Астрономы объявили о возможном существовании девятой планеты Солнечной системы!

[vsf]

Да, интересная там дискуссия приведена. Если бы заранее было бы известно, то можно было бы про ограничения от "Новых Горизонтов" спросить.

Уверенность авторов радует:

How confidant are you that Planet Nine is real? If you had to put a percentage on it?

KB: 100000000000000000%

How do you think it can be on this planet liquid water and oxygen in atmosphere?

KB: possibly in regions of higher atm. pressures.

When do you predict the planet will be found, if it exists? I've heard that using the Japanese telescope it would take 5 years to scan the whole area but since many telescopes will likely be searching at once, is it possible we could find Planet Nine in 2016?

MB: Not impossible.

I ask this to every astronomer. If you had $2B to build a telescope what would you build? Ground based, space based, what sensors and wavelengths, what field of view, what should it be used for, etc.
постоянная ссылка

MB: I just thought about this after I bought my Powerball ticket. First $0.5B, a dedicated Subaru telescope for finding these things. Next $1M, a dedicated high resolution imaging telescope in space. Last $0.5B, money to pay people to help analyze all of the data!

Could Planet 9 be found before LSST comes online? Will LSST's work be the definitive answer for how many other objects could be in the solar system?

MB: Maybe! We are certainly looking hard and hope to not have to wait until 2023. But, if we don't find it before LSST, then LSST will find some many other objects being affected by Planet Nine that I think it will essentially tell us exactly where to search.

From what I've read, the confidence that you have in Planet Nine is 3 sigma. How would you or other astronomists be able to raise this confidence interval further (ex. 5 sigma)? Is this even possible? If not, what technologies or other research would need to be undertaken to capture these other data points?

MB: It is critical to find more objects like the 11 that make up the pattern in the sky that we see. Every new object that fits the pattern continues to increase our confidence. Alternatively, if we find new distant Kuiper belt objects which don't fit the pattern that we see, then WE ARE WRONG. Which, we think, makes this a nice, easily falsifiable theory.

Would you consider making the hunt a citizen science project a la Planet Hunters?

MB: We've been pondering. We don't have good ideas yet. But we're pondering.

Do we know the exact orbit of P9 around the sun, or at least enough to know just where exactly to point our telescopes to in hopes of it passing by one day? Edit: If it isn't too dim to be spotted, exactly what is the difficulty we have today except for lack of coordinates?

KB: We know it well enough to limit our observations to a 180 deg x 20 deg patch of sky. As we move forward, we will continue to refine our prediction with more theoretical calculations.

[vsf]

KB: We know it well enough to limit our observations to a 180 deg x 20 deg patch of sky. As we move forward, we will continue to refine our prediction with more theoretical calculations.

Полоса 180 на 20 градусов - это примерно 2400 полей Субару.

[LeMay]

MB: It is critical to find more objects like the 11 that make up the pattern in the sky that we see. Every new object that fits the pattern continues to increase our confidence. Alternatively, if we find new distant Kuiper belt objects which don't fit the pattern that we see, then WE ARE WRONG. Which, we think, makes this a nice, easily falsifiable theory.

  Вот это важно: авторы для своей модели использовали 11 объектов и нужно найти больше. Если они обнаружат новые далёкие объекты пояса Койпера, которые не вписываются в их модель, то гипотеза о "9-й планете" будет опровергнута.
 
 

[Pel72]

MB: It is critical to find more objects like the 11 that make up the pattern in the sky that we see. Every new object that fits the pattern continues to increase our confidence. Alternatively, if we find new distant Kuiper belt objects which don't fit the pattern that we see, then WE ARE WRONG. Which, we think, makes this a nice, easily falsifiable theory.


Ну что же замечательно, что у ребят всё таки есть чувство реальности. Своё мнение я отразил. Ну а то, что данное исследование принесёт множество весьма интересных данных-это неоспоримо. Да - в исследуемый район  летит АМС "Пионер -10". Сигнал правда от него уже по моему крайне слабый.

Всем хорошего дня!

[T^Im]

Вот интересно, можно ли использовать наблюдения "улетающих" достаточно крупных долгопериодических комет чтобы, как это планируется с Новыми Горизонтами, "почувствовать" гравитацию планеты X?

