Neptunuksen ulkopuoliset planeetat — Planeetta X ja transneptuniset kappaleet
Tutustu Neptunuksen ulkopuolisiin planeettoihin: Planeetta X, transneptuniset kappaleet, tutkimushistorian arvoitukset ja uudet löydöt aurinkokunnan reunalla.
Neptunus-planeetta löydettiin vuonna 1846. Tämän jälkeen monet ajattelivat, että Neptunusta kauempana Auringosta olevia planeettoja voisi olla muitakin. 1900-luvun alussa Percival Lowell totesi, että on oltava toinenkin planeetan kaltainen kappale, joka on kauempana kuin Neptunus. Lowell sanoi, että tällainen planeetan kaltainen kappale voisi selittää joitakin epäsäännöllisyyksiä kaasujättiläisten, erityisesti Uranuksen ja Neptunuksen, kiertoradoissa. Suuren, näkymättömän yhdeksännen planeetan painovoima olisi voinut häiritä Uranusta tarpeeksi selittääkseen epäsäännöllisyydet. Hän antoi sille nimeksi "planeetta X".
Lowellin etsimä "planeetta X" oli pitkään tähtitieteen keskustelun aihe. Hän perusti Lowell-observatorion ja käynnisti järjestelmällisen etsinnän, mutta ei itse löytänyt uutta planeettaa. Myöhemmin vuonna 1930 Clyde Tombaugh observatoriosta löysi taivaankappaleen, jonka nimettiin Plutoksi. Alkuvuosina Plutoa pidettiin usein Lowellin etsimänä planeettana, mutta myöhemmin selvisi, että Pluto on hyvin pieni verrattuna Uranukseen ja Neptunukseen eikä pysty selittämään havaittuja kiertoradan epäsäännöllisyyksiä.
Transneptuniset kappaleet ja Kuiperin vyöhyke
20. vuosisadan jälkipuoliskolla ja 1990-luvulta eteenpäin havaittiin yhä enemmän Auringosta Neptunusta kauempana olevia pienempiä kappaleita. Tällaiset kohteet luokitellaan yleisesti transneptunisiksi kappaleiksi (TNO, engl. trans-Neptunian objects). Niitä esiintyy eri ryhmissä:
- Kuiperin vyöhykkeen klassiset kappaleet (esim. Plutinoissa ne voivat olla resonanssissa Neptunuksen kanssa)
- Resonanttiset kappaleet (kuten Pluto, joka on 2:3-resonanssissa Neptunuksen kanssa)
- Siirretyn levyn (scattered disc) kappaleet, joilla on hyvin eksentriset ja kauas ulottuvat radat
- Irrotetut (detached) objektit, kuten Sedna, joiden radat näyttävät olevan vain vähän Neptunuksen vaikutuksen alaisia
Merkittäviä löydöksiä 2000-luvulla olivat muun muassa Eris, joka paljasti Pluton kaltaisten kappaleiden olevan melko yleisiä, sekä useita muita suuria kääpiöplaneettoja kuten Makemake ja Haumea. Vuoden 2006 Kansainvälinen tähtitieteen unioni (IAU) määritteli planeetan käsitteen uudelleen, minkä seurauksena Pluto siirtyi virallisesti kääpiöplaneettojen ryhmään.
Uusi "Planeetta X" — Planeetta Yhdeksän -hypoteesi
Viime vuosikymmeninä jotkin tutkijat ovat ehdottaneet, että tietyt etäisten TNO:iden radan ominaisuudet — esimerkiksi pitkäkestoiset, samansuuntaiset eksentriset radat — voisivat selittyä massiivisen, vielä havaitsemattoman kohteen olemassaololla. Vuonna 2016 Konstantin Batygin ja Michael E. Brown esittivät hypoteesin mahdollisesta Planeetta Yhdeksästä, joka olisi useita Maan massoja ja kiertäisi Auringosta hyvin kaukana. Tällainen planeetta voisi selittää etäisten objektien järjestäytyneisyyttä ja radankallistuksia.
