется наиболее вероятной всё же версия приливных сил от балджа галактики. Но тут конечно надо считать насколько эта сила должна быть значительна.

[Dayan]

Аналоги Юпитеров попадаются время от времени. Несколько процентов от общего числа (хотя возможно и больше) - не сказать, чтобы большая редкость.

Я чуть выше уже сказал про это, даже привёл последнюю статистику.

[Андрей Курилов]

Тут еще такой вопрос (при том, что аргументы "в пользу" - о кластеризации перигелиев и о наличии перпендикулярной популяции - убедительны)

К сожалению, ни один из этих аргументов не говорит в пользу конкретно этой гипотезы. Мало того, 2-й аргумент вообще является подлогом:

Кстати. Почитал также на предмет загадочных "перпендикулярных ТНО". В статье Брауна явно говорится, что это объекты наподобие известного "Drac". Ну конечно же - это как раз то, о чём я и говорил:
Цитировать

    This odd orbit suggests that 2008 KV42 may have been pulled into our solar system from the Oort Cloud. Comets can originate in the Oort Cloud and this discovery may finally show how they transition from the Oort Cloud to become objects like Halley's Comet.

Т.е. для объяснения таких объектов не требуетсян никаких дополнительных гипотез сверх уже имеющихся, объясняющих появление долгопериодических комет.

[Olweg]

Аналоги Юпитеров попадаются время от времени. Несколько процентов от общего числа (хотя возможно и больше) - не сказать, чтобы большая редкость.

Я чуть выше уже сказал про это, даже привёл последнюю статистику.

Ничего страшного - лишнее подтверждение не помешает )

[T^Im]

Мало того, 2-й аргумент вообще является подлогом:
Цитата: Андрей Курилов от Сегодня в 00:12:25
......
        This odd orbit suggests that 2008 KV42 may have been pulled into our solar system from the Oort Cloud.

Подлогом!? Вы понимаете, что в приведенной цитате содержится довольно осторожное утверждение о происхождении: may have been pulled?

Т.е. для объяснения таких объектов не требуетсян никаких дополнительных гипотез сверх уже имеющихся, объясняющих появление долгопериодических комет.

Вас не затруднит привести результаты моделирования параметров орбит этих объектов, хочется узнать: лучше или хуже получилось, чем у авторов?

Как получилось у авторов в статье (и их комментарий), уже приводил ранее:

The agreement between the theoretical calculation and data is more than satisfactory, and is fully consistent with the recent analysis of Gomes et al. (2015), who also analyzed this population and concluded that it can be best explained by the existence of a distant planet in the extended scattered disk. Astonishingly, our proposed explanation for orbital clustering signals an unexpected consistency with a superficially distinct inferred population of objects that occupy grossly misaligned orbits.

вкратце: согласие "более чем удовлетворительное", в работе 2015-го года (идет ссылка на статью под названием "The observation of large semi-major axis Centaurs: Testing for the signature of a planetary-mass solar companion" с полным текстом можно ознакомиться тут ... уже предполагалось, что существование этой популяции объектов лучше всего объясняется именно "лишней" планетой.

Статью Gomes et al. (2015) "The observation of large semi-major axis Centaurs: Testing for the signature of a planetary-mass solar companion" читали? (специально привожу ссылку на полный текст на sci-hub). Там тоже подлог?

Ага, они там все мошенники сговорились, но мы их щас всех выведем на чистую воду!

[Крупин]

     "Подлог" состоит в том, что вся приводимая популяция "перпендикулярных" астероидов пересекает по крайней мере орбиту Нептуна, а многие - также орбиты других планет. А в таком случае никак нельзя утверждать, что их развернула некая неведомая планета. Батыгин же в угоду своей доктрине именно это и делает.

     Ещё один подлог - утверждение о крайне низкой вероятности несостоятельности его гипотезы. Наличие асимметричного распределения транснептунов по аргументам перигелия он рассматривает как доказательство правильности его гипотезы - а это совершенно не одно и то же.

     Совершенно неудовлетворительно у Батыгина объяснение происхождения "Брабатыги". В общем статейка так себе - а ажиотаж вокруг неё - рекламная шумиха, которая рассосётся через пару недель.