Та же комета Хэйла-Боппа при размере около 35-60 км вполне может наблюдаться далеко за Плутоном (вспомнить хотя бы размер Стикса 7x5 км, а также открытия новых целей для НГ размерами в пару десятков км на Хаббле за орбитой Плутона). Можно ли для этого отыскать на задворках солнечной системы Великие Кометы прошлых веков?

[boch]

Полоса 180 на 20 градусов - это примерно 2400 полей Субару.

Умножаем это на 2 чтобы только заметить движение, а если одна из двух ночей попадет на звезду (что очень вероятно), то на 3 и получаем много требуемого времени для обнаружения объекта. По (2)3 полученным отметкам мы только поймем, что есть некий объект, и все. Не зная вектора скорости мы даже не поймем:
-далеко ли объект
-движется ли от нас
-движется ли к нам
-планета или транснептун
Отсюда следует, что снимать надо минимум парными сериями в сезон, лучше тройными, так как при двойной серии чревато сесть на звезду.
Длинная полоса в 180 градусов предполагает, что ее надо пройти за год.
Между первой и второй промежуток небольшой (о чем это я...) сериями желательно не менее 2-х лет, между 2 и 3 тоже 2 года.

Вот и получаются задекларированные 5 лет работы для выявления объекта с примерным количеством снимков 2400*2*3=14400 (это минимум) Именно три серии наблюдений нужны для того, чтобы отсеять планету от возможных транснептунов.
Причем снимки области МП желательно все прогнать через краудсорсинг.
Если будут работать две группы, то там либо случай и везение (при равных условиях), либо фора в знании более локальной площадки.

Работы там непахано будет.

[serega2007]

     Мимо темы , но понравилось - " сесть на звезду ".

[T^Im]

По (2)3 полученным отметкам мы только поймем, что есть некий объект, и все. Не зная вектора скорости мы даже не поймем:
-далеко ли объект

Да нет, не все так печально. Выше уже говорилось, что смещение между снимками даже для объектов в разы ближе - исключительно за счет параллакса (движения по орбите не увидим). Для этого достаточно, как вы пишите, 2-3 снимков. Величина параллакса жестко определяет расстояние от объекта.
Если будет обнаружен объект, чье смещение (параллакс) соответствует расстоянию ~700-1000 ае - то все, можно объявлять об открытии - т.к. это может быть только планета X (ибо всякую мелочь там даже Субару не обнаружит). Орбита, конечно,станет известна только через год-два, но это уже не так важно.

[boch]

Вот интересно, можно ли использовать

На все вопросы ответ отрицательный. На расстоянии 700 АЕ длина окружности более 4000 АЕ, то есть если даже рассматривать кометы вблизи эклиптики, то нужно 4000 разных комет летящих изотропно, чтобы одна из них оказалась в поле действия планеты (пусть мы сможем заметить искривление траектории при проходе в менее чем 1 АЕ (что не реально).

[boch]

Да нет, не все так печально.

А разве параллакс исключает посадку на звезду? Чтобы не плюхнуться, надо делать три снимка в сезоне (один страховочный на звезду).
Предположим, мы в сезон имеем три снимка при этом если даже один снимок "пропал", то по двум оставшимся мы выделим планету и догадаемся, что ничем иным это не может быть. Но для проверки минимум еще должен быть сезон для подтверждения через несколько лет, так как если мы сели на звезду на одном из снимков, то считай объект под вопросом, так как две отметки - это две отметки от 2-х переменных звезд.

То есть как ни крути нужны 3 сезона с интервалом по два года между ними чтобы только сказать "тут есть объект на 1000 АЕ удаления". И все. Для циркуляра этого достаточно? Для циркуляра да, объявит о находке. Но ему даже временное обозначение присвоить нельзя, так как орбита на 5 годах не определяется для объекта на 1000 АЕ.

