الفلك

كيف يمكن أن يتعايش حزام كويبر مع الكوكب التاسع؟

كيف يمكن أن يتعايش حزام كويبر مع الكوكب التاسع؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

توجد أحزمة كويكبات ، وهناك مجموعات من الأجسام في مدارات رنانة ، مثل أحصنة طروادة. أليست هذه الأشياء منفصلة؟

الدليل الأخير على الكوكب التاسع هو محاذاة في معايير مختلفة لأجسام حزام كويبر المعروفة. على العكس من ذلك ، لا يُعرف سوى عدد قليل من الأشياء أو لا توجد أشياء على الإطلاق في أجزاء الحزام التي قد يجتاحها الكوكب الافتراضي.

إذا كان حزام كايبر يمتد بين أحياء الجاذبية في نبتون وهذا الكوكب الآخر ، ويعكس سكانه تأثيرهم ، فهل هو حقًا حزام على الإطلاق؟ حزام غير متوازن؟ أو مجرد منطقة بها مجموعة من السكان المتميزين ، كل منها مرتبط بجسم مهيمن؟


الدليل الأخير على الكوكب التاسع هو محاذاة في معايير مختلفة لأجسام حزام كويبر المعروفة.

هذه ليست كائنات حزام كويبر. يُؤخذ حزام كايبر للإشارة إلى حي نبتون. القرص المبعثر هو مجموعة أخرى ، أبعد من ذلك ، والأشياء المتعلقة بالكوكب 9 لا تزال كذلك.

الأسطورة: الرمادي = حزام كويبر ، والأخضر = عدد صحيح من أصداء نبتون ، والأزرق = قرص مبعثر. جميع الكائنات في الإعلان الأخير خارج المخطط ، على الرغم من أن الحضيض الشمسي أقل من 100 AU.

المصدر: ويكيبيديا.

يوضح شكل البقعة الرمادية على يسار هذا الرسم البياني أن حزام كايبر هو بالفعل مجموعة من السكان يسيطر عليها نبتون. هذه ليست أخبارًا ، ولا تزال تعتبر حزامًا. يذهب على طول الطريق حول النظام الشمسي وتكون الانحرافات المدارية منخفضة.

قد يساعد هذا الكوكب المفترض في تفسير "جرف كويبر" ، وهو القطع غير المتوقع بخلاف ذلك قبل الرنين 2: 1. لكن هذا سؤال آخر. إذا تعذر ذلك ، فليس هناك علاقة بين حزام كويبر والكوكب 9 باستثناء أن كلاهما بعيد جدًا.


باحثو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يعثرون على دليل على وجود كوكب تاسع حقيقي

وجد باحثو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا دليلاً على وجود كوكب عملاق يتتبع مسارًا غريبًا وطويلًا للغاية في النظام الشمسي الخارجي. تبلغ كتلة الجسم ، الذي أطلق عليه الباحثون اسم الكوكب التاسع ، حوالي 10 أضعاف كتلة الأرض ويدور حول الشمس في المتوسط ​​بحوالي 20 مرة عن نبتون (الذي يدور حول الشمس على مسافة 2.8 مليار ميل في المتوسط). في الواقع ، سيستغرق هذا الكوكب الجديد ما بين 10000 و 20000 سنة ليصنع مدارًا واحدًا كاملًا حول الشمس.

اكتشف الباحثون ، كونستانتين باتيجين ومايك براون ، وجود الكوكب من خلال النمذجة الرياضية والمحاكاة الحاسوبية لكنهم لم يلاحظوا الجسم مباشرة بعد.

& quot؛ سيكون هذا كوكبًا تاسعًا حقيقيًا ، & quot؛ يقول براون ، أستاذ ريتشارد وباربرا روزنبرغ في علم الفلك الكوكبي. & quot؛ لم يتم اكتشاف سوى كوكبين حقيقيين منذ العصور القديمة ، وسيكون هذا هو الكوكب الثالث. إنه جزء كبير جدًا من نظامنا الشمسي لا يزال موجودًا ، وهو أمر مثير للغاية. & quot

يلاحظ براون أن الكوكب التاسع المفترض - الذي تبلغ كتلته 5000 ضعف كتلة بلوتو - كبير بما يكفي بحيث لا ينبغي أن يكون هناك نقاش حول ما إذا كان كوكبًا حقيقيًا. على عكس فئة الأجسام الأصغر المعروفة الآن باسم الكواكب القزمة ، يهيمن الكوكب التاسع جاذبيًا على جواره في النظام الشمسي. في الواقع ، إنه يسيطر على منطقة أكبر من أي من الكواكب الأخرى المعروفة - وهي حقيقة يقول براون إنها تجعله يمثل أكبر عدد من الكواكب في المجموعة الشمسية بأكملها. & quot

يصف باتيجين وبراون عملهما في العدد الحالي من المجلة الفلكية وإظهار كيف يساعد الكوكب التاسع في شرح عدد من السمات الغامضة لحقل الأجسام الجليدية والحطام خارج نبتون المعروف باسم حزام كايبر.

على الرغم من أننا كنا في البداية متشككين تمامًا في إمكانية وجود هذا الكوكب ، بينما واصلنا التحقيق في مداره وما الذي سيعنيه للنظام الشمسي الخارجي ، أصبحنا مقتنعين بشكل متزايد بأنه موجود هناك ، كما يقول باتيجين ، الأستاذ المساعد في علوم الكواكب . & quot لأول مرة منذ أكثر من 150 عامًا ، هناك دليل قوي على أن تعداد الكواكب للنظام الشمسي & # x27s غير مكتمل. & quot

لم يكن الطريق إلى الاكتشاف النظري مباشرًا. في عام 2014 ، نشر باحث ما بعد الدكتوراة السابق في Brown & # x27s ، تشاد تروجيلو ، وزميله سكوت شيبارد ورقة بحثية أشاروا فيها إلى أن 13 من أكثر الأجسام بُعدًا في حزام كايبر متشابهة فيما يتعلق بخاصية مدارية غامضة. لشرح هذا التشابه ، اقترحوا احتمال وجود كوكب صغير. اعتقد براون أن حل الكوكب غير مرجح ، لكن اهتمامه أثار.

أخذ المشكلة أسفل القاعة إلى باتيجين ، وبدأ الاثنان ما أصبح تعاونًا لمدة عام ونصف للتحقيق في الأشياء البعيدة. كمراقب ومنظر ، على التوالي ، تناول الباحثون العمل من منظورات مختلفة تمامًا - براون كشخص ينظر إلى السماء ويحاول إرساء كل شيء في سياق ما يمكن رؤيته ، وباتيجين كشخص يضع نفسه داخل سياق الديناميكيات ، مع الأخذ في الاعتبار كيفية عمل الأشياء من وجهة نظر الفيزياء. سمحت هذه الاختلافات للباحثين بتحدي أفكار بعضهم البعض والنظر في إمكانيات جديدة. & quot؛ سأقوم بإحضار بعض جوانب الملاحظة هذه ، حيث سيعود بحجج من النظرية ، وسندفع بعضنا البعض. لا أعتقد أن الاكتشاف كان سيحدث لولا ذلك ذهابًا وإيابًا ، كما يقول براون. & quot ربما كانت أكثر الأعوام متعة في العمل على حل مشكلة في النظام الشمسي مررت بها على الإطلاق. & quot

سرعان ما أدرك باتيجين وبراون أن الكائنات الستة الأكثر بعدًا من المجموعة الأصلية تروخيو وشيبارد آند # x27s تتبع جميعها مدارات إهليلجية تشير في نفس الاتجاه في الفضاء المادي. هذا مثير للدهشة بشكل خاص لأن النقاط الخارجية في مداراتها تتحرك حول النظام الشمسي ، وتسافر بمعدلات مختلفة.

