Hvorfor finder vi lige nu denne såkaldte 'Planet Nine'?

I denne uge afslørede et par kaltech-astronomer bevis for en niende planet i solsystemet. Selvom 20 gange længere fra solen end Neptun, er denne såkaldte "Planet Nine" også omkring ti gange mere massiv end Jorden.

Vi siger bevis, men ikke bevis, fordi den berygtede "Pluto Killer", Mike Brown, og hans kollega, Konstantin Batygin, ikke har faktisk observeret planeten direkte. I stedet for, som en god kriminel efterforskning, har vi alle de spor, der peger på en planetarisk mistanke.

Nu er det bare et spørgsmål om at finde den forunderlige sten.

Så hvorfor tog det så lang tid for astronomer til endelig at hente på sporet af noget så stort som Planet Nine? Hvordan var det hele tiden under vores næse? Og hvorfor er det, at vi stadig ikke har engang rent faktisk fundet det?

Lad os starte fra begyndelsen og først kende Kuiper Belt: Solens område uden for Neptunens bane. Som Brown fortalte Inverse onsdag fordeles de forskellige objets rundt om Kuiper Bælt og roterer rundt om solen på deres egne unikke måder. Der er ingen grund til at tro, at de ville udvise lignende bevægelsesmønstre af enhver art.

Og alligevel i 2014 medbrød en af ​​Browns postdokser et papir, der illustrerede, hvordan 13 af de fjerneste objekter i Kuiper Bælt, der var omkredsen til solen, var mærkeligt ens. Brown tog mærke til og begyndte en mere dybtgående observation af disse objekter med Batygin.

Paret bemærkede de seks fjerneste af de 13 objekter, der alle havde elliptiske baner omkring solen. Det er en temmelig mærkelig tilfældighed selv, men det er selvfølgelig, at alle banerne også bevæger sig i samme rumlige retning. Brown ligner dette for at se flere hænder på samme ur alle peger på det samme tal - selvom alle hænder bevæger sig i forskellige rater.

Endvidere vipper alle de seks objekters kredsløb ca. 30 grader i samme retning. Der er kun en 0,007 procent chance for det der sker. Noget forårsager en forstyrrelse, der er stor nok til at påvirke alle seks genstande på samme måde. Indtast ideen om en niende planet.

Det er vigtigt at bemærke her, at for at identificere disse slags mønstre og tendenser blandt orbitalobjekter i rummet, skal du iagttage dem i virkelig lang tid - i det mindste flere måneder. Brown og Batygin tilbragte omkring et år med bare at lave observationer og indsamle nok data til at verificere disse mønstre, der ville foreslå eksistensen af ​​en niende planet.

Det er let at forstå, at det at tage på et sådant projekt betyder at blokere for meget tid for noget, der måske eller ikke kan sprænge ud. Ingen tid i videnskabelig undersøgelse er nogensinde virkelig spildt eller forgæves, men hvis Brown og Batygin faktisk fandt ud af, at der ikke eksisterede sådanne mønstre, ville resultaterne have været diskuteret som en fodnote - ikke et papir.

Alligevel er nøglen til at forstå, hvad der foregår i denne situation, tyngdekraften. Du har brug for et objekt eller en række genstande, der kan udøve tilstrækkelig tyngdekraften for at holde en underbefolkning af objekter samlet sammen. Brown og Batygin udelukket hurtigt, at flere genstande var en årsag, da dette ville have krævet, at Kuiperbæltet blev befolket med 100 gange mere masse end det faktisk besidder.

Den næste bedste forklaring var en planet. En stor en.

Hvis dit første instinkt er at gribe et teleskop og kigge efter planeten, tillykke: Du ville være en forfærdelig videnskabsmand. Rummet er stor. Hvis du vil bruge din tid effektivt, skal du være meget mere sikker på, hvor du skal se, hvis du ikke vil bruge resten af ​​din levetid og stirre ud i mørket.

Astronomerne kørte en række simuleringer, der ville placere et planetarisk objekt i nærheden under forskellige forhold og se, hvilken forbindelse der var forbundet med de orbitaldata, de havde samlet. De havde ikke held og lykke, før de i det væsentlige var en ulykke, løb de en simulering med en planet i et anti-lineeret kredsløb. Det betyder, at den mistænkte planet ville være ved sin nærmeste tilgang til solen - en position kendt som dens "perihelion" - den er også 180 grader over for perihelionen af ​​alle andre kendte genstande. Og i denne konfiguration lagde simuleringen op med dataene.

Brown og Batygin troede, at de gjorde noget forkert. "Dit naturlige svar er 'Denne geometriske geometri kan ikke være rigtig' ', sagde Batygin i en erklæring.

"Dette kan ikke være stabilt på lang sigt, for det vil trods alt føre til, at planeten og disse objekter møder og til sidst kolliderer," sagde Batygin.

Ikke så i dette tilfælde takket være noget, der hedder gennemsnitsmotstandsbestandighed, hvor objekter, der nærmer hinanden, udveksler energi for at holde kollideringen og holde stabile baner. Planet Nine skubber forsigtigt kredsløbene fra andre fjerne Kuiper Belt genstande, så alle ting er sikre og ingen bliver skadet.

Dette er en meget mærkelig slags orbital fænomen - og bestemt ikke en astronomer ville straks tænke på, når de forsøger at forklare planetens bevægelse.Men i dette tilfælde giver denne forklaring ikke bare en god forklaring på hvordan og hvorfor de tidligere nævnte seks objekter bevæger sig som de gør. Det lyser også på, hvorfor Sedna og 2012 VP113, to andre Kuiper Belt objekter, ikke er gravitationsmæssigt påvirket af Neptune, hvordan andre Kuiper Belt genstande er - fordi Planet Nine trækker dem væk fra den ottende planet.

Desuden matcher denne simulering også stillingerne med fire andre objekter med kredsløb, der bevæger sig langs en vinkelret linje fra Neptunen og en anden objekt - som vi nu ved, er Planet Nine.

Så hvad giver alle disse data os? Dybest set er det eneste, vi ved sikkert,, hvad Planet Nines grove kredsløb ser ud. Og det er en temmelig lang bane - det tager noget som 10.000 til 20.000 år for objektet at fuldføre en fuld bane omkring solen. Samlet set vil forsøget på at finde Planet Nine være som at lede efter en nål i en høstak: Du leder efter noget, der i sig selv er meget tydeligt, men kun et lille spejl i rummets store rum.

Da Batygin og Brown kun offentliggjorde deres resultater, starter race i det væsentlige nu. Hvis planeten befinder sig i meget fjerne dele af sin kredsløb, er kun verdens største teleskoper - ligesom W.M. Keck Observatory og Subaru Telescope, begge i Hawaii - finder det. Hvis det er tættere, har mindre kraftfulde instrumenter en chance for at se det først.

Hvis du har til hensigt at finde den først, så gør du dig bedre til en af ​​disse teleskoper pronto. Og mens du er i det, bør du pusse op på reglerne for navngivning af planeter!