Astrofizycy z Uniwersytetu w Bernie stworzyli model ewolucji domniemanej dziewiątej planety w zewnętrznych obszarach Układu Słonecznego. Udało im się oszacować, że aktualnie promień planety może wynosić 3.7 promienia Ziemi, a temperatura na powierzchni wynosi -226 stopni Celsjusza.
Jak duża i jak jasna jest Planeta 9 jeżeli w ogóle istnieje? Jaka jest temperatura na jej powierzchni i jaki teleskop mógłby ją dostrzec? To pytania na które chcieli odpowiedzieć prof. Christoph Mordasini oraz jego doktorantka Esther Linder, gdy usłyszeli o możliwej dodatkowej planecie Układu Słonecznego sugerowanej przez Konstantina Batygina i Mike’a Browna z California Institute of Technology w Pasadenie.
Szwajcarscy naukowcy są ekspertami w modelowaniu ewolucji planet. Zazwyczaj zajmują się badaniem formowania się młodych egzoplanet w dyskach wokół innych gwiazd lata świetlne od nas oraz możliwościami bezpośredniego obrazowania tych obiektów za pomocą instrumentów przyszłości, takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Dlatego też, Esther Linder zauważa: „Dla mnie potencjalna Planeta 9 to bardzo bliski obiekt, chociaż może znajdować się nawet 700 razy dalej od Słońca niż Ziemia.” Astrofizycy zakładają, że Planeta 9 jest mniejszą wersją Urana i Neptuna – małego lodowego olbrzyma otoczonego warstwą wodoru i helu. Wykorzystując swój model ewolucji planet naukowcy obliczyli jak parametry takie jak promień planety czy jej jasność ewoluowały z czasem od czasów powstania Układu Słonecznego blisko 4.6 mld lat temu. Badania zostały sfinansowane w ramach projektu naukowego szwajcarskiej National Science Foundation zatytułowanego PlanetsInTime
W artykule zaakceptowanym do publikacji w periodyku Astronomy & Astrophysics naukowcy podsumowują, że planeta o masie równej 10 masom Ziemi posiada aktualnie promień rzędu 3.7 promieni Ziemi. Temperatura na jej powierzchni wynosi -226 stopni Celsjusza (47K). „Oznacza to, że emisja planety zdominowana jest przez chłodzenie jej jądra, w przeciwnym razie wynosiłaby zaledwie 10K,” tłumaczy Esther Linder. Odbijane przez nią światło stanowi niewielką część emitowanego przez planetę promieniowania, które potencjalnie można wykryć. Oznacza to, że planeta musi być dużo jaśniejsza w podczerwieni niż w zakresie widzialnym. „Dzięki naszym badaniom Planeta 9 nie jest już jedynie prostą masą punktową, a nabiera kształtu dzięki określonym cechom fizycznym,” mówi Christoph Mordasini.
Naukowcy sprawdzili także, czy ich wyniki potrafią wytłumaczyć dlaczego Planeta 0 nie została wykryta jeszcze za pomocą teleskopów. W tym celu obliczono jasność mniejszych i większych planet poruszających się po różnych orbitach. Wywnioskowano jednak że przeglądy nieba przeprowadzane w przeszłości miały niewielką szansę wykrycia obiektu o masie 20 mas Ziemi lub mniejszej, szczególnie jeżeli znajduje się on w pobliżu najdalszego punktu orbity wokół Słońca. Jednak przegląd WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) mógłby dostrzec planetę o masie równej 50 masom Ziemi lub większej. „To pozwala na określenie górnego ograniczenia masy dla planety,” tłumaczy Esther Linder. Według naukowców teleskopy przyszłości takie jak Large Synoptic Survey Telescope powstajacy w pobliżu Cerro Tololo w Chile lub dedykowane przeglądy powinny być w stanie znaleźć lub wyeliminować możliwość istnienia Planety 9. „To naprawdę ekscytująca perspektywa,” mówi Christoph Mordasini.
Więcej informacji:
- artykuł naukowy: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201628350
Źródło: University of Bern