I januari 2016 publicerade astronomerna Mike Brown och Konstantin Batygin de första bevisen på att det kan finnas en annan planet i vårt solsystem. Känd som ”Planet 9” (eller ”Planet X”, för dem som bestrider den kontroversiella resolutionen från IAU 2006), tros denna hypotetiska kropp kretsa i ett extremt avstånd från vår sol, vilket bevisades av det faktum att vissa trans- Neptunian Objects (TNOs) verkar alla peka i samma riktning.
Sedan den tiden har andra bevislinjer dykt upp som har förstärkt existensen av Planet 9 / Planet X. Men ett team av forskare från CU Boulder föreslog nyligen en alternativ förklaring. Enligt deras forskning skulle det kunna vara interaktioner mellan Kuiper Belt Objects (KBOs) själva som kan förklara den konstiga dynamiken hos "fristående objekt" i utkanten av solsystemet.
Forskarna presenterade sina resultat vid det 232: e mötet i American Astronomical Society, som gick från 3-7 juni i Denver, Colorado. Presentationen ägde rum den 4 juni under en presskonferens med titeln "Mindre planeter, dvärgplaneter och exoplaneter". Forskningen leddes Jacob Fleisig, en grundutbildare som studerade astrofysik vid CU Boulder, och inkluderade Ann-Marie Madigan och Alexander Zderic - en biträdande professor och en doktorand vid CU Boulder.
För deras studie fokuserade teamet på isiga kroppar som Sedna, en mindre planet som kretsar kring solen på ett avstånd från 76 AU vid perihelion till 936 AU vid aphelion. Tillsammans med en handfull andra föremål på detta avstånd, till exempel Eris, verkar Sedna vara avskild från resten av solsystemet - något som astronomer har kämpat för att förklara sedan det upptäcktes.
Sedna upptäcktes också av Michael Brown som tillsammans med Chad Trujillo från Gemini Observatory och David Rabinowitz från Yale University såg den den 14 november 2003, medan han genomförde en undersökning av Kuiper Belt. Förutom att kretsa runt vår sol med en period på över 11 000 år har denna mindre planet och andra fristående objekt en enorm, elliptisk bana.
Dessutom tar denna bana inte dem Sedna eller dessa andra föremål någonstans nära Neptun eller någon annan gasjätt. Till skillnad från Pluto och andra transneptuniska objekt (TNO) är det därför ett mysterium hur de uppnådde sina nuvarande banor. En möjlig existens av en ännu oupptäckt planet (Planet 9 / Planet X), som skulle vara ungefär 10 gånger storleken på jorden, är en hypotetisk förklaring.
Efter åratal med sökning efter denna planet och försök att avgöra var dess bana skulle ta den, har astronomer ännu inte hittat Planet 9 / Planet X. Men som professor Madigan förklarade i ett nyligen pressmeddelande från CU Boulder finns det en annan möjlig förklaring till gravitationens konstighet som händer där ute:
”Det finns så många av dessa organ där ute. Vad gör deras kollektiva tyngdkraft? Vi kan lösa en hel del av dessa problem genom att bara ta hänsyn till den frågan ... När du har kommit längre bort från Neptune har saker inte någon mening, vilket är riktigt spännande. ”
Medan Madigan och hennes team ursprungligen inte satte sig in för att hitta en annan förklaring till banorna till "fristående objekt", slutade de med att söka efter möjligheten tack vare Jacob Fleisigs datormodellering. Medan han utvecklade simuleringar för att utforska dynamiken hos de fristående föremålen, märkte han något mycket intressant om den rymdsregion de upptar.
Efter att ha beräknat banorna på isiga föremål bortom Neptun, märkte Fleisig och resten av teamet att olika föremål uppträder mycket som de olika händerna på en klocka. Medan asteroider rör sig som minuthanden (relativt snabbt och i tandem), rör sig större föremål som Sedna långsammare som timmehanden. Så småningom korsar händerna. Som Fleisig förklarade:
”Du ser en stapel av banorna med mindre föremål på en sida av solen. Dessa banor kraschar in i den större kroppen, och vad som händer är att dessa interaktioner kommer att ändra sin bana från en oval form till en mer cirkulär form. "
Vad Fleisigs datormodell visade var att Sednas omloppsbana går från normal till fristående som ett resultat av dessa småskaliga interaktioner. Det visade också att ju större det fristående objektet är, desto längre kommer det bort från solen - något som överensstämmer med tidigare forskning och observationer. Förutom att förklara varför Sedna och liknande organ uppträder på samma sätt som de gör, kan dessa fynd ge ledtrådar till en annan viktig händelse i jordens historia.
Det här är vad som orsakade dinosauriernas utrotning. Astronomer har förstått under lång tid att dynamiken i det yttre solsystemet ofta hamnar kometer mot det inre solsystemet på en förutsägbar tidsskala. Detta är resultatet av isiga föremål som interagerar med varandra, vilket får deras banor att dra åt och bredda sig i en upprepande cykel.
Och även om teamet inte kan säga att detta mönster var ansvarigt för påverkan som orsakade händelsen Kritt-Paleogen utrotning (vilket resulterade i utrotningen av dinosaurierna för 66 miljoner år sedan), är det en fascinerande möjlighet. Under tiden har forskningen visat hur fascinerande det yttre solsystemet är och hur mycket som återstår att lära sig om det.
"Bilden som vi ritar av det yttre solsystemet i läroböcker kan behöva förändras," sade Madigan. "Det finns mycket mer saker där än vi en gång trodde, vilket är riktigt coolt."
Forskningen möjliggjordes tack vare stödet från NASA Solar System Workings och Rocky Mountain Advanced Computing Consortium Summit Supercomputer.