& quotIt & # x27s يشبه تقريبًا وجود ستة عقارب على ساعة تتحرك جميعها بمعدلات مختلفة ، وعندما تصادف أنك تبحث عن & # x27 ، تكون جميعها في نفس المكان تمامًا ، كما يقول براون. ويضيف أن احتمالات حدوث ذلك تساوي 1 في 100. ولكن علاوة على ذلك ، فإن مدارات الأجسام الستة تميل جميعها أيضًا بنفس الطريقة - مشيرةً نحو 30 درجة إلى الأسفل في نفس الاتجاه بالنسبة لمستوى الكواكب الثمانية المعروفة. يبلغ احتمال حدوث ذلك حوالي 0.007٪. & quot في الأساس لا ينبغي أن يحدث & # x27t بشكل عشوائي ، & quot ؛ يقول براون. & quot ؛ لذلك اعتقدنا أن شيئًا آخر يجب أن يشكل هذه المدارات. & quot

كان الاحتمال الأول الذي بحثوا فيه هو أنه ربما كان هناك ما يكفي من أجسام حزام كايبر البعيدة - وبعضها لم يتم اكتشافه بعد - لممارسة الجاذبية اللازمة للحفاظ على التجمعات السكانية الفرعية متجمعة معًا. سرعان ما استبعد الباحثون هذا الأمر عندما اتضح أن مثل هذا السيناريو سيتطلب أن يكون حزام كايبر أكبر بنحو 100 مرة من كتلته الحالية.

تركهم ذلك بفكرة الكوكب. كانت غريزتهم الأولى هي إجراء عمليات محاكاة تتضمن كوكبًا في مدار بعيد يحيط بمدارات أجسام حزام كايبر الستة ، ويتصرفون مثل لاسو عملاق لمحاذاةهم في محاذاة. يقول باتيجين أن هذا يعمل تقريبًا ولكنه لا يوفر الانحرافات المرصودة بدقة. & quot إغلاق ، ولكن لا سيجار ، & quot هو يقول.

بعد ذلك ، عن طريق الصدفة ، لاحظ باتيجين وبراون أنهما إذا أجروا عمليات المحاكاة الخاصة بهم مع كوكب هائل في مدار غير منحاز - وهو مدار يكون فيه الكوكب أقرب نقطة للشمس ، أو الحضيض ، على بُعد 180 درجة حضيض جميع الكائنات الأخرى والكواكب المعروفة - افترضت أجسام حزام كويبر البعيد في المحاكاة المحاذاة التي يتم ملاحظتها بالفعل.

& quot استجابتك الطبيعية & # x27 هذه الهندسة المدارية يمكن & # x27t أن تكون صحيحة. هذا يمكن & # x27t أن يكون مستقرًا على المدى الطويل لأنه ، بعد كل شيء ، قد يتسبب هذا في التقاء الكوكب وهذه الكائنات وتصطدم في النهاية ، & # x27 & quot يقول باتيجين. ولكن من خلال آلية تُعرف باسم الرنين متوسط ​​الحركة ، فإن المدار المضاد للاصطفاف للكوكب التاسع يمنع فعليًا أجسام حزام كايبر من الاصطدام به ويبقيها متوازنة. عندما تقترب الأجسام المدارية من بعضها البعض ، فإنها تتبادل الطاقة. لذلك ، على سبيل المثال ، لكل أربعة مدارات يصنعها الكوكب التاسع ، قد يكمل جسم حزام كايبر البعيد تسعة مدارات. لا يصطدمون أبدًا. بدلاً من ذلك ، مثل الوالد الذي يحافظ على قوس طفل على أرجوحة مع دفعات دورية ، يدفع الكوكب التاسع مدارات كائنات حزام كايبر البعيدة بحيث يتم الحفاظ على تكوينها فيما يتعلق بالكوكب.

& quot؛ ومع ذلك ، كنت متشككًا للغاية ، & quot يقول باتيجين. لم أر قط شيئًا كهذا في الميكانيكا السماوية. & quot

ولكن شيئًا فشيئًا ، عندما حقق الباحثون في الميزات والعواقب الإضافية للنموذج ، أصبحوا مقتنعين. & quot؛ لا ينبغي للنظرية الجيدة أن تشرح فقط الأشياء التي قمت بشرحها. من المأمول أن تشرح الأشياء التي لم تقم & # x27t بالشرح والتنبؤ بالتنبؤات القابلة للاختبار ، كما يقول باتيجين.

وبالفعل فإن وجود الكوكب التاسع & # x27s يساعد في تفسير أكثر من مجرد محاذاة كائنات حزام كايبر البعيدة. كما يقدم تفسيرًا للمدارات الغامضة التي يتتبعها اثنان منهم. اكتشف براون أول هذه الأشياء ، التي أطلق عليها اسم Sedna ، في عام 2003. على عكس أجسام Kuiper Belt ذات التنوع القياسي ، والتي تم اقتلاعها عن طريق الجاذبية & quot ؛ بواسطة Neptune ثم العودة إليها ، لم تقترب Sedna أبدًا من Neptune. تم الإعلان عن كائن ثانٍ مثل Sedna ، المعروف باسم 2012 VP113 ، من قبل Trujillo و Sheppard في عام 2014. ووجد باتيجين وبراون أن وجود الكوكب التاسع في مداره المقترح ينتج بشكل طبيعي أجسامًا تشبه Sedna عن طريق أخذ جسم Kuiper قياسي وسحب ببطء بعيدًا في مدار أقل ارتباطًا بنبتون.

لكن الدافع الحقيقي للباحثين كان حقيقة أن عمليات المحاكاة الخاصة بهم تنبأت أيضًا بوجود أجسام في حزام كايبر في مدارات تميل بشكل عمودي على مستوى الكواكب. استمر باتيجين في العثور على أدلة على ذلك في عمليات المحاكاة التي قام بها وأخذها إلى براون. & quot؛ أدركت فجأة أن هناك أشياء من هذا القبيل ، & quot؛ يتذكر براون. في السنوات الثلاث الماضية ، حدد المراقبون أربعة أجسام تتبع مدارات تقريبًا على طول خط عمودي واحد من نبتون وجسم واحد على طول آخر. "لقد رسمنا مواقع تلك الأجسام ومداراتها ، وقد تطابقوا عمليات المحاكاة تمامًا ،" يقول براون. & quot. عندما وجدنا ذلك ، ضرب فكي الأرض. & quot

& quot عندما قامت المحاكاة بمحاذاة كائنات حزام كويبر البعيدة وإنشاء أشياء مثل Sedna ، اعتقدنا أن هذا رائع نوعًا ما - تقتل عصفورين بحجر واحد ، & quot يقول باتيجين. & quot ولكن مع وجود الكوكب يفسر أيضًا هذه المدارات العمودية ، فأنت لا تقتل عصفورين فحسب ، بل تقتل أيضًا طائرًا لم تكن تدرك أنه كان جالسًا في شجرة قريبة. & quot

من أين أتى الكوكب التاسع وكيف انتهى به المطاف في النظام الشمسي الخارجي؟ لطالما اعتقد العلماء أن النظام الشمسي المبكر بدأ بأربعة نوى كوكبية استمرت في الاستيلاء على كل الغاز من حولها ، مكونة الكواكب الغازية الأربعة - كوكب المشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون. بمرور الوقت ، شكلتها الاصطدامات والانبعاثات ونقلتها إلى مواقعها الحالية. "ولكن لا يوجد سبب لعدم وجود خمسة نوى ، بدلاً من أربعة" ، كما يقول براون. يمكن أن يمثل الكوكب التاسع ذلك النواة الخامسة ، وإذا اقترب جدًا من كوكب المشتري أو زحل ، فقد يكون قد تم طرده في مداره البعيد اللامركزي.