Вопрос о трех сезонах принципиальный. Если в первый сезон мы потеряли один снимок из трех (сели на звезду), то по двум оставшимся снимкам мы не знаем - это планета или две переменные звезды. Если это две переменные звезды, а мы считаем это планетой, то в следующем сезоне, если это переменные звезды, мы не находим отметок... если это была планета, то мы имеем два сезона с отметками планеты (тут с некоторой долей неуверенности можем предполагать, что и тут и там имеем планету, но а вдруг на снимках одного из двух сезонов снова переменные звезды, а на другом сезоне не планета а транснептун ?!) И только третий сезон даст однозначный ответ... так как маловероятно сразу на трех снимках разных сезонов иметь все время переменные звезды. Так что как ни крути, но в самом минимальном раскладе нужно около 15 тысяч снимков - которые трудно разгрести одному или двум исследователям за 5 лет. Я бы проголосовал за краудсорсинг. Тот факт, что авторы не исключают твердой а не газовой планеты, заставляет делать снимки на пределе проницания, то есть с большими выдержками (по большому счету обзор на 22 величине это повторение прошлых обзоров) но если удастся сделать к примеру обзор на поле 20*180 град с проницанием не хуже "Горизонтов", то это будет обзор который никакими другими целями оправдать нельзя, только поиском планеты. То есть для возможности такого обзора и нет вариантов кроме подвернувшегося. Зато там богато будет всего на десятки лет разгребать.

[T^Im]

то нужно 4000 разных комет летящих изотропно

Но ведь не нужно 400 зондов типа НГ, чтобы по их точным положениям получить ограничения на существование планеты X? (несмотря даже на то, что НГ летят в противоположном направлении) Равно как достаточно было одного Урана, чтобы вычислить Нептун.

Другой вопрос, что может не хватить точности и потребуются тоже десятилетия наблюдений...

[boch]

Если будет обнаружен объект, чье смещение (параллакс) соответствует расстоянию ~700-1000 ае - то все, можно объявлять об открытии

Нельзя. Так как более близкий транснептун "проецирующийся тоже" "на концы отрезка параллакса" ничем не отличается от планеты 
Всегда можно подобрать объект ближе и мельче планеты, который и по яркости и длине отрезка параллакса (с учетом компенсирующей разность расстояний собственной скоростью и направлением движения) ну ниччем не отличается от планеты при 2-х ночах наблюдения.

Но ведь не нужно 400 зондов типа НГ

А что... на комете есть радиопередатчики?

[konstkir]

Интересную по теме экзопланету недавно открыли - много больше и много дальше от родной звезды, чем обсуждаемая


http://ria.ru/science/20160126/1364959164.html

[T^Im]

Нельзя. Так как более близкий транснептун "проецирующийся тоже" "на концы отрезка параллакса" ничем не отличается от планеты 

Нет.  Для объектов за Нептуном это не возможно. (если нарисовать схему, то единственный альтернативный вариант - если мы за параллакс примем собственное движение объекта, но тогда он будет очень сильно ближе Нептуна).
Т.е. парралакс + звездная величина сразу дадут точное расстояние и примерный размер.

А что... на комете есть радиопередатчики?

А разве они были на Уране, когда открывали Нептун?
Понятно, что может не хватить точности, но та же комета Хэйл-Боппа после перигелия уже почти 20 лет наблюдается (кстати, ушла ли она за орбиту Нептуна и в каком созвездии находится?): может поднаберется достаточно статистики?

Но для проверки минимум еще должен быть сезон для подтверждения через несколько лет, так как если мы сели на звезду на одном из снимков, то считай объект под вопросом, так как две отметки - это две отметки от 2-х переменных звезд.

То есть как ни крути нужны 3 сезона с интервалом по два года между ними чтобы только сказать "тут есть объект на 1000 АЕ удаления".

Давайте на пальцах прикинем параллакс для 1000 ае:
tg(0.5*a) = 1/1000
(равносторонний треугольник: основание 2 ае, угол при вершине a, его высота 999=~1000 ае)
Получаем a=0.11 градуса или ~7 угловых минут.
В то время как снимок Субару имеет диаметр 1,5 градуса или 90 угловых митут, т.е. (полу)годовой параллакс составит 90/7 =~ 13 угловую долю снимка.
Теперь бы взглянуть на снимки Субару (например, из тех, где искались цели для НГ), чтобы прикинуть, можно ли 4-мя снимками за полгода исключить с большой вероятностью вариант попадание на звезду в богатых звездами областях МП при таком параллаксе).

То есть, если есть такие наблюдательные ресурсы, и 4 снимка в полгода решают проблему наложения на звезды, то теоретически объект можно найти за год.

PS кстати,

Полоса 180 на 20 градусов - это примерно 2400 полей Субару.

