Сонячна система, здавалося б, вивчена вздовж і впоперек, від випалених рівнин Меркурія до крижаних гігантів на її околицях. Проте останні звістки від астрономів нагадують: найбільш захоплюючі відкриття можуть чекати нас там, де, як ми думали, панує лише космічна порожнеча. Невелика група дослідників на чолі з Сіхао Ченом з Інституту перспективних досліджень (США) оголосила про виявлення екстраординарного об’єкта на найдальших рубежах нашого космічного будинку. Знайомтеся — 2017 OF201, потенційна карликова планета, чиє існування не лише розширює наші уявлення про населення Сонячної системи, а й може вплинути на пошуки гіпотетичної Планети X.
Портрет незнайомця з крижаних околиць
Отже, що ж є цей таємничий 2017 OF201? Почнемо з головного: це транснептуновий об’єкт (ТНО). Простіше кажучи, це небесне тіло, яке обертається навколо Сонця по орбіті, що пролягає далі орбіти Нептуна. Пояс Койпера, де мешкає знаменитий Плутон, кишить подібними об’єктами, але 2017 OF201 — особливий випадок.
По-перше, його передбачувані розміри. За попередніми оцінками діаметр об’єкта становить близько 700 км. Це, звичайно, не дотягує до Плутона з його майже 2400 км, але цілком достатньо, щоб 2017 OF201 міг претендувати на звання карликової планети. А це вже серйозна заявка! Якщо ці дані підтвердяться, він стане другим за величиною відомим об’єктом настільки витягнутої і віддаленої орбіті. Уявіть собі: десь там, у холодній темряві, мчить світ, за розмірами, порівнянний з великими астероїдами, але досить масивний, щоб під дією власної гравітації набути майже сферичної форми.
По-друге, і це, мабуть, найінтригуюче — його орбіта.
Танець на краю прірви: загадка екстремальної орбіти
Орбіта 2017 OF201 — це щось надзвичайне. Щоб зрозуміти масштаби, давайте порівняємо. Афелій об’єкта, тобто найдальша від Сонця точка його шляху, знаходиться на відстані, яка більш ніж у 1600 разів перевищує відстань від Землі до Сонця! Навіть Плутон у своїй афелії видаляється «всього» приблизно в 49 разів далі за Землю. При цьому перигелій 2017 OF201 — найближча до Сонця точка — порівняємо з орбітою Плутона, перебуваючи приблизно в 44,5 раза далі за Землю.
Така витягнута, еліптична траєкторія означає, що один оберт навколо Сонця у цього об’єкту займає колосальні 25 000 років! Тільки вдумайтеся: коли 2017 OF201 востаннє був поблизу свого перигелія, на Землі закінчувався льодовиковий період, а мамонти ще блукали тундром.
Що могло закинути цей об’єкт на таку дивну орбіту? Вчені припускають, що це результат складної гравітаційної гри у минулому. Як пояснює Ерітас Ян, один зі співавторів відкриття, 2017 OF201, ймовірно, випробував близькі зближення з якоюсь із планет-гігантів Сонячної системи. Ці гравітаційні «стусани» могли викинути його на нинішню широку орбіту. Сіхао Чен додає, що міграція могла бути багатоступінчастою: не виключено, що спочатку об’єкт був викинутий в Хмару Оорта — гіпотетичну сферичну область на самих межах Сонячної системи, свого роду «пологовий будинок» для довгоперіодичних комет, — а потім якісь інші обурення повернули його ближче, але вже по цій екстремальній.
Несподіваний гість: виклик теоріям та «порожнечі»?
Відкриття 2017 OF201 має два важливі наслідки для нашого розуміння околиць Сонячної системи.
По-перше, воно ставить під сумнів ідею про те, що область за поясом Койпера – це майже порожня зона. Вчені підрахували, що 2017 OF201 проводить лише близько 1% свого орбітального часу досить близько до нас, щоб його можна було виявити сучасними телескопами. Якщо ми змогли помітити його в цей короткий момент, то, як припускає Чен, там може ховатися ще близько сотні подібних об’єктів схожих розмірів, просто зараз вони дуже далекі. Виходить, околиці нашої системи можуть бути набагато «населенішими», ніж ми думали.
По-друге, і це особливо цікаво, орбіта 2017 OF201 може вплинути на дебати навколо так званої Планети X (або Планети Дев’ять). Справа в тому, що орбіти багатьох інших екстремальних ТНО демонструють дивне нудьгування, ніби якась масивна, невидима планета своєю гравітацією «вибудовує» їх за певними напрямками. Це і породило гіпотезу про існування Планети X. Однак, за словами Цзясюань Лі, ще одного члена команди, орбіта 2017 OF201 вибивається із цієї загальної картини. Він свого роду «біла ворона». Чи означає це, що Планети X немає? Чи не обов’язково. Можливо, її вплив складніший, або 2017 OF201 потрапив на свою орбіту за іншим сценарієм. Але це напевно додає нову інтригуючу деталь у цю космічну головоломку.
Мисливці за привидами: як знаходять світи на задвірках системи
Як же вдалося «зловити» такий невловимий об’єкт? Тут на сцену виходять сучасні технології та наукова кмітливість. Команда Чена не використовувала один супертелескоп для нового огляду неба. Натомість вони поринули в архівні дані — величезні масиви зображень, зібраних за багато років телескопами Віктора М. Бланко та Канада-Франція-Гавайї (CFHT).
За допомогою спеціально розробленого обчислювально ефективного алгоритму дослідники шукали на цих знімках групи яскравих точок, які зміщувалися б по небу від кадру до кадру так, як повинен рухатися одиночний віддалений об’єкт. 19 різних експозиціях. Цей успіх ще й яскрава демонстрація сили «відкритої науки». Як наголошує Цзясюань Лі, всі використані дані були загальнодоступними. Це означає, що теоретично таке відкриття міг зробити будь-який ентузіаст чи студент, який має потрібні знання та інструменти аналізу. Наука стає дедалі демократичнішою, і це не може не тішити.