[Андрей Курилов]

     "Подлог" состоит в том, что вся приводимая популяция "перпендикулярных" астероидов пересекает по крайней мере орбиту Нептуна, а многие - также орбиты других планет. А в таком случае никак нельзя утверждать, что их развернула некая неведомая планета. Батыгин же в угоду своей доктрине именно это и делает.

Именно. Я бы понял ещё, если бы было заявлено о перпендикулярной популяции седноидов. Хотя даже они могли бы быть объяснены другой гипотезой - обменом объектами в звёздном скоплении.

В общем, никаких новых фактов, требующих их объяснения неведомой планетой не предоставлено.

[boch]

вся приводимая популяция "перпендикулярных" астероидов пересекает по крайней мере орбиту Нептуна, а многие - также орбиты других планет.

На самом деле 4 из 5 "перпендикулярных" в настоящее время не подходят ближе к Сатурну чем на 100 миллионов километров (одна приближается ближе трех остальных), а 5-ая не подходит ближе к Юпитеру чем на 100 миллионов километров. Трудно судить об их эволюции, но когда минимальное расстояние не менее 2/3 А.Е. это расстояние можно считать стабильным в плане эволюции орбит, то есть полностью отбрасывать влияние объекта на периферии нельзя. Объяснение орбит этих объектов и ранее, да и теперь  было затруднительным.

[T^Im]

Меня несколько коробит, как тут некоторые участники на голубом глазу непринужденно и без доказательств обвиняют ученых в подлоге.

     "Подлог" состоит в том, что вся приводимая популяция "перпендикулярных" астероидов пересекает по крайней мере орбиту Нептуна, а многие - также орбиты других планет. А в таком случае никак нельзя утверждать, что их развернула некая неведомая планета.

Обращаю внимание, что не просто "развернула", а развернула на орбиты с параметрами (см. картинку выше), получающимся моделированием X исходя только из факта "разворота" Седноидов.
Контраргументом будет моделирование, в котором такие же параметры орбит высоконаклонных ТНО будут получены от одного лишь Нептуна, или от прохождения звезды (которая при этом также должна "правильно" развернуть Седноиды!).
Еще не обходите вниманием статью Gomes et al. (2015) "The observation of large semi-major axis Centaurs: Testing for the signature of a planetary-mass solar companion" (ссылка выше). Там на большей популяции моделированием (естественно, с учетом Нептуна!) тоже получены намеки на планету X.

Ещё один подлог - утверждение о крайне низкой вероятности несостоятельности его гипотезы. Наличие асимметричного распределения транснептунов по аргументам перигелия он рассматривает как доказательство правильности его гипотезы - а это совершенно не одно и то же.

Неправда. Только как один из аргументов в пользу.
Браун прямо говорит в релизе, что после моделирования аргументов перигелия он еще сомневался, но его окончательно убедило моделирование популяции "перпендикулярных" объектов с высоким наклоном.

В общем, никаких новых фактов, требующих их объяснения неведомой планетой не предоставлено.

А разве где то это утверждалось? Все на основе известных фактов. А в старые факты теория пока неплохо вписывается.

Я бы понял ещё, если бы было заявлено о перпендикулярной популяции седноидов. Хотя даже они могли бы быть объяснены другой гипотезой - обменом объектами в звёздном скоплении.

Получается, что практически любые аномалии в распределении орбит можно объяснить "обменом объектами в звёздном скоплении"?
Чем же тогда планета X плоха? Лишь тем, что "Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда" (c) ?

[boch]

но его окончательно убедило моделирование популяции "перпендикулярных" объектов с высоким наклоном.

Убедило именно тем, что вероятнее их приход из Оорта, что внутренним планетам было затруднительно (поймать, да еще и повернуть под модель 9-ой планеты). При том, что все известные 5 относятся к аналогам, а других то и нет просто.
Грубо говоря, это как иметь на теле взрывное устройство и утверждать, что на тебя его повесили другие, а ты ни сном ни духом.

[LeMay]

Чем же тогда планета X плоха? Лишь тем, что "Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда" (c) ?

  Да, появившаяся в теме истерика отрицания явно имеет какие-то иррациональные мотивы.
  Отдельно также напомню, что Батыгин и Браун не объявляли ни о каком открытии. Кроме того, подлог - это внесение в документы заведомо ложных сведений или исправлений, искажающих их действительное содержание.

