เหตุใดจึงไม่ตรวจพบ“ ดาวเคราะห์ดวงที่ 9” อยู่แล้ว


48

ในการแสดงความคิดเห็นต่อคำถามนี้มีข้อสงสัยอย่างมากเกี่ยวกับเรื่องที่ว่า "ดาวเคราะห์ดวงที่ 9" มีอยู่จริง นั่นไม่ใช่เจตนาของคำถามก่อนหน้าดังนั้นฉันจึงถามสิ่งนี้ ทำไมไม่ตรวจพบดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ก่อนหน้านี้ในตอนนี้ถ้ามันยังมีอยู่



ไร้เดียงสาเพราะมันเล็กมากและอยู่ไกล
njzk2

8
เมื่อปีที่แล้วฉันเริ่มทำรายการก้อนกรวดทั้งหมดในสวนของฉัน ฉันได้พบต้นมันที่สวยงามโดยรากของต้นแอปเปิ้ล คำถามของฉันคือ - ทำไมไม่พบก้อนกรวดนี้มาก่อน
Max Williams

มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่ง: astronomy.stackexchange.com/questions/8605/…
Rob Jeffries

คำตอบ:


44

Brown และ Batygin ผู้เขียนบทความบนดาวเคราะห์ดวงที่เป็นไปได้มีเว็บเพจที่กล่าวถึงเรื่องนี้

เหตุผลบางประการที่ยังไม่ครอบคลุม:

  • มันเคลื่อนที่ค่อนข้างช้า - ผู้เขียนประมาณ 0.2-0.6 อาร์ควินาทีต่อชั่วโมงดังนั้นการสำรวจแบบมาตรฐานอาจไม่สังเกตเห็นการเคลื่อนไหวและล้มเหลวในการรับรู้ว่ามันเป็นวัตถุในระบบสุริยะ

อีริสซึ่งเป็นวัตถุยืนยันที่ห่างไกลที่สุดยังคงเป็นที่รู้จักในระบบสุริยะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1.5 อาร์ควินาทีต่อชั่วโมงซึ่งช้ามากจนพลาดไปครั้งแรก การสำรวจส่วนใหญ่ของระบบสุริยะรอบนอกจะไม่สามารถหา Planet Nine ได้แม้ว่ามันจะค่อนข้างสว่างเพราะพวกเขาแค่คิดว่ามันเป็นดาวที่อยู่นิ่ง

  • หากดาวเคราะห์อยู่ใกล้กับเพลี้ยมันอาจจะเป็นลำดับที่ไกลกว่าดาวเคราะห์ใหญ่หรือดาวเคราะห์น้อยใด ๆ ที่เราเคยพบมา (ยกเว้นดาวเคราะห์นอกระบบซึ่งพบได้โดยวิธีการที่ไม่ได้ใช้ในกรณีนี้) ผู้เขียนแนะนำ aphelion ระหว่าง 500 และ 1200 AU สำหรับการเปรียบเทียบดาวพลูโตอยู่ที่ 30-50 AU ในขณะที่ Eris ที่ประมาณ 100 AU ยังไม่ถูกค้นพบจนถึงปี 2005 ดาวเคราะห์ 9th ที่มีศักยภาพจะใหญ่กว่า Eris แต่ก็น่าจะอยู่ไกลกว่ามาก

  • การสำรวจ WISE กำจัดดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวเสาร์ภายใน 10,000 AUและดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสภายใน 26,000 AU แต่ดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ที่มีศักยภาพนั้นเล็กกว่านั้นมาก WISE ทำการค้นหาที่ละเอียดอ่อนมากขึ้นซึ่งจะรับวัตถุขนาดเท่าเนปจูน แต่การค้นหานั้นครอบคลุมเพียงบางส่วนของท้องฟ้า

  • ดาวเคราะห์จะมองเห็นได้ยากกว่านี้หากมันมีทางช้างเผือกอยู่ด้านหลัง - มีดาวมากเกินไปที่อาจจมวัตถุที่เป็นลม

นี่คือบทสรุปของผู้เขียน:

ประมาณวงโคจรดาวเคราะห์ที่ 9

วงโคจรโดยประมาณสำหรับดาวเคราะห์สมมุติที่ 9 แกนนอนเป็นทางขึ้นขวา ส่วนที่มีสีคือภูมิภาคที่ควรสำรวจโดยการสำรวจที่มีอยู่
ภาพประกอบจากบราวน์และ Batygin สมมติว่าใช้งานที่เหมาะสมมีผลบังคับใช้

ดินแดนที่ยังไม่ได้สำรวจที่ใหญ่ที่สุดคือที่ ๆ มันน่าจะเป็น: ใกล้เฟรออน น่าเสียดายที่เพลเฟออนอยู่ใกล้กับกาแลคซีทางช้างเผือกมาก ฮึ.

