Учитывая наши методы исследования, насколько вероятно, что в нашей солнечной системе есть необнаруженные планеты (не карликовые планеты)?

33

Я думаю, что маловероятно, что между Меркурием и Марсом будет больше планет, но из Юпитера между планетами много пустого пространства. Может ли там быть спрятана какая-то маленькая планета?

Харада
источник
2
К вашему сведению, когда появились первые предположения о большой планете, скрывающейся в облаке Оорта, я взял приведенные тогда наихудшие числа, чтобы сделать некоторую оценку того, насколько трудно будет найти. С тех пор потенциальная орбита была уточнена, но базовый вывод «слишком слабый, чтобы его можно было найти в предыдущем обзоре всего неба, но обнаруживаемый с помощью целевого поиска, если там ожидается», остается в силе; и такой поиск продолжается и сейчас. astronomy.stackexchange.com/questions/13270/9th-planet-location/…
Дэн Нили,

Ответы:

71

Между Солнцем и Нептуном нет неоткрытых планет.

Объекты, расположенные ближе (к Солнцу), чем Нептун, достаточно большие, чтобы их можно было считать планетами (а не планетами-карликами), не могут оставаться «скрытыми». Если он там, свет от солнца будет отражаться от него, и мы увидим это. Когда он движется по своей орбите, мы заметим изменение положения на небе, поэтому мы будем знать, что это не звезда.

Я хотел бы дать более широкий ответ на этот вопрос: каков максимальный размер неоткрытого объекта солнечной системы и как он изменяется по мере удаления от Солнца?

Чем дальше находится объект солнечной системы, тем сложнее его обнаружить. Скорость, с которой это становится тяжелее, серьезна; свет, который мы получаем от объекта, масштабируется примерно как .1/р4

( для света, идущего от Солнца к объекту, и снова для света, путешествующего от объекта к нам на Землю).1/р21/р2

Мы можем обнаружить очень маленькие астероиды, пересекающие землю. Некоторые размером ~ 50 метров. По некоторым предположениям (и это только на основе моей интуиции, а не на каких-либо расчетах), вероятно, нет никаких неоткрытых объектов размером более 1 км близко к земле.

По мере того, как вы путешествуете во внешнюю солнечную систему (от Юпитера до Нептуна), количество тел резко увеличивается. В настоящее время существует около 700 000 известных тел Солнечной системы, и большинство из них встречаются в этой области. Считается, что все астероиды размером более 10 км были найдены.

В области, расположенной непосредственно за Нептуном (от 30 до 100 а.е.), за последние два десятилетия мы обнаружили много плутоподобных объектов - объектов диаметром 500 км и более. Для справки, Плутон составляет около 2200 км в поперечнике. Вполне вероятно, что есть некоторые, если не многие, подобные объекты на этом расстоянии, которые еще не были найдены. Некоторые из них классифицируются как карликовые планеты, поскольку они имеют круглую форму, вращаются вокруг Солнца, но не очистили 95% своей орбиты от другой материи.

И, наконец, - и это то, где это становится захватывающим - там, где это действительно далеко, может быть необнаруженная большая планета , на ~ 700 а.е. Называемый Планетой Девять, это гипотетический объект, который, как считают некоторые (заслуживающие внимания) астрономы, существует из-за паттернов, которые они видят на орбитах других далеких карликовых планет. Исходя из расчетов, они подсчитали, что он будет тяжелее 10 земель и будет путешествовать между 200 и 1200 а.е. Тем не менее, эти расстояния настолько велики, а солнечный свет там настолько тусклый, что даже с лучшими телескопами и двумя годами наблюдения они не нашли его.

Наконец, я хотел бы поделиться двумя графиками. Первый - это расстояние (ближайшего приближения или перигелия) к диаметру различных тел внешней солнечной системы. В правом нижнем углу заметно отсутствие точек, указывающих примерно, где у нас еще нет возможности видеть маленькие и отдаленные объекты.

Второй - это расширенная, но чуть менее точная диаграмма того же самого. График размера TNO в зависимости от расстояния перигелия xkcd комикс о неоткрытых планетах

Изображение 1 со страницы транс-нептуновских объектов Джонстона . Изображение 2 из xkcd .

Ingolifs
источник
10
+1 за подробный, но просто объясненный ответ, который добавляет ценность не только вопросу, но и нашему сайту в целом!
Чаппо говорит, что восстановил Монику
14
И даже если бы планета была как-то невидимой, мы все равно могли бы обнаружить ее влияние на орбиты других планет, если она достаточно близка - в конце концов, именно так мы нашли, например, Нептун.
Луаан
7
@ По определению, до тех пор, пока он вращается вокруг Солнца, он является частью Солнечной системы ...
jcaron
5
@Flater - там действительно нет возможности быть такой "контр-Землей". Если он не находится на идеально подобранной орбите, он медленно обгонит Землю, или Земля обгонит ее. И это не может быть на идеально подобранной орбите, потому что другие планеты будут возмущать свою орбиту и орбиту Земли по-разному, поскольку Земля и контр-Земля будут находиться в разных местах. В действительности на орбите Нептуна нет места, где можно спрятаться. Были проведены тщательные исследования всего неба, и пространство настолько пусто, что на пути ничего нет.
Марк Фоски
3
@ Mazura WISE исключает большие планеты. Посмотрите на мультфильм XKCD.
Роб Джеффрис