Jak duża jest dziewiąta planeta, jeżeli rzeczywiście istnieje? Jaka panuje tam temperatura? Jaką ma jasność i za pomocą którego teleskopu moglibyśmy ją zaobserwować? Takie pytania postawili sobie Christoph Mordasini oraz Esther Linder, naukowcy z Uniwersytetu w Bernie, na wieść o możliwości istnienia jeszcze jednej planety w Układzie Słonecznym. Po przeprowadzeniu symulacji szacują, że byłby to obiekt o promieniu 3,7 razy większym od ziemskiego i temperaturze minus 226 stopni Celsjusza.

Szwajcarscy naukowcy są ekspertami w tworzeniu modeli ewolucji planet. Zazwyczaj zajmują się procesem formowania planet pozasłonecznych odległych od nas o wiele lat świetlnych. Interesuje ich również możliwość bezpośrednich obserwacji egzoplanet za pomocą nowych przyrządów, które dopiero wejdą do użytku, takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Dlatego też, jak mówi Esther Linder, dziewiąta planeta Układu Słonecznego wydaje im się całkiem niedalekim obiektem.

Dziewiąta planeta mogłaby być mniejszą wersją Neptuna lub Urana: niewielki lodowy olbrzym z warstwą wodoru i helu. Za pomocą modelu ewolucji planet astrofizycy prześledzili, w jaki sposób parametry takiej planety, na przykład jej promień czy jasność, mogły się zmieniać przez kilka ostatnich miliardów lat – od początków formowania się Układu Słonecznego. Przeprowadzili symulacje dla planet o masach od 5 do 50 mas Ziemi w różnych odległościach od Słońca.

W wyniku przeprowadzonych badań naukowcy szacują, że planeta o masie 10 mas Ziemi znajdująca się w odległości 700 jednostek astronomicznych od Słońca miałaby obecnie promień 3,7 razy większy od ziemskiego oraz temperaturę minus 226 stopni Celsjusza (czyli 47 kelwinów). Mimo, że taka temperatura wydaje nam się bardzo niska, znacznie przewyższa temperaturę 10 kelwinów, jaka powinna tam panować. Oznacza to, że większość energii pochodzi z wnętrza planety, a odbijane światło słoneczne stanowi zaledwie niewielką część wysyłanego przez nią promieniowania. Wskutek tego planeta powinna być znacznie jaśniejsza w zakresie promieniowania podczerwonego niż w świetle widzialnym.

Naukowcy sprawdzili również, czy uzyskane rezultaty mogłyby wyjaśnić fakt, że dziewiąta planeta jeszcze nie została zaobserwowana za pomocą dostępnych nam teleskopów. W tym celu oszacowali jasności planety dla różnych jej parametrów. Okazuje się, że szanse na wykrycie obiektu o masie mniejszej niż 20 mas Ziemi były do tej pory bardzo małe, szczególnie gdyby znajdował się on wówczas w okolicach najbardziej odległego punktu swojej orbity. Wprawdzie teleskop kosmiczny WISE, pracujący w zakresie podczerwieni, mógłby wykryć poszukiwaną planetę, jednak musiałaby mieć ona masę co najmniej 50 razy większą od Ziemi. “To dość ciekawe spostrzeżenie, stanowiące swego rodzaju górną granicę masy dziewiątej planety” – komentuje Esther Linder. Zdaniem naukowców planowane teleskopy kosmiczne mogą dać nam możliwość wykrycia lub wręcz odwrotnie – wykluczenia kandydata na dziewiątą planetę Układu Słonecznego, co jest dość ekscytującą perspektywą na najbliższe lata.

Autor

Katarzyna Mikulska
Katarzyna Mikulska

Od 2013 roku związana z Klubem Astronomicznym Almukantarat