แล้วมันอยู่ที่ไหน อาจอยู่ห่างไกล 500 AU + น่าจะเงียบกว่าขนาดที่ 22 อาจเป็นไปได้มากในช่วงกลางของกาแลคซีทางช้างเผือก

ตอนนี้ไปหาดาวเคราะห์เก้า

รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหน้าเว็บของผู้เขียน: http://www.findplanetnine.com/p/blog-page.html


ในที่สุดอำนาจโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ก็มาถึงครึ่งทางของดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด ยังคงมีอาณาเขตที่สำรวจไม่ได้มากมายสำหรับดาวเคราะห์ที่เล็กกว่าดาวเสาร์ที่จะซ่อนตัว

ระบบสุริยะอยู่ห่างจากเมฆ Oort และไกลออกไป
หมายเหตุแกนบันทึก เรามีแผนที่ที่ดีสำหรับภายใน 50 AU และกำลังเริ่มค้นหาวัตถุประมาณ 100 AU แต่วัตถุระบบสุริยะอาจมีอยู่จนถึงขอบด้านนอกของกลุ่มเมฆ Oort
ภาพประกอบจากวิกิพีเดีย


1
การครอบงำของดวงอาทิตย์ในปัจจุบันอาจขยายไปครึ่งทางสู่ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดในขณะนี้ แต่สถิติเราเข้าใกล้ดาวดวงอื่นบ่อยครั้งอาจเป็นปีแสงหรือใกล้กว่าซึ่งอาจหมายถึงวัตถุที่อยู่ไกลออกไปจะไม่โคจรอีกต่อไป เกี่ยวกับวิธีการปิดผ่าน
PearsonArtPhoto

จุดดี. ฉันสมมติว่าถ้าเมฆออร์ตสามารถมีความเสถียรได้ แต่ฉันเป็นนักอดิเรกไม่ใช่นักดาราศาสตร์มืออาชีพดังนั้นฉันจะปล่อยให้คนที่มีความรู้มากกว่านี้
jg-faustus

3
ว้าวงานที่ดีในการหาหน้านั้น! +1 สำหรับสิ่งนั้น แต่จริงจังคำตอบที่ยอดเยี่ยม เป็นงานที่ดีในมุมของพารัลแลกซ์
HDE 226868

2
@PearsonArtPhoto - แม่นยำยิ่งขึ้น "การปกครองแรงโน้มถ่วง" ของดวงอาทิตย์ (สมมติว่าเรากำลังพูดถึง 2 ดาว) จะขยายไปถึงศูนย์กลางมวลระหว่างพวกเขา เพิ่มร่างกายให้มากขึ้นและมันก็ซับซ้อนมากขึ้น (รวมทั้งขอร้องคำจำกัดความของ
องค์การคอมมิวนิสต์สากล

31

กราฟนี้จากXKCDพูดมากเกี่ยวกับสาเหตุที่เป็นเช่นนั้น

บรรทัดล่างคือดาวเคราะห์ดวงที่ 9 มีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะตรวจจับได้ผ่าน WISE และไกล / เล็กเกินไปที่จะตรวจจับได้จากการสังเกตที่มองเห็นได้ เป็นไปได้มากว่าดาวเคราะห์สมมุตินี้อยู่ไกลออกไปอาจจะไกลถึง 1200 AU และไม่ใหญ่มากนักทำให้มองเห็นได้ยาก WISE สามารถแยกแยะวัตถุที่มีขนาดเท่าดาวเสาร์ได้สูงสุด 10,000 AU วัตถุสมมุตินี้ประมาณ 1 / 5th ถึง 1 / 10th มวลของดาวเสาร์ นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นเนื่องจากดาวเสาร์มีความหนาแน่นต่ำ บรรทัดล่างหากมองเห็นได้ใน WISE มันจะอยู่ที่ขอบมาก