يواصل باتيجين وبراون تحسين عمليات المحاكاة الخاصة بهم ومعرفة المزيد عن مدار الكوكب ودورانه وتأثيره على النظام الشمسي البعيد. في غضون ذلك ، بدأ براون وزملاؤه الآخرون البحث في السماء عن الكوكب التاسع. لا يُعرف سوى الكوكب & # x27s المدار الخشن ، وليس الموقع الدقيق للكوكب على هذا المسار الإهليلجي. يقول براون إنه إذا كان الكوكب قريبًا من الحضيض الشمسي ، فيجب أن يكون علماء الفلك قادرين على اكتشافه في الصور التي تم التقاطها من خلال المسوحات السابقة. إذا كان في الجزء الأبعد من مداره ، فستكون هناك حاجة لرؤيته أكبر تلسكوبات في العالم - مثل التلسكوبات المزدوجة التي يبلغ قطرها 10 أمتار في مرصد WM Keck وتلسكوب Subaru ، وكلها في Mauna Kea في هاواي . ومع ذلك ، إذا كان الكوكب التاسع يقع الآن في أي مكان بينهما ، فإن العديد من التلسكوبات لديها فرصة للعثور عليه.

& quot؛ أحب أن أجده & quot؛ يقول براون. & quot ولكن أنا & # x27d أيضًا سأكون سعيدًا تمامًا إذا وجدها شخص آخر. هذا هو سبب نشرنا لهذه الورقة. نأمل أن يستلهم الآخرون ويبدأون البحث. & quot

فيما يتعلق بفهم المزيد عن النظام الشمسي وسياق # x27s في بقية الكون ، يقول باتيجين إنه من ناحيتين ، فإن هذا الكوكب التاسع الذي يبدو مثل هذا الكوكب الغريب بالنسبة لنا سيجعل نظامنا الشمسي أكثر تشابهًا مع الآخر. أنظمة الكواكب التي يجدها علماء الفلك حول النجوم الأخرى. أولاً ، معظم الكواكب حول النجوم الأخرى الشبيهة بالشمس ليس لها نطاق مداري واحد - أي أن بعض المدارات قريبة جدًا من نجومها المضيفة بينما يتبع البعض الآخر مدارات بعيدة بشكل استثنائي. ثانيًا ، تتراوح الكواكب الأكثر شيوعًا حول النجوم الأخرى بين 1 و 10 كتل أرضية.

يقول باتيجين إن أحد أكثر الاكتشافات إثارة للدهشة حول أنظمة الكواكب الأخرى هو أن النوع الأكثر شيوعًا من الكواكب الموجودة هناك يتراوح بين كتلة الأرض وكتلة نبتون. & quot حتى الآن ، كنا نعتقد أن النظام الشمسي يفتقر إلى هذا النوع الأكثر شيوعًا من الكواكب. ربما نحن & # x27 أكثر طبيعية بعد كل شيء. & quot

يضيف براون ، المشهور بالدور المهم الذي لعبه في خفض رتبة بلوتو من كوكب إلى كوكب قزم ، "كل هؤلاء الأشخاص الغاضبين من أن بلوتو لم يعد كوكبًا يمكن أن يسعدهم معرفة أن هناك كوكبًا حقيقيًا هناك لا يزال يتعين العثور عليها ، ومثل يقول. & quot؛ الآن يمكننا أن نذهب ونجد هذا الكوكب ونجعل النظام الشمسي لديه تسعة كواكب مرة أخرى. & quot


الموقف من الشمس

يتبع بلوتو مدارًا إهليلجيًا مرتفعًا للغاية حول الشمس على مسافة متوسطة تبلغ 3.67 مليار ميل أو عند نقطة الحضيض 4.44 مليار كيلومتر (27.6 مليار ميل) وفي الأوج 7.38 مليار كيلومتر (45.8 مليار ميل). نظرًا لبعدها ، تظل درجات الحرارة على الكوكب أقل من درجة التجمد بمتوسط ​​44 درجة كلفن (-229 درجة مئوية أو -380 درجة فهرنهايت). أثناء الحضيض الشمسي ، يعمل بلوتو مثل المذنب إلى حد كبير من حيث أن حرارة الشمس تحول سطحه الجليدي الصلب إلى غاز وترتفع مما يمنحه جوًا مؤقتًا. ومع ذلك ، عندما يتحرك بعيدًا ، تصبح هذه الغازات صلبة مرة أخرى وتسقط على السطح. تستغرق فترة دورانه حول الشمس ما يقرب من 248 عامًا حتى تكتمل ، لذلك لا يُشاهد هذا إلا مرة واحدة في جيل على الأرض.

ومع ذلك ، فهو ليس دائمًا أبعد كوكب عن الشمس. يتسبب مداره الغريب أيضًا في عبور المدارات مع نبتون. وبسبب هذا من 1979 إلى 1999 ، أصبح نبتون أبعد كوكب عن الشمس بدلاً من بلوتو. يحدث هذا كل 248 عامًا عند امتداد 20 عامًا. كما يستغرق حوالي 6.4 يومًا من أيام الأرض حتى يكمل دورانًا كاملًا على الميل المحوري 122.53. أحد الأشياء الغريبة التي جعلت العلماء يخدشون رؤوسهم هي مدارات بلوتو داخل مداره. في الأساس ، يدور حول محوره وهو يدور في دائرة ضيقة صغيرة حول مداره حول الشمس بينما تدور أقمارها الصناعية حولها. يبدو أنه لا يوجد كوكب آخر لديه هذه الميزة المعروفة وغير المعروفة قد تسببت في هذا السلوك الغريب.


اكتشاف بلوتو وحزام كويبر وفهم الكون

تم البحث عن حزام كايبر والأجسام التي تدور داخله ، مثل بلوتو وغيره من "الكواكب القزمة" ولكن لم يتم مشاركتها مع الجمهور كمعرفة عامة للأشخاص خارج مجال علم الفلك. مهمتنا تشبه إلى حد كبير مهمة New Horizons (
لاستكشاف بلوتو وحزام كايبر) هو إثبات أن إعادة التقييم المستمرة للمعرفة العلمية الحالية أمر بالغ الأهمية عند النظر في تقدم الكون وكيف نراه. على سبيل المثال ، أدى اكتشاف بلوتو إلى قيام علماء الفلك بالبحث في المنطقة التي ينتمي إليها بلوتو ، مما أدى بنا إلى إدراكنا لحزام كويبر نفسه. تكمن أهمية دراسة حزام كايبر في القدرة على فحص جميع كائناته ومعرفة المزيد عن كوننا. عندما تم اكتشاف بلوتو في ثلاثينيات القرن العشرين وتم استدعاؤه ككوكب في عام 2006 ، يُعرف اكتشاف الفضاء الذي تم إنجازه بعد نبتون والذي يتضمن كواكب "قزمة" مثل بلوتو ، بالإضافة إلى العديد من الأشياء الأخرى التي يمكن تحديدها ، باسم حزام كايبر. سؤالنا الرئيسي الذي نسعى للإجابة عليه هو "ماذا يعرف علماء الفلك عن حزام كايبر وكذلك الأشياء التي تنتمي إليه ، وما الأساليب التي استخدموها لاكتشاف هذه الأجسام ، ولماذا؟ "

الشكل 1- كلايد تومبو وتلسكوبه O & # 8217Hara، Elva R. (2006). https://www.google.ca/search؟q=clyde+tombaugh&tbm=isch&source=lnt&tbs=sur:fmc&sa=X&ved=0ahUKEwifp_nDyrLXAhXEKGM KHWu6CKAQpwUIHw 1280 & ampprih = 1

اكتشاف بلوتو لبلوتو الآن

تم اكتشاف ما يُعاد تصنيفه الآن على أنه الكوكب القزم في 18 فبراير 1930 بواسطة كلايد تومبو في مرصد لويل. بدأ بيرسيفال لويل النظر في مداري نبتون وأورانوس واقترح أن هناك تغيرًا في الجاذبية بعد نبتون وتنبأ بأن هذا التغير في الجاذبية هو "الكوكب إكس". قبل أن يتمكن من اكتشاف بلوتو ، توفي. ساعدت تنبؤات لويل في أبحاث تومبو وعلماء الفلك الآخرين. قبل Tombaugh عرض عمل من مرصد Lowell ، وبدأ في البحث عن Planet X. في هذه الفترة الزمنية ، كانت هناك طريقة فلكية جديدة لتفسير التغيير على مدى سلسلة من الليالي. تستخدم الطريقة مجهر وميض وكذلك لوحات فوتوغرافية. وكان المرصد يمتلك تلسكوبًا التقط صورتين للسماء في أيام منفصلة لإظهار الحركة. مقارنة وميض ، أداة تعمل على قلب الصور بشكل متكرر بسرعة. في الصور ، ستظل مجرات النجوم ثابتة ولكن يمكن رؤية الأجسام القريبة نظرًا لحركتها في جميع أنحاء السماء. درس تومبو الصورتين لأسابيع وأشهر ، وأخيراً في 18 فبراير 1930 أدرك أن شيئًا ما كان يتحرك عبر الحقل عندما فحص صورة من شهر قبل ذلك. بعد أن قام مرصد لويل وموظفي # 8217 بدراسة نتائج تومبو عن كثب ، قاموا ببث اكتشاف الكوكب التاسع للكوكب X ، والذي يُعرف الآن باسم بلوتو 1.

