Tidligere i år præsenterede forskere bevis for en planet ni i det yderste ydre solsystem. Forskere mener, at det eksisterer, men - i bekræftende fald - hvordan kom det der?
Kunstnerens opfattelse af Planet Nine, i det yderste ydre solsystem. På dette billede er stjernen nederst til højre vores sol. Billede via Caltech / R. Hurt (IPAC)
I januar 2016 sagde forskere fra Caltech, at de nu har solid teoretisk bevis for en gigantisk planet - en 9. store planet i det ydre solsystem - bevæger sig i det, de kaldte en bisarr, meget langstrakt bane i det yderste ydre solsystem. Hvis den eksisterer, ville denne Neptun-masse-planet befinde sig i en elliptisk bane 10 gange længere væk fra vores sol end Pluto. I månederne siden har teoretiske astronomer forsøgt at finde ud af, hvordan en af vores sols store planeter kunne ende i en så fjern og underlig bane. Denne måned, efter at have undersøgt en række scenarier, sagde astronomer ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), at de stadig ikke er sikre.
CfA-astronom Gongjie Li er hovedforfatter af et af papirerne, som er blevet accepteret til offentliggørelse i Astrofysiske tidsskriftsbreve. Hun sagde:
Beviserne peger på eksisterende planet Nine, men vi kan ikke med sikkerhed forklare, hvordan det blev produceret.
Planet Nine - som ikke er blevet opdaget og hidtil kun findes i teorien - menes at kredser om vores sol i en afstand af ca. 40 milliarder til 140 milliarder miles. Det er omkring 400 - 1.500 jord-solafstande. Denne afstand ville placere det langt ud over alle de andre planeter i vores solsystem. I følge Cfa-astronomernes erklæring bliver spørgsmålet:
… Dannede den sig der, eller dannede den sig et andet sted og landede i sin usædvanlige bane senere?
Forskerne ledet af Li gennemførte millioner af computersimuleringer for at undersøge tre muligheder. Lad os først overveje de to vildere og mindre sandsynlige. Først kan Planet Nine være en exoplanet fanget fra et forbipasserende stjernesystem. For det andet kan det være en fritflydende planet fanget, da det gik tæt ved vores solsystem. Imidlertid konkluderede Li's team, chancerne for et af disse to scenarier er mindre end 2 procent. Det giver os den tredje mulighed, at Planet 9 dannede sig i vores solsystem og på en eller anden måde blev trukket udad:
… Involverer sandsynligvis en forbipasserende stjerne, der trækker Planet Nine udad. En sådan interaktion ville ikke kun skubbe planeten ind i en bredere bane, men også gøre denne bane mere elliptisk.
Og da solen dannede sig i en stjerne klynge med flere tusinde naboer, var sådanne stjernemøder mere almindelige i vores solsystemes tidlige historie.
Imidlertid er det mest sandsynligt, at en sammenhængende stjerne trækker Planet Nine helt væk og skubber den ud af solsystemet. Li og Adams finder kun 10 procent sandsynlighed i bedste fald for, at Planet Nine lander i sin nuværende bane.
Desuden ville planeten have været nødt til at starte i en usandsynlig stor afstand til at begynde med.
CfA-astronom Scott Kenyon og kolleger undersøgte det tredje scenarie nærmere. De udførte computersimuleringer af en Planet 9 dannet i en bred bane, væsentlig som en ekstra gasgigant i vores solsystem. Hans team udforskede, om Planet Nine måske var dannet meget tættere på solen og derefter interagerede med de andre gasgiganter, især Jupiter og Saturn. Over tid kan en række gravitationsspark have styrket planeten til en større og mere elliptisk bane. Kenyon sagde:
Tænk på det som at skubbe et barn på en sving. Hvis du giver dem en shove på det rigtige tidspunkt, igen og igen, vil de gå højere og højere. Derefter bliver udfordringen ikke at skyve planeten så meget, at du skubber den ud af solsystemet.
Dette kunne undgås ved interaktion med solsystemets gasdisk, sagde han.
Kenyons team undersøgte også muligheden for, at Planet Nine faktisk dannede sig i en stor afstand til at begynde med. De finder ud af, at den rigtige kombination af indledende diskmasse og disklevetid potentielt kan skabe Planet Nine i tide til, at den bliver dyttet af Li's forbipasserende stjerne. Kenyon sagde:
Det dejlige ved disse scenarier er, at de kan observeres testbart. En spredt gasgigant vil se ud som en kold Neptun, mens en planet, der dannedes på plads, vil ligne en kæmpe Pluto uden gas.
Med andre ord, hvis vi antager, at Planet 9 findes en dag - og når astronomer begynder at analysere dens lys - ved vi mere.