тут некоторая неясность: пишут, что 1,5 градуса, это диаметр поля зрения, т.е. площадь чуть побольше ~1,7 квадратных градуса если там круг (?) и 2,25 квадратных градуса, если квадрат. Ага, там все таки почти круг. Но при непрерывном покрытии тогда эффективная площадь будет меньше, если считать ее как площадь вписанного квадрата, то она составит почти 1 градус - т.е. в 1,5 раза меньше.

[vsf]

тут некоторая неясность: пишут, что 1,5 градуса, это диаметр поля зрения, т.е. площадь чуть побольше ~1,7 квадратных градуса если там круг (?) и 2,25 квадратных градуса, если квадрат.

Круг.
http://ajw.asahi.com/article/behind_news/social_affairs/AJ201308010051

Поэтому действительно правильнее не 1.5, а 1.7 квадратных градусов. Но разница по идеи не большая, так как круговое поле усложняет обзор больших областей небо, т.е. проще говоря необходимо взаимное перекрытие кругов, чтобы покрыть большую прямоугольную область неба.

Камера действительно крутая, по обзорным свойствам она занимает промежуточное положение между DECam и будущим LSST:



Начала работать всего в 2013 году, а уже в конце 2015 года обнаружила самый далекий ТНО на 103 а.е.


http://www.naoj.org/Projects/HSC/surveyplan.html
Тут можно посмотреть её проницание. За 10 минутную экспозицию она достигает в фильтре r (наиболее часто используемый для поиска ТНО) 26.1-26.5 звездной величины на уровне 5 сигм.

Пока из текущего расписания следует, что Брауну дали одну ночь 3 марта. Это значит, что он может получить за ночь более 60 снимков. Точно сказать сложнее, с одной стороны экспозицию можно делать короче (9 планета имеет яркость больше 25 звездных величин), с другой стороны перенацеливание 8-метрового телескопа тоже занимает время.

Возможно в расписание планету будут искать в другие ночи (заявки на других авторах). Но очевидно, что масштабный поиск начнется во второй половине 2016 года, так как Браун опубликовался только на днях (время на больших телескопа распределяется заранее на полгода вперед).

[boch]

Нет.  Для объектов за Нептуном это не возможно

Возможно все что меньше 5 сигма 
Вот представьте, что в направлении на планету проецируется семейство транснептунов по своим суммарным гравитационным характеристикам подменяющее планету. Не для того говорю, чтобы это обсуждать, так как этого в природе и нет, а для примера. (Вот чтобы стало понятно для какого примера говорю,  пример из жизни: сидят две старухи на скамеечке возле автотрассы и одна другой говорит "Маша то умерла 2 часа назад. И как это она сумела. Еще утром бегала здоровая, а теперь померла... Да я бы на ее месте... Да я бы... Да как она..." Короче бьется чуть не в истерике, как это Маша вдруг надумала умереть... Пока она истерила, забыв что Аннушка уже пролила масло... у машины на дороге колесо хопа, и на бабульку и поехало... И вот она еще минуту назад истерила, и вот уже смирная, так как колесо крепко припечатало.) А уж когда речь идет о поиске объектов на вычтенных снимках из области МП, полагаться на слово "невозможно" просто неудобно. Там же неизвестность. Вот и предположим семейство транснептунов в направлении на планету. Они на разных растояниях и движутся с разными скоростями и вектора направлены как в плоскости плана, так и в направлении на наблюдателя - в результате мгновенные скорости у разных объектов от минимума до максимума и в диапазон этот влазит наш "отрезок параллакса" и все чики брики. И как тогда отличить планету от транснептуна? А вы говорите это невозможно...

Так и с остальными доводами - контраргументы же вот они, на виду. Просто неохота все перебирать, разные возможные случаи. Тут по теме уж столько всего было "это невозможно, бред, два придурка сделали выборку..." что уж пора бы пристально приглядываться к авторам модели, а не огульно их дубиной фантазии виртуально наповал глушить.

А по теме поисков ситуация такая. Каждый сезон - это не фиксация N-ого количества снимков в разные ночи, а фиксация состояния - "нет объекта - есть объект - дефект на снимке - переменные звезды - что там еще"... и вот как в этой каше разобраться что из всего этого на снимке имеем. А практика учит, что для правильной интерпретации  одного события (не в счет), двух событий (в этом надо разобраться), трех событий (вроде третье событие подтверждает первые два) - как минимум трех то событий надо и набрать и то по минимуму.