1
ใครคือ 'ฉัน' ที่นี่ โลกอาจไม่ไกลจากฉัน!
MycrofD

11
ฉันคือ Randal และเขาวัดจากศูนย์กลางของดาวเคราะห์
hildred

ภูมิภาคนี้ไม่ควรเป็น“ ดาวเคราะห์ที่เราเห็นในเวลากลางวัน” ซึ่งรวมถึงดวงจันทร์ด้วย?
Peter LeFanu Lumsdaine

6
@ ปีเตอร์: ฉันคิดว่าประเด็นคือเส้น "มองเห็นได้ในเวลากลางคืน" / "มองเห็นได้ในเวลากลางวัน" ดูเหมือนจะถูกวาดด้วยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางแสงอาทิตย์ประมาณ 0.1 เช่นขนาดของดาวแคระแดงขนาดเล็ก โดยทั่วไปสิ่งใดที่ใหญ่กว่านั้นจะต้องเป็นดาวที่เหมาะสมสามารถหลอมไฮโดรเจนและเปล่งแสงของมันเองซึ่งจะทำให้มองเห็นได้ชัดเจนขึ้น แต่ใช่เพื่อให้ตรงกับคำอธิบายอย่างถูกต้องเส้นควรจะเลี้ยวซ้ายที่พอที่จะรวมถึงดวงจันทร์ (และสำหรับเรื่องนั้นโลกและนกและเครื่องบินบางส่วน) ในช่วงของวัตถุที่มองเห็นในเวลากลางวัน
Ilmari Karonen

1
@MycrofD Randall Munroe กำลังวัดระยะทางระหว่างตำแหน่งของเขาบนพื้นผิวโลกและศูนย์กลางของวัตถุที่ปรากฎ ฉันประหลาดใจเล็กน้อยที่เขาไม่ได้รวมดวงอาทิตย์ไว้ในแผนภูมินี้
WBT

17

มีวิธีการปกติหลายอย่างที่เราใช้ในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ แต่ไม่มีวิธีใดที่ทำงานได้ดีในกรณีของดาวเคราะห์ดวงที่ 9 นี่คือบางส่วนของหลัก

  • ความเร็วเรเดียล ดวงอาทิตย์ไม่เคลื่อนไหวอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับโลกและดาวเคราะห์สมมุติอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากเกินไปที่จะได้รับผลกระทบมาก
  • ทางผ่าน. เห็นได้ชัดว่าเป็นไปไม่ได้เนื่องจากดาวเคราะห์ไม่ผ่านระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์
  • แรงโน้มถ่วง microlensing อีกครั้งดาวเคราะห์ไม่ผ่านระหว่างเรากับดวงอาทิตย์
  • ถ่ายภาพโดยตรง นี่เป็นเรื่องยากที่จะเริ่มต้นด้วย ดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไปไกลและจะมีขนาดที่แน่นอนต่ำ

ทำไมหลักฐานทางอ้อมสำหรับดาวเคราะห์จึงไม่ได้ถูกสะสมไว้ก่อนหน้า - วัตถุในแถบไคเปอร์และอื่น ๆ (รวมถึงวัตถุทรานส์ - เนปจูนเนี่ยน (TNOs) ที่ถูกรบกวน) ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1992และเราสร้างขึ้นอย่างมากเท่านั้น ข้อมูลในปีที่ผ่านมา


8

สาเหตุที่เป็นไปได้ที่ไม่ได้หยิบขึ้นมาก่อนหน้านี้:

  1. มันไม่ได้มี
  2. การสำรวจการเคลื่อนไหวที่เหมาะสมของภาพถ่ายครอบคลุมท้องฟ้าที่มีควัน เพื่อหลีกเลี่ยงดาวเคราะห์ 9 เหล่านี้จะต้องเงียบกว่าขนาด 18 หรือ 19 สิ่งนี้ทำให้ขอบเขตที่น้อยกว่าในการรวมกันของขนาด / อัลเบโด้ / ระยะทางสำหรับดาวเคราะห์ใด ๆ 9 ดาวเคราะห์ที่เสนอนั้นอาจจะจางกว่าขนาดที่ 20 ได้อย่างง่ายดาย
  3. การค้นหาเป้าหมายสำหรับวัตถุ trans-Neptunian (TNOs) ใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่มีมุมมองกว้าง อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่ครอบคลุมทุกที่ใกล้กับท้องฟ้าและโดยทั่วไปจะมีขนาด จำกัด อยู่ที่ 22-23
  4. การค้นหาแบบลึกสามารถไปได้ไกลกว่านี้มาก แต่เป็นการสำรวจแบบ "คานดินสอ" และมีโอกาสเล็กน้อยที่จะสุ่มเก็บวัตถุใดชิ้นหนึ่งหรือเป็นยุคเดียวและไม่สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวได้เนื่องจากการเคลื่อนไหวแบบพารัลแลกซ์และวงโคจร
  5. การสำรวจด้วยอินฟราเรด ( WISEและ2MASS ) ครอบคลุมทั่วทั้งท้องฟ้า พวกเขามีความไวพอที่จะรับก๊าซยักษ์ได้ตามระยะทางที่เสนอของดาวเคราะห์ 9 เนื่องจากยักษ์ใหญ่ร้อนแรงโดยการหดตัวของแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตามหากดาวเคราะห์ 9 เป็นหิน / น้ำแข็งและไม่มีแหล่งความร้อนภายในมันก็อาจจะเย็นเกินกว่าที่จะตรวจจับได้

5

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

การตัดด้านบนจาก Albuquerque Journal ไม่ได้ตอบคำถามของคุณจริงๆ แต่นักดาราศาสตร์ได้ตามล่าหาดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เกินพลูโตในขณะนี้ ดูสิ่งนี้ด้วย:

http://www.zetatalk.com/theword/tword26b.htm

http://www.bibliotecapleyades.net/hercolobus/esp_hercolobus_2_02.htm (ใต้ "การคำนวณหอสังเกตการณ์กองทัพเรือสหรัฐอเมริกา")

http://www.bibliotecapleyades.net/hercolobus/esp_hercolobus_3d.htm

แก้ไข: เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ถึงความตายเพอซิวาลโลเวลล์อาจเป็นบุคคลแรกที่ตรวจจับดาวเคราะห์ดวงที่ 10 การอ้างถึงhttps://en.wikipedia.org/wiki/Percival_Lowell :

มวลของดาวพลูโตไม่สามารถระบุได้จนกระทั่งปี 1978 เมื่อค้นพบดาวเทียมของชารอน สิ่งนี้ยืนยันว่าสิ่งที่น่าสงสัยมากขึ้น: อิทธิพลแรงโน้มถ่วงของดาวพลูโตต่อดาวยูเรนัสและเนปจูนเล็กน้อยมากไม่เพียงพอที่จะอธิบายความแตกต่างในวงโคจรของพวกมัน [21] ในปี 2549 พลูโตได้รับการจัดประเภทใหม่เป็นดาวเคราะห์แคระโดยสหภาพดาราศาสตร์สากล

แน่นอนหน้าเดียวกันยังคงระบุ:

นอกจากนี้เป็นที่รู้จักกันในขณะนี้ว่าความแตกต่างระหว่างตำแหน่งทำนายและสังเกตของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนไม่ได้เกิดจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จัก แต่เป็นเพราะค่าที่ผิดพลาดสำหรับมวลของเนปจูน รอบโลก 2 ของปี 1989 พบกับเนปจูนให้ค่าที่แม่นยำมากขึ้นของมวลและความคลาดเคลื่อนจะหายไปเมื่อใช้ค่านี้ [22]

หากคุณยินดีที่จะเลือกเชื่อ Wikipedia เป็นไปได้ว่าโลเวลล์ตรวจจับดาวเคราะห์ดวงที่ 9 และไม่ใช่พลูโต

เหตุผลหนึ่งที่ไม่เชื่อวิกิพีเดีย (และแหล่งที่มา) และให้เครดิตโลเวลล์ที่นี่ก็คือดาวเคราะห์ดวงที่ 9 นี้มีผลต่อวงโคจรของดาวยูเรนัสและเนปจูนดังนั้นความแตกต่างของโลเวลล์ที่สังเกตได้ก็ไม่ได้หายไป

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.