.
ولكن في عام 2006 ، تمت إعادة تصنيف الكوكب التاسع على أنه كوكب قزم نظرًا لحجمه. يحتوي الاتحاد الفلكي الدولي على ثلاثة مبادئ تحدد ما إذا كان الجسم كوكبًا أم لا. المعيار الثلاثة هو: أنه يدور حول الشمس ، وله كتلة كافية للوصول إلى التوازن الهيدروستاتيكي أو الحصول على شكل كروي ، وله كتلة كافية ليتم اعتباره مهيمنًا في محيطه. يتأهل بلوتو في 2 من 3 من الفئات ، لكن الفئة الأخيرة لا تفي بالمبدأ التوجيهي لأنه يحتوي على كتلة مماثلة مقارنة بالأجسام الأخرى الموجودة في جواره 2.
يقع وضع بلوتو الحالي على مفترق طرق حيث اقترحت مجموعة علمية في عام 2017 تعريفا أحدث لمفهوم كوكب الأرض. سيوسع التعريف الجديد النظام الشمسي إلى حوالي 100
الكواكب 2.

كائنات KBO تستحق الذكر

إن إبقاء شركة بلوتو خارج حزام كويبر ، هي أشياء كثيرة أخرى جديرة بالذكر: Quaoar و Makemake و Haumea و Orcus و Eris كلها أجسام جليدية كبيرة في الحزام. حتى أن العديد منهم لديهم أقمار خاصة بهم. هذه كلها بعيدة للغاية ، ومع ذلك فهي في متناول اليد. تم تصنيف كل من هذه الأجسام الجليدية الكبيرة على أنها كواكب قزمة.
كما تمت مناقشته من قبل ، يجب أن تفي الكائنات بمعايير محددة لتصنيفها على أنها كوكب ، أولاً ، "يجب أن يكون الكائن في مدار مباشر حول الشمس ، ويجب أن يكون في حالة توازن هيدروستاتيكي ، ويجب أن يكون الكائن قادرًا على مسح الأجسام الصغيرة خارج من مداره "2.
لا يمكن تفسير الشرط الأول بشكل خاطئ ، فجميع الكواكب والأشياء الأخرى ، مثل المذنبات والكويكبات ، تدور حول الشمس. لا يختلف بلوتو ، ومع ذلك ، فإن خصائصه المدارية غريبة مقارنة بالكواكب الأخرى. عدة أسباب لذلك هي أن بلوتو وُجد على مستوى مختلف عن الأجسام الأخرى "ويميل بزاوية 17 درجة" 9. وقد لوحظ أيضًا أن الدوران البيضاوي الغريب لبلوتو يتسبب في تداخله مع مدار نبتون. يتسبب مدار بلوتو ذو الشكل الإهليلجي في أن يكون أقرب إلى الشمس في بعض النقاط وأقرب إلى نبتون في أجزاء أخرى من دورانه. كانت آخر مرة "شوهد فيها بلوتو أقرب إلى الشمس من نبتون من 1979 إلى 1999 ولن تتكرر مرة أخرى حتى عام 2227" 9.
الشرط الثاني لكوكب أن يكون في حالة توازن هيدروستاتيكي ، أي أن ضغط الجاذبية يتوازن عن طريق الضغط الذي يتم دفعه للخارج. يجب أن يكون الكوكب كرويًا ، وكلما زادت كتلة الكوكب عن ضغط داخلي أكبر وشكل أكثر استدارة. يوضح مايكل مولتنبري في كتابه Dawn of Small Worlds: Dwarf Planets ، Asteroids ، Comets ، كيف تفشل الكواكب القزمة في إكمال الجزء الثالث من المعايير التي لا تستطيع "مسح منطقتها المدارية بمرور الوقت عن طريق التسبب في اصطدام الأجسام الأصغر بأخرى. الكوكب ، أو التقاطه كقمر صناعي ، أو إجباره على الدخول في مدار رنان "12.

بواسطة لا يوجد مؤلف يمكن قراءته آليًا. يوروكوموتر

يفترض commonswiki (بناءً على مطالبات حقوق النشر). & # 8211 لم يتم توفير مصدر قابل للقراءة آليًا. العمل المفترض (بناءً على مطالبات حقوق النشر). ، CC BY-SA 3.0 ، Link

تم تصنيف أول كوكب قزم ، بلوتو ، في عام 2006 بعد اكتشاف إيريس في عام 2005 مما تسبب في إعادة النظر في الكائنات التي يمكن تصنيفها على أنها كواكب. ومنذ ذلك الحين تم اكتشاف أربعة كواكب قزمة أخرى أو أعيد تصنيف بعض الكواكب القزمة.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى المذنبات قصيرة المدى نظرًا لخصائصها وسلوكياتها الفريدة. المذنبات قصيرة المدى هي تلك التي تستغرق أقل من 200 عام للدوران حول الشمس وتوجد داخل حزام كايبر. المذنبات قصيرة المدى لها "ميول نموذجية أقل بكثير" ، مما يعني أنها "ضمن 30 درجة من مستوى النظام الشمسي". المذنبات مهمة لفهم تكوين النظام الشمسي ، ووفقًا لوكالة ناسا ، قد تكون المذنبات قد جلبت الماء والمركبات العضوية ، وهي اللبنات الأساسية للحياة ، إلى الأرض المبكرة وأجزاء أخرى من النظام الشمسي "2. أشهر مذنب الفترة القصيرة هو هالي.

حزام كايبر

في الفيديو أدناه ، يوضح المقدم مايك براون أن "حزام كايبر عبارة عن مجموعة من الأجسام خارج مدار نبتون" 4 ، وإذا لم يكن نبتون كوكبًا مكتشفًا أو لم يتم تجميعه مطلقًا ، فمن الممكن أن تتجمع الجثث خارج مدار نبتون تشكل كوكبًا جديدًا. بدلاً من ذلك ، قال ب. دانفورد ، وهو كاتب علمي ، إن تكوين نبتون جعل الأشياء غير متاحة للتوحيد مما أدى إلى إنشاء حزام من المواد يقع خارج Neptune & ltsup & gt5 & lt / sup & gt.