Комментарий модератора

В дальнейшем любые обвинения кого-либо в подлоге без прямых доказательств будут считаться флудом и оценены процентами.

[Андрей Курилов]

Получается, что практически любые аномалии в распределении орбит можно объяснить "обменом объектами в звёздном скоплении"?

Нет никаких аномалий в распределении орбит кентавров. Это обычные кометные орбиты. Долгопериодические кометы имеют какое угодно наклонение и их известные перигелии простираются вплоть до 10 и даже 20 АЕ от Солнца. Поэтому нет никакого орбитального отличия этих ваших перпендикулярных объектов от долгопериодических комет. И нет никакого их избытка. Если не согласны - продемонстрируйте статистические аномалии. Пока что никто не смог.

[Андрей Курилов]

Распределение аргументов перицентров - отдельный вопрос, есть ряд работ, в которых говорится, что такое распределение не могло сохраниться 4 млрд лет. Это очень и очень косвенно говорит в пользу планеты, но для начала надо определить степень влияния селективности наблюдений.

[Крупин]

     В сущности весь этот базар об очередном "открытии" пресловутой планеты Икс вскорости бесследно заглохнет, как и рекламная шумиха вокруг предыдущего эпохального достижения Батыгина-Лафлина. Но хотя планеты не откроют, гипотеза останется непотопляемой. Афелий передвинется подальше с оборотом этак в сто тысяч лет. Если и там планеты не обнаружится, то она окажется вырванной из Солнечной системы совсем недавно пролетевшей звездой.

[vsf]

но для начала надо определить степень влияния селективности наблюдений.

Это сложно, так как есть куча обзоров с разной глубиной проницания и разной площадью покрытия неба.

Но можно оттолкнуться от того факта, что к настоящему времени ТНО поискали почти на всём небе до 21 звездной величины (кроме плотных звездных полей Млечного Пути). Поэтому стоит посмотреть ТНО ярче 21 величины у которых q>30 а.е. и а>150 а.е.

Таких ТНО всего два. Расположены они достаточно далеко друг от друга:
02 50 51.72   +04 07 48.0
00 49 30.0   +00 29 54.4


Как думаете на сколько градусов отличается у них аргумент перицентра?

[Крупин]

  Да, появившаяся в теме истерика отрицания явно имеет какие-то иррациональные мотивы.

Вероятно, это ваше восприятие иррационально, ибо аргументы против были приведены и указаны явно слабые места в работе Брауна и Батыгина. Кроме того, ежемесячное "открытие" новой воображаемой планеты Солнечной Системы уже многим надоело и вызывает здоровый скепсис. Теперь требуется нечто больше, чем созерцание косвенных признаков существования в хрустальном шаре.

     Моё мнение: эффект асимметрии перигелиев вполне реален и сохранился миллиарды лет. Имею для него объяснение, которое покамест придержу при себе. Мой альтернативный прогноз: планеты найдено не будет. Будет найдено необычное семейство Седноидов, характеризующееся примерно такой же удаленностью перигелия, как у Седны и её собрата 2012 VP113. Возможно, к таким объектам относится V774104, орбиту которого предположительно определят через год.

[Андрей Курилов]

О, в защиту гипотезы 9-й планеты уже подключён модераторский ресурс к сожалению, планета от этого реальнее не становится, а аргументы сторонников остаются слабоваты ("я художник, я так вижу" - лень искать точную цитату в этой теме, но выглядело забавно.

На самом деле 4 из 5 "перпендикулярных" в настоящее время не подходят ближе к Сатурну чем на 100 миллионов километров (одна приближается ближе трех остальных), а 5-ая не подходит ближе к Юпитеру чем на 100 миллионов километров. Трудно судить об их эволюции, но когда минимальное расстояние не менее 2/3 А.Е. это расстояние можно считать стабильным в плане эволюции орбит, то есть полностью отбрасывать влияние объекта на периферии нельзя. Объяснение орбит этих объектов и ранее, да и теперь  было затруднительным.

Это будет аргументом, когда вы продемонстрируете, что орбиты с наклонением около 90 градусов и перигелием в районе 5-30 АЕ устойчивы в течение миллиардов лет в 100% случаев. Вперёд. А пока что такой вопрос: почему же раньше для объяснения сильно наклонённых комет с перигелием 5-20 АЕ не требовалось дополнительного объяснения?