On kuitenkin tärkeää huomata, että vaihtoehtoisia selityksiä on tarjolla: havaintovalinnat, pienimuotoiset ja pitkäaikaiset dynamiikan ilmiöt tai useiden pienempien kappaleiden yhteisvaikutukset voivat osittain tuottaa samanlaisia radan piirteitä. Lisäksi infrapuna- ja taivaanlaajakuvatutkimukset kuten WISE ovat rajoittaneet hyvin suurten kaasujättiläisten mahdollisuutta lähempänä Auringkoa, vaikka muutamien Maan- tai Neptunuksen massaa vastaavien kohteiden olemassaolo kauempana voi yhä olla mahdollinen.
Miten etsitään ja miten tilanne etenee?
Transneptunisten kappaleiden ja mahdollisen suuren kaukaisen planeetan etsiminen tapahtuu useilla tavoilla:
- Pinnanpintaiset taivaanlaajatutkimukset, jotka kuvaavat suuria alueita syvältä (esim. Pan-STARRS, ja tulevaisuudessa Vera C. Rubin -observatorion LSST),
- infrapuna- ja radio-observaatiot, jotka voivat löytää himmeästi hehkuvia ja kylmiä kappaleita,
- tähtien himmenemishaamurajaukset (occultation-tutkimukset), jotka paljastavat pieniä kappaleita kulkiessaan tähden editse,
- dynaamiset analyysit ja simulaatiot, joissa tutkitaan, mitä masso- ja ratajärjestelyjä havaittu TNO-järjestys voisi vaatia.
Tutkimus jatkuu aktiivisesti. Tulevat suuret taivaankartoitukset ja yhä herkempien havaintolaitteiden käyttö kasvattavat mahdollisuuksia löytää kaukaisia, himmeitä kappaleita tai kumota suuren planeetan olemassaolo lopullisesti.
Yhteenvetona: historiallinen käsite "planeetta X" syntyi ajatuksesta, että tuntemattoman massan painovoima selittäisi kaasujättiläisten kiertoratojen pienet epäsäännöllisyydet. Pluto oli aluksi lupaava ehdokas, mutta osoittautui liian pieneksi. Nykyinen keskustelu keskittyy laajaan transneptuniseen alueeseen, sen runsauteen ja dynamiikkaan sekä siihen, voiko siellä olla vielä löydettävissä suuri, kaukainen planeetta — vai selittyvätkö havaitut ilmiöt muilla tavoilla. Tutkimus jatkuu, ja uudet havainnot tulevina vuosina antavat lisää vastauksia.
Pluto ja sen viisi tunnettua kuuta. Pluto oli planeetta vuosina 1930-2006. Sen rata on kauempana kuin Neptunuksen.
Pluto
Vuonna 1930 Clyde Tombaugh löysi Pluton. Tämä näytti vahvistavan Lowellin hypoteesin. Plutoa pidettiin virallisesti yhdeksäntenä planeettana vuoteen 2006 asti. Ongelma oli kuitenkin olemassa: vuonna 1978 Pluto todettiin liian pieneksi. Sen painovoima ei pystyisi vaikuttamaan kaasujättiläisiin. Tämä havainto käynnisti kymmenennen planeetan etsimisen. Avaruusalus Voyager 2 toimitti uusia mittaustuloksia 1990-luvun alussa. Nämä mittaukset osoittivat, että Pluto oli vielä pienempi kuin vuoden 1978 mittauksessa. Tuolloin julkaistun tieteellisen tutkimuksen mukaan virhe voisi selittää Uranuksen radalla havaitut epäsäännöllisyydet. Tutkimuksen julkaisemisen jälkeen etsinnästä luovuttiin suurelta osin.