بالفيديو- ما هو حزام كويبر؟

كيف أصبح حزام كويبر مثيرًا للاهتمام. كان أول اقتراح لسلسلة محتملة من المذنبات والأجرام السماوية الكبيرة التي كانت خارج حدود الكواكب في عام 1943 من قبل عالم الفلك كينيث إيدجورث. وذكر أن هناك "خزان للمذنبات وراء الكواكب" 5. بعد سماع هذه الظاهرة ، قضى عالم الفلك جيرارد كايبر جزءًا كبيرًا من الوقت في البحث عن الكون ومراقبته. وادعى أن الأجسام التي كانت موجودة على أطراف الكواكب سوف "تتجول في النظام الشمسي الداخلي وتصبح مذنبًا" وهو تفسير لسبب عدم وجود كواكب أكبر من بلوتو بعد نبتون 6.
بعد عقود من تنبؤات كويبر ، ناقش جوليو فرنانديز وجود هذا القرص حول النظام الشمسي واعتقد أنه يجب أن يكون هناك حزام من المذنبات بسبب كمية المذنبات التي لوحظت بدون المنطقة. بدأ ديفيد جيويت ، عالم الفلك ، جين لو ، طالب علم الفلك بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، الاستفادة من تلسكوبات Kitt Peak National ومراصد Cerro Tololo Inter-American للمراقبة خارج أعماق نبتون. بعد خمس سنوات من البحث ، كشف Luu و Jewitt عن اكتشاف أول كائن في حزام Kuiper (KBO). بعد حوالي نصف عام ، عثروا على جسم ثانٍ ، وتبعه العثور على أشياء أخرى كثيرة 6.
استخدم علماء الفلك الكنديون مارتن دنكان وسكوت تريمين وتوم كوين جهاز كمبيوتر لمحاكاة وإثبات أن سحابة أورت لم تكن مسؤولة عن جميع مذنبات الحزام القصير. ومع ذلك ، فإن ورقة فرنانديز التي أشارت إلى وجود "حزام" بعد نبتون ، ساعدت في تحديد المرادف الذي يطابق ما قاله علماء الفلك في الماضي. اسم "حزام كويبر"
مشتق من ورقة فرنانديز لأنه قال في الكلمات الافتتاحية لأطروحته "حزام المذنب" و "كايبر" 6.
تقر كائنات حزام كويبر التي تم اكتشافها بأنه من الممكن أن يحتوي الحزام على العديد من الأجسام الجليدية المتغيرة في الحجم. حاليًا ، تُعرف الأجسام عبر نبتون أو أكبر الأشياء الموجودة في الحزام باسم بلوتو ، وكواوار ، وإكسيون ، وفارونا ، وهوميا. كان علماء الفلك يتابعون المذنبات قصيرة المدى حيث كان إطارها الزمني أقل من 200 عام من حيث نشأت في الحزام 7.

الشكل 3: صورة لحزام كويبر ، اعتمادات لموقع laurinemoreau.com الخاص بحقائق الفضاء space-facts.com/kuiper-belt

مهمة آفاق جديدة

نيو هورايزونز هي أول مهمة لاستكشاف بلوتو وأقماره وحزام كايبر وجميع الأجسام الجليدية الموجودة بداخله. تم إطلاق المركبة الفضائية في عام 2006 ووصلت أخيرًا إلى بلوتو بعد 9.5 سنوات في عام 2015. هذا يبدو وكأنه وقت طويل جدًا ، ولكن في الواقع ، فإن نيو هورايزونز & # 8217 هي "أسرع مركبة فضائية على الإطلاق تغادر الأرض تسير بسرعة 36،373 كم / ساعة 1 1 وسافر أكثر من 3 مليارات ميل للوصول إلى بلوتو.
في عام 2015 ، تمكنت المركبة الفضائية من الوصول إلى هذه المنطقة ، والتقاط أول صور عن قرب لجسم حزام كايبر ، وصور لسطح بلوتو. اكتشفوا أنه على الرغم من حجم بلوتو ، إلا أنه موطن لأكبر نهر جليدي على أي كوكب موجود في النظام الشمسي. يبلغ طول النهر الجليدي أكثر من 1000 كيلومتر ، وسمكه 4 كيلومترات ، ويقدر أن يبلغ سمكه 4 كيلومترات "11.

كان الاكتشاف الآخر غير المتوقع هو الميزة على شكل قلب الموجودة على كوكب بلوتو. توقع علماء الفلك اكتشاف أشياء مذهلة ، لكنهم لم يتوقعوا عودة "ملاحظة حب" إلى الأرض "8 من الكوكب القزم.

بواسطة NASA / معمل الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد الأبحاث الجنوبية الغربية & # 8211 http://pluto.jhuapl.edu/Multimedia/Science-Photos/image.php؟gallery_id=2&image_id=243 ، المجال العام ، الرابط

بالقرب من فوهة البركان على شكل قلب ، تمكنت نيو هورايزونز أيضًا من إلقاء نظرة عن قرب على سلاسل الجبال وقممها التي يبلغ ارتفاعها "11000" قدم فوق سطح بلوتو. أثارت هذه النتائج حماسة فريق أبحاث ناسا لأنها واحدة من أصغر الأسطح في النظام الشمسي "بعمر 100 مليون سنة فقط" 11. بعد مهمة التحليق إلى بلوتو والعديد من الاكتشافات المثيرة ، تم إعطاء الضوء الأخضر لتمديد مهمة نيو هورايزونز.

أعلنت مديرة عمليات المهمات أليس بومان أن مهمة نيو هورايزونز ستستكشف مسافة أبعد في حزام كايبر ومددت المهمة حتى عام 2019. يعد حزام كويبر ، الضخم وغير المكتشف ، مصدرًا للعديد من المذنبات ويحتوي على الجليد القديم الذي تشكل في البداية للنظام الشمسي. دعونا نأمل أن تكون New Horizons مجرد بداية لعقود مقبلة من البحث في هذه المنطقة الغامضة.

فيديو: "بلوتو وحزام كويبر والتاريخ المبكر للنظام الشمسي" & # 8211 رينو مالهوترا (محادثات SETI)

من هو رينو مالهوترا؟

رينو مالهوترا أستاذ في جامعة أريزونا ، وقد ركز مؤخرًا على "تاريخ الهجرة المدارية للكواكب العملاقة ، والفوضى ، والاستقرار في حزام كويبر ، وديناميكيات الكويكبات القريبة من الأرض والحزام الرئيسي ، وتاريخ القصف النيزكي الكواكب الأرضية ، وبنيات أنظمة الكواكب الخارجية "10. تم تضمين حديثها عن SETI في هذا الموقع الإلكتروني لأنها تقدم شرحًا واضحًا وموجزًا ​​عن حزام كايبر وبلوتو والدور المهم الذي يلعبانه في نظامنا الشمسي.
وتقول: "بلوتو هو" المسدس الدخاني "لبعض الأحداث الدرامية التي شكلت نظامنا الشمسي منذ زمن بعيد". يوضح Renu Malhotra أيضًا أن كائنات KBO مثيرة جدًا لأنها "بقايا اللبنات الأساسية لنظامنا الشمسي.
في الختام والإجابة على السؤال الأولي ، "ما الذي يعرفه علماء الفلك عن حزام كايبر وكذلك الأشياء التي تنتمي إليه ، وما الأساليب التي استخدموها لاكتشاف هذه الأجسام ، ولماذا ؟، من المهم جدًا ملاحظة أن كوننا يتغير باستمرار والمنهجية التي يستخدمها العلماء لاكتشاف الأجسام الفلكية الجديدة تعتمد على المعايير الموجودة على بلوتو. توقع علماء الفلك اكتشاف أشياء مذهلة ، لكنهم لم يتوقعوا عودة "ملاحظة حب" إلى الأرض "8 من الكوكب القزم. بالقرب من فوهة البركان على شكل قلب ، تمكنت نيو هورايزونز أيضًا من إلقاء نظرة عن قرب على سلاسل الجبال وقممها التي يبلغ ارتفاعها "11000" قدم فوق سطح بلوتو. أثارت هذه النتائج إعجاب فريق البحث في وكالة ناسا لأنها واحدة من أصغر الأسطح في النظام الشمسي "بعمر 100 مليون عام فقط" 11. بعد مهمة flyby إلى بلوتو والعديد من الاكتشافات المثيرة ، تم إعطاء الضوء الأخضر لتمديد مهمة New Horizons.
وأجرى علماء الفلك السابقون بحثًا. بدون تقنيات البحث الخاصة بهم ، سيظل كوننا يتغير باستمرار ، ولكن بدون اعتراف أو دليل ليكون قادرًا على إثبات التقدم. يعد حزام كايبر مثالًا رئيسيًا على كيف يمكن لتقنيات البحث مثل تلك المستخدمة لاكتشاف بلوتو ، أن تؤدي إلى اكتشاف أجسام فلكية إضافية.