Если хорошо подумать, то , если им дадут на телескопе длинный ряд снимков сделать за сезон, то это отбрасывает многие варианты (дефекты, переменные звезды) - да только кто даст на это время! Хорошо если им раз в пару месяцев дадут ночь... а небо надо отщелкать минимум 2 раза... а два раза это почти ничего - объект провалиться может выше написано было. Так что если три раза снять - так это предел мечтаний. Тем более, что снимков должно быть как можно меньше (времени в образ), и как можно больше (варианты ложные отбрасываются) Вот и будет компромисс, в котором 4 снимкам места не остается. Вот если бы им дали телескоп на 30 ночей, тады ой...

[boch]

А разве они были на Уране, когда открывали Нептун?

По поводу комет. Вот мы видим комету на орбите Нептуна. Ошибка положения применительно к пикселам на матрице. Вы можете учесть вклад удаленного гравитирующего тела "внутри ошибки измерения"? насколько отличается физическое положение тела по трем координатам от измеренного? И вклад в "это смещение" гравитации удаленного объекта? Комета летит годы, а орбита планеты складывается десятками и сотнями лет. И, заметьте, открыть планету в предсказанном квадрате - это несколько иная задача, чем отсечь ошибки измерения кометы и учесть в этом гравитацию удаленного объекта.

Грубейшая прикидка показывает 2000/50=40
То есть месяц на один проход неба, два месяца на два прохода. Получается, за один сезон даже не уложиться снять полосу. Правы были авторы говоря, что менее пяти лет мало - не дадут же им телескоп на четыре месяца, чтобы найти объект в первый же сезон.

[T^Im]

И как тогда отличить планету от транснептуна? А вы говорите это невозможно...

Достаточно всего лишь снимать соответствующую область неба в то время, когда планета будет совершать попятное движение.
Тогда единственный вариант, что вместо параллакса мы видим собственное движение более близкого объекта - если более близкий объект движется вокруг Солнца в обратную сторону. Это уже куда как менее вероятное событие - тоже будет не маленькое открытие.

Я к тому, что при правильной программе, кроме теоретической планеты на снимках могут быть от силы пара объектов, чье видимое смещение окажется меньше, чем у койпероидов.  Ложных срабатываений практически не будет, и ситуация по ним разрешается в течении максимум 10 дней.

Т.е. в этом плане все гораздо оптимистичней. Среди движущихся на снимках объектов далекая планета будет резко выделяться параметрами движения, при этом похожих объектов практически не будет, что резко облегчает ее поиск.

[boch]

Посмотрим на практике что как и когда будет делаться. Судя по массе времени нужного на всю полосу, тут не только статью в журнале надо напечатать для доступа к телескопу... надо еще по два часа вприсядку каждый день плясать по всем новостным каналам. Чтобы на одного человека затребовать такую уймищу ресурсов наблюдательных, тут на все можно пойти, как будто последний день живешь.

[T^Im]

По поводу комет. Вот мы видим комету на орбите Нептуна. Ошибка положения применительно к пикселам на матрице. Вы можете учесть вклад удаленного гравитирующего тела "внутри ошибки измерения"? насколько отличается физическое положение тела по трем координатам от измеренного? И вклад в "это смещение" гравитации удаленного объекта? Комета летит годы, а орбита планеты складывается десятками и сотнями лет. И, заметьте, открыть планету в предсказанном квадрате - это несколько иная задача, чем отсечь ошибки измерения кометы и учесть в этом гравитацию удаленного объекта.

Это в принципе понятно. Но то же самое можно было сказать и про Уран (а точность тогда была еще хуже), и тем не менее Нептун обнаружили.
Вот взять к примеру комету Галлея. Ее орбита хорошо известна (наблюдалась последние 40 лет).
Она сейчас примерно в 34ае от Солнца (что дальше Нептуна) недалеко от созвездия Рака (расположена неподалеку от предполагаемого направления на планету X). Поэтому, по идее, текущее отклонение этой кометы от расчетной орбиты под действием X будет легче зафиксировать, чем отклонения Нептуна.