Kun vuoden 1992 jälkeen löydettiin monia pieniä jäisiä kohteita, joilla oli samanlainen tai jopa laajempi kiertorata kuin Plutolla, alkoi keskustelu siitä, pitäisikö Pluton pysyä planeettana vai pitäisikö sille ja sen naapureille, kuten asteroideille, antaa oma erillinen luokitus. Vaikka monet tämän ryhmän suuremmat jäsenet luokiteltiin alun perin planeetoiksi, Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto luokitteli Pluton ja sen suurimmat naapurit vuonna 2006 uudelleen kääpiöplaneetoiksi, jolloin Aurinkokuntaan jäi vain kahdeksan planeettaa. Pluto otettiin kääpiöplaneetan malliksi.
Planeetta X:n olemassaolo
Nykyään tähtitieteellinen yhteisö on laajalti yhtä mieltä siitä, että planeettaa X, sellaisena kuin se alun perin kuviteltiin, ei ole olemassa. Useat tähtitieteilijät ovat käyttäneet planeetta X:n käsitettä selittämään muita Aurinkokunnan ulkopuolisten alueiden poikkeavuuksia. Populaarikulttuurissa ja jopa joidenkin tähtitieteilijöiden keskuudessa planeetta X:stä on tullut korvaava termi mille tahansa ulkoisen aurinkokunnan löytymättömälle planeetalle riippumatta sen suhteesta Lowellin hypoteesiin. Myös muita Neptunuksen ulkopuolisia planeettoja on ehdotettu, mutta ne perustuvat erilaisiin todisteisiin.
Planeetan kaltaisten kappaleiden olosuhteet Neptunuksen radan ulkopuolella
Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella on rakenne, jota kutsutaan Kuiperin vyöhykkeeksi. Se sisältää kentaureiksi kutsuttuja kohteita. Myös Neptunuksen radan ulkopuolelta on löydetty plutinoita. Monet niistä löydettiin vuosina 1980-1992.
Vuonna 2004 tiedotusvälineet puhuivat jälleen aiheesta, kun Sedna löydettiin, joka on kaksi kertaa kauempana auringosta kuin Pluto. Sedna ei ole planeetta. Vuonna 2005 ilmoitettiin Eriksen löytymisestä. Sitä kutsuttiin aluksi planeetaksi, mutta myöhemmin se luokiteltiin uudelleen. Nykyään se on suurin kääpiöplaneetta. Monia muitakin kohteita on löydetty, mutta yksikään niistä ei ole kiinteää kiveä, vaan ne muistuttavat enemmänkin asteroideja ja komeettoja.
Vuodesta 2013 lähtien on ollut mahdollista, että Neptunuksen kiertoradan ulkopuolinen planeetta on olemassa. Jos se on olemassa, sen olisi täytettävä seuraavat ehdot:
- Jos planeetta on suunnilleen maapallon kokoinen, sen pitäisi olla jopa 100 AU:n päässä, mikä on noin 2,5 kertaa Pluton etäisyys auringosta.
- Vaihtoehtoisesti sen radan olisi oltava hyvin elliptinen tai hyvin paljon ekliptisen radan ulkopuolella.
On esitetty erilaisia hypoteeseja: Noin 50 000 AU:n etäisyydellä sijaitsevaa hypoteettista tähteä on kutsuttu nimellä Nemesis. Nemesis on joko punainen kääpiö tai ruskea kääpiö. Alkuperäisessä artikkelissa väitettiin, että Nemesis kiertäisi Aurinkoa noin 95 000 AU:n etäisyydellä. Nemesiksen olemassaolo voisi selittää maapallon joukkosukupuutostapahtumat, jotka näyttävät tapahtuvan 26 miljoonan vuoden välein.
Oortin pilvessä sijaitsevaa hypoteettista planeettaa on kutsuttu nimellä Tyche. Tyche olisi vähintään Jupiterin kokoinen, ja se voisi olla jopa kymmenen kertaa niin suuri. Alun perin sen oletettiin olevan satoja kertoja Neptunusta kauempana, 30 000-50 000 AU:n etäisyydellä.
Vuonna 2013 kumpaakaan hypoteesia ei voitu todistaa.
Aiheeseen liittyvät sivut
Etsiä