علم فلك الكواكب

تم إطلاق القمر الصناعي New Horizons في يناير 2006 في مهمة استمرت عقدًا من الزمن لرصد الكوكب القزم بلوتو (الشكل 1) وقمره شارون (الشكل 1) وأجسام حزام كايبر. قامت بتحليقها فوق بلوتو في عام 2015 وستواصل مهمتها الثانوية لمراقبة ودراسة كائنات حزام كايبر الأخرى خلال العقد المقبل. تمكنت نيو هورايزونز من تقديم اكتشافات جديدة وتأكيد التنبؤات التي تم إجراؤها حول بلوتو وقمرها القزم التوأم شارون. باستخدام الأجهزة المناسبة ، كشفت مهمة New Horizons أن بلوتو ، إلى جانب قمره Charon ، لهما جيولوجيا معقدة بشكل مدهش مع جو فريد ومناخ.

تقدم مهمة القمر الصناعي نيو هورايزونز معلومات ذات صلة وهامة لمشاركتها مع الجمهور. كان يعتقد أن بلوتو كان كوكبًا قزمًا باردًا وميتًا ، لكن هذه النظرية أبعد ما تكون عن الصحة. يمتلك بلوتو جيولوجيا نشطة ومتنوعة مثله مثل شارون. يُذهل الغلاف الجوي الأزرق لبلوتو العلماء بوجود طبقات ضباب متعددة مختلفة عما شوهد من قبل. على الرغم من أن الغلاف الجوي لشارون قد يكون قليلًا أو معدومًا ، إلا أن جاذبيته قد تسحب الغازات المتسربة من بلوتو. سوف تتحدى البيانات التي تم جمعها تصور عامة الناس عن بلوتو وشارون وغيرهما من أجسام حزام كايبر. Sharing the new findings and discoveries of the New Horizons with the general public will help people better understand the far reaches of our solar system.

Uncovering Pluto and Beyond (Winter 2018)

Pluto was part of our Planet Family for a long time, as the 9th planet in our Solar System since its discovery in 1930 by Clyde Tombaugh. However nearly eight decades later in 2006, Pluto was reclassified as a dwarf Planet by the International Astronomical Union (IAU). One of the reasons for this is that it does not meet the criteria, specifically “clearing its own neighbourhood.” This means that Pluto has become gravitationally dormant there are no other bodies under its gravitational influence other than its own satellites. Pluto is now considered to be just one of many Dwarf Planets found in the Kuiper Belt. The Kuiper Belt is a large region of asteroids and other debris in the shape of a ring outside the radius of Neptune’s orbit. Pluto is one of the largest Dwarf planets in the Kuiper Belt. This paper will discuss all the findings on Pluto, and the technological advances that brought about these findings. This paper will also unpack NASA’s New Horizons Missions, its instruments and new discoveries.

The Discovery of Pluto, The Kuiper Belt and Understanding the Universe (Fall 2017)

The Kuiper Belt and the bodies orbiting within it, such as Pluto and other “dwarf planets” have been researched but have not been shared with the public as common knowledge to people outside the astronomy field. Our mission much like New Horizons’ mission (to explore Pluto and the Kuiper Belt) is to demonstrate that the continuous reassessment of existing scientific knowledge is crucial when considering the progression of the universe and how we see it. For example, the discovery of Pluto has led astronomers to research the region of which Pluto belongs to, leading us to our awareness of the Kuiper Belt itself. The importance of studying the Kuiper Belt is being able to investigate all of its objects and to learn more about our universe. When Pluto was discovered in the 1930’s and recalled as a planet in 2006, the discovery of the fulfilled space past Neptune that includes “Dwarf” planets like Pluto, as well as many other identifiable objects, is known as the Kuiper Belt. Our main question that we seek to answer is “What do astronomers know about the Kuiper Belt as well as the objects that belong to it, what methods did they use to discover these objects, and why? "

Courtesy of NASA/JHUAPL/SwRI

Pluto and the New Horizons mission (Spring 2017)

Discovered in 1930 by American astronomer Clyde Tombaugh, Pluto was considered by many to be the final planet in our solar system. That changed in 2006 following the reclassification of the term “planet” by the International Astronomical Union. With the discoveries of Ceres, Haumea, Makemake and Eris, the IAU reconsidered Pluto’s planetary status as Pluto had more similarities and qualities to these objects than to other planets in the solar system. Through the Dawn Mission, scientists were able to observe what are now known as dwarf planets and re-evaluate their classifications as they understood the universe in more depth. In 2015, the New Horizons mission successfully completed it’s mission to Pluto and several important discoveries were made as a result of it’s historic flyby.

Courtesy of Space Facts/Laurine Moreau

Pluto and the Kuiper Belt (Winter 2017)

Pluto’s discovery in 1930 by Clyde W. Tombaugh brought about a revolutionary shift in the way astronomers viewed our solar system. For nearly a century afterwards, Pluto was considered to be the ninth planet in our solar system. However, with the discovery of QB1 in 1992, as well as Sedna, and then Eris in 2005, scientists were forced to re-evaluate their position in regards to Pluto’s planetary status.

How Does Position Affect Geology? (Fall 2016)

The goal of the study was to compare and contrast the geological features between Mercury and Pluto. These two bodies were chosen due to their extreme orbital radius differences in relation to the sun, with their overall size being quite similar. The data for this study was obtained by focusing on two particular satellite missions: MESSENGER, which explored Mercury, and New Horizon, which explored Pluto. Through this data the geological similarities and differences were compared.


Courtesy of Christopher Altrogge

Out-Of-This-World Teaching Strategies (Winter 2016)

This page is a resource designed for teachers who are looking for fun and easy ways to present the science of astronomy and the solar system to students.

Courtesy of NASA/JHUAPL/SwRI

Pluto and the Kuiper Belt (Winter 2016)

In 2006, the International Astronomical Union (IAU) passed two resolutions that resonated strongly with the public and had an immediate impact on elementary school curricula. The first was a change in the definition of what it means for an object in our Solar System to be a “planet”. The second introduced and defined the term “dwarf planets”. The notorious revision of these definitions stripped Pluto of its planetary status and took the world by storm. It is important to understand why the definition of a planet had to be changed and why Pluto, despite being reclassified, is still essential to our understanding of our solar system.


Why is it named Kuiper?

The Kuiper Belt is named after a scientist named Gerard Kuiper. In 1951 he had the idea that a belt of icy bodies might have existed beyond Neptune when the solar system formed. He was trying to explain where comets with small orbits came from. No one had seen anything out there yet because it’s hard to see small comets past Neptune even with the best telescopes. But even without being able to see it with his own eyes, Kuiper made a prediction. And it turned out to be right.


Researchers Find Evidence of a Real Ninth Planet

This artistic rendering shows the distant view from Planet Nine back towards the sun. The planet is thought to be gaseous, similar to Uranus and Neptune. Hypothetical lightning lights up the night side. Image Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC) Caltech researchers have found evidence of a giant planet tracing a bizarre, highly elongated orbit in the outer solar system. The object, which the researchers have nicknamed Planet Nine, has a mass about ten times that of Earth and orbits about 20 times farther from the sun on average than does Neptune (which orbits the sun at an average distance of 2.8 billion miles). In fact, it would take this new planet between 10,000 and 20,000 years to make just one full orbit around the sun.

The researchers, Konstantin Batygin and Mike Brown, discovered the planet's existence through mathematical modeling and computer simulations but have not yet observed the object directly.

"This would be a real ninth planet," says Brown, the Richard and Barbara Rosenberg Professor of Planetary Astronomy at Caltech. "There have only been two true planets discovered since ancient times, and this would be a third. It's a pretty substantial chunk of our solar system that's still out there to be found, which is pretty exciting."

Brown notes that the putative ninth planet&mdashat 5,000 times the mass of Pluto&mdashis sufficiently large that there should be no debate about whether it is a true planet. Unlike the class of smaller objects now known as dwarf planets, Planet Nine gravitationally dominates its neighborhood of the solar system. In fact, it dominates a region larger than any of the other known planets&mdasha fact that Brown says makes it "the most planet-y of the planets in the whole solar system."

Batygin and Brown describe their work in the current issue of the المجلة الفلكية and show how Planet Nine helps explain a number of mysterious features of the field of icy objects and debris beyond Neptune known as the Kuiper Belt.

"Although we were initially quite skeptical that this planet could exist, as we continued to investigate its orbit and what it would mean for the outer solar system, we become increasingly convinced that it is out there," says Batygin, an assistant professor of planetary science. "For the first time in over 150 years, there is solid evidence that the solar system's planetary census is incomplete."

The road to the theoretical discovery was not straightforward. In 2014, a former postdoc of Brown's, Chad Trujillo, and his colleague Scott Sheppard published a paper noting that 13 of the most distant objects in the Kuiper Belt are similar with respect to an obscure orbital feature. To explain that similarity, they suggested the possible presence of a small planet. Brown thought the planet solution was unlikely, but his interest was piqued.

He took the problem down the hall to Batygin, and the two started what became a year-and-a-half-long collaboration to investigate the distant objects. As an observer and a theorist, respectively, the researchers approached the work from very different perspectives&mdashBrown as someone who looks at the sky and tries to anchor everything in the context of what can be seen, and Batygin as someone who puts himself within the context of dynamics, considering how things might work from a physics standpoint. Those differences allowed the researchers to challenge each other's ideas and to consider new possibilities. "I would bring in some of these observational aspects he would come back with arguments from theory, and we would push each other. I don't think the discovery would have happened without that back and forth," says Brown. " It was perhaps the most fun year of working on a problem in the solar system that I've ever had."

Fairly quickly Batygin and Brown realized that the six most distant objects from Trujillo and Sheppard's original collection all follow elliptical orbits that point in the same direction in physical space. That is particularly surprising because the outermost points of their orbits move around the solar system, and they travel at different rates.

"It's almost like having six hands on a clock all moving at different rates, and when you happen to look up, they're all in exactly the same place," says Brown. The odds of having that happen are something like 1 in 100, he says. But on top of that, the orbits of the six objects are also all tilted in the same way&mdashpointing about 30 degrees downward in the same direction relative to the plane of the eight known planets. The probability of that happening is about 0.007 percent. "Basically it shouldn't happen randomly," Brown says. "So we thought something else must be shaping these orbits."

The first possibility they investigated was that perhaps there are enough distant Kuiper Belt objects&mdashsome of which have not yet been discovered&mdashto exert the gravity needed to keep that subpopulation clustered together. The researchers quickly ruled this out when it turned out that such a scenario would require the Kuiper Belt to have about 100 times the mass it has today.

That left them with the idea of a planet. Their first instinct was to run simulations involving a planet in a distant orbit that encircled the orbits of the six Kuiper Belt objects, acting like a giant lasso to wrangle them into their alignment. Batygin says that almost works but does not provide the observed eccentricities precisely. "Close, but no cigar," he says.

Then, effectively by accident, Batygin and Brown noticed that if they ran their simulations with a massive planet in an anti-aligned orbit&mdashan orbit in which the planet's closest approach to the sun, or perihelion, is 180 degrees across from the perihelion of all the other objects and known planets&mdashthe distant Kuiper Belt objects in the simulation assumed the alignment that is actually observed.

"Your natural response is 'This orbital geometry can't be right. This can't be stable over the long term because, after all, this would cause the planet and these objects to meet and eventually collide,'" says Batygin. But through a mechanism known as mean-motion resonance, the anti-aligned orbit of the ninth planet actually prevents the Kuiper Belt objects from colliding with it and keeps them aligned. As orbiting objects approach each other they exchange energy. So, for example, for every four orbits Planet Nine makes, a distant Kuiper Belt object might complete nine orbits. They never collide. Instead, like a parent maintaining the arc of a child on a swing with periodic pushes, Planet Nine nudges the orbits of distant Kuiper Belt objects such that their configuration with relation to the planet is preserved.

"Still, I was very skeptical," says Batygin. "I had never seen anything like this in celestial mechanics."

But little by little, as the researchers investigated additional features and consequences of the model, they became persuaded. "A good theory should not only explain things that you set out to explain. It should hopefully explain things that you didn't set out to explain and make predictions that are testable," says Batygin.

And indeed Planet Nine's existence helps explain more than just the alignment of the distant Kuiper Belt objects. It also provides an explanation for the mysterious orbits that two of them trace. The first of those objects, dubbed Sedna, was discovered by Brown in 2003. Unlike standard-variety Kuiper Belt objects, which get gravitationally "kicked out" by Neptune and then return back to it, Sedna never gets very close to Neptune. A second object like Sedna, known as 2012 VP113, was announced by Trujillo and Sheppard in 2014. Batygin and Brown found that the presence of Planet Nine in its proposed orbit naturally produces Sedna-like objects by taking a standard Kuiper Belt object and slowly pulling it away into an orbit less connected to Neptune.

A predicted consequence of Planet Nine is that a second set of confined objects should also exist. These objects are forced into positions at right angles to Planet Nine and into orbits that are perpendicular to the plane of the solar system. Five known objects (blue) fit this prediction precisely. Image Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC) [Diagram was created using WorldWide Telescope.] But the real kicker for the researchers was the fact that their simulations also predicted that there would be objects in the Kuiper Belt on orbits inclined perpendicularly to the plane of the planets. Batygin kept finding evidence for these in his simulations and took them to Brown. "Suddenly I realized there are objects like that," recalls Brown. In the last three years, observers have identified four objects tracing orbits roughly along one perpendicular line from Neptune and one object along another. "We plotted up the positions of those objects and their orbits, and they matched the simulations exactly," says Brown. "When we found that, my jaw sort of hit the floor."

"When the simulation aligned the distant Kuiper Belt objects and created objects like Sedna, we thought this is kind of awesome&mdashyou kill two birds with one stone," says Batygin. "But with the existence of the planet also explaining these perpendicular orbits, not only do you kill two birds, you also take down a bird that you didn't realize was sitting in a nearby tree."

Where did Planet Nine come from and how did it end up in the outer solar system? Scientists have long believed that the early solar system began with four planetary cores that went on to grab all of the gas around them, forming the four gas planets&mdashJupiter, Saturn, Uranus, and Neptune. Over time, collisions and ejections shaped them and moved them out to their present locations. "But there is no reason that there could not have been five cores, rather than four," says Brown. Planet Nine could represent that fifth core, and if it got too close to Jupiter or Saturn, it could have been ejected into its distant, eccentric orbit.

Batygin and Brown continue to refine their simulations and learn more about the planet's orbit and its influence on the distant solar system. Meanwhile, Brown and other colleagues have begun searching the skies for Planet Nine. Only the planet's rough orbit is known, not the precise location of the planet on that elliptical path. If the planet happens to be close to its perihelion, Brown says, astronomers should be able to spot it in images captured by previous surveys. If it is in the most distant part of its orbit, the world's largest telescopes&mdashsuch as the twin 10-meter telescopes at the W. M. Keck Observatory and the Subaru Telescope, all on Mauna Kea in Hawaii&mdashwill be needed to see it. If, however, Planet Nine is now located anywhere in between, many telescopes have a shot at finding it.

"I would love to find it," says Brown. "But I'd also be perfectly happy if someone else found it. That is why we're publishing this paper. We hope that other people are going to get inspired and start searching."

In terms of understanding more about the solar system's context in the rest of the universe, Batygin says that in a couple of ways, this ninth planet that seems like such an oddball to us would actually make our solar system more similar to the other planetary systems that astronomers are finding around other stars. First, most of the planets around other sunlike stars have no single orbital range&mdashthat is, some orbit extremely close to their host stars while others follow exceptionally distant orbits. Second, the most common planets around other stars range between 1 and ten Earth-masses.

"One of the most startling discoveries about other planetary systems has been that the most common type of planet out there has a mass between that of Earth and that of Neptune," says Batygin. "Until now, we've thought that the solar system was lacking in this most common type of planet. Maybe we're more normal after all."

Brown, well known for the significant role he played in the demotion of Pluto from a planet to a dwarf planet adds, "All those people who are mad that Pluto is no longer a planet can be thrilled to know that there is a real planet out there still to be found," he says. "Now we can go and find this planet and make the solar system have nine planets once again."

The paper is titled "Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System."


Space debris is ninth planet

On our local news today, they said that the so called ninth planet is nothing but space debris. We had a ninth planet, and some wanted to dis-own it after all these years, and are trying to replace it with space debris. The news was WRAL TV in Raleigh NC. You can probably pull it up and find the story and read it. Hang in there Pluto!

#2 Astroman007

I don't think so, but alright. That's your unidentified (red flag #1) local news' (red flag #2) opinion.

#3 rowdy388

Nothing wrong with space debris. Everyone and everything is made up of space debris.

#4 Starman1

The total mass of the entire Kuiper Belt (Pluto, Eris, et.al) is estimated to be between 1/25 and 1/10 the mass of the Earth and divided into thousands of bodies.

#5 James6685

The total mass of the entire Kuiper Belt (Pluto, Eris, et.al) is estimated to be between 1/25 and 1/10 the mass of the Earth and divided into thousands of bodies.

نعم. Space Debris.

Wow, a cool piece of knowledge. Learn something new everyday. Thanks, Don.

#6 NinePlanets

Number nine has five moons.

That's more moons than all the planets of the inner solar system combined.

Edited by NinePlanets, 24 January 2019 - 09:31 PM.

#7 csrlice12

#8 penguinx64

Pluto is smaller than the Earth's Moon:

Does that make the Moon a dwarf planet too?

#9 Asbytec

If we counted space debris, we'd have 10's or 100's of thousands of planets. More than any other solar system in the universe. Cuz we cheated.

#10 Ed D

You can't believe everything that Goofy newscaster says about Pluto.

#11 Araguaia

Pluto is smaller than the Earth's Moon:

https://qph.fs.quora. 85828228bd606-c

Does that make the Moon a dwarf planet too?

There really are only two kinds of large object: differentiated and undifferentiated.

Differentiated objects are big enough to have molten, mixed, and then distill themselves into layers, which solidify in a spherical shape. They therefore develop concentrations of things like iron, water, etc., and if large enough, gaseous atmospheres. You can recognize them by their roundness and might as well call all of them planets, although some are moons of larger planets.

Undifferentiated objects are small or medium piles of primordial junk, all mixed up, never molten or distilled. They don't become spherical and can't develop geological activity, atmospheres, liquid oceans, ice caps, magnetic fields, life.

All this "planet" vs "dwarf planet" bit is just so much IAU nonsense, promoted by the sort of people that once argued about angels on the heads of pins.

#12 mvas

Pluto is smaller than the Earth's Moon:

https://qph.fs.quora. 85828228bd606-c

Does that make the Moon a dwarf planet too?

No, our moon is not a dwarf planet .

# 13 ستارمان

If you look at it from the POV of the sun, the Earth and Moon are co-orbiting planets, not planet and moon.

The moon's path around the sun looks a bit like a fairly flat sinusoidal wave, with the Earth and moon playing leap frog.

#14 rowdy388

I consider the Earth-Moon a double planet system and I consider Pluto-Charon a double dwarf

planetary system in my wacky world.

Planet Nine I thought was that newly "discovered to exist but not actually discovered" 10 Earth

mass planet in the Kuiper Belt on a highly elliptical orbit that explains the other eccentric Kuiper

Belt orbits in the small known objects. Ten earth masses is probably more mass than could have

collected from that far out. It may have formed in the inner solar system and been pushed out at

the time of planetary migration. Or it could even be stolen from another star.

#15 leonard

Maybe the mystery mass was an intergalactic free body snagged by old Sol . Could be far older than this system .

#16 B l a k S t a r

This article references a recent paper that satisfies the orbits behaviour with no mystery planet by modelling the Kuiper belt at several to 10x Earth mass. Interesting hypothesis.

#17 rowdy388

The total mass of the entire Kuiper Belt (Pluto, Eris, et.al) is estimated to be between 1/25 and 1/10 the mass of the Earth and divided into thousands of bodies.

نعم. Space Debris.

Well, no one knows for sure of course but my guess is that there isn't 10 earth masses worth of debris

out there. There isn't supposed to be that much left over material out there. One tenth mass of debris

combined with one ten mass planet nine makes more sense in my crazy head. The ten mass planet wouldn't

have formed in the region it's now in of course. The fact we haven't actually seen it it yet isn't a problem because

of its extreme elliptic orbit out of the plane of the solar system.

#18 Araguaia

I consider the Earth-Moon a double planet system and I consider Pluto-Charon a double dwarf

planetary system in my wacky world.

Technically, Earth-Moon doesn't qualify because the center of mass is inside the Earth.

Pluto-Charon qualifies, as well as Sun-Jupiter!

Now there is an argument for the IAU idlers: what do you call Sun-Jupiter? A binary what?

#19 rowdy388

Technically, Earth-Moon doesn't qualify because the center of mass is inside the Earth.

Pluto-Charon qualifies, as well as Sun-Jupiter!

Now there is an argument for the IAU idlers: what do you call Sun-Jupiter? A binary what?

As I see it, the earth-moon system isn't yet stable: the moon is moving further away every year.

Eventually the center of mass will be في الخارج the earth and both will be tidally locked to each

other. Does the definition switch to double planet at that time? I think the circumstances warrant

it a double planetary system now.

Jupiter may be a bully in our solar system but in many exo-systems it would be just an average

planet. It has just a fraction of the mass necessary to be a brown dwarf failed star. We are definitely

#20 csrlice12

Truthfully, its ALL space debris. the Earth, the sun, the solar system, the galaxy. الكون. all formed from the primordial goo that was the big bang. even we are made of space debris.

#21 Sequimite

The total mass of the entire Kuiper Belt (Pluto, Eris, et.al) is estimated to be between 1/25 and 1/10 the mass of the Earth and divided into thousands of bodies.

نعم. Space Debris.

I think you are premature in this pronouncement. The estimate I've seen is trillions of objects which we mostly can't see. Based on analysis of orbits, astronomers are looking for an object within the Kuiper Belt which is ten times the mass of the Earth.

#22 B l a k S t a r

Now, who you jivin' with that cosmic debris …

#23 williew

I've heard that one of the qualifications for being a full blown planet is to be massive enough to clear the area around it's orbit. (Suck in all that space debris.) Pluto is not big enough to be alone. ….So they say.

#24 Starman1

one of the ways to estimate mass in a belt is by an infrared survey.

every body in orbit absorbs solar energy and re-emits it in th IR.

That's how the mass of the asteroid belt between Mars and Jupiter is estimated to be 1.5 million bodies totaling about 4% of the mass of our moon,

with the 4 largest asteroids containing about half of that mass.

That is one of the "flies in the ointment" about the 10 Earth mass TNO: it would be fairly bright in the IR.

Gladman, Brett et al. (August 2001). "The structure of the Kuiper belt". Astronomical Journal. 122 (2): 1051–1066. Bibcode:2001AJ. 122.1051G. doi:10.1086/322080.

#25 MrPeanut

There really are only two kinds of large object: differentiated and undifferentiated.

Differentiated objects are big enough to have molten, mixed, and then distill themselves into layers, which solidify in a spherical shape. They therefore develop concentrations of things like iron, water, etc., and if large enough, gaseous atmospheres. You can recognize them by their roundness and might as well call all of them planets, although some are moons of larger planets.

Undifferentiated objects are small or medium piles of primordial junk, all mixed up, never molten or distilled. They don't become spherical and can't develop geological activity, atmospheres, liquid oceans, ice caps, magnetic fields, life.

All this "planet" vs "dwarf planet" bit is just so much IAU nonsense, promoted by the sort of people that once argued about angels on the heads of pins.


Scholars Online Astronomy - Chapter 14: Uranus, Neptune, Pluto, and the Kuiper Belt: Remote Worlds

Optional Websites: Explore the SETI Planetary Rings Node, part of JPL's planetary data system. This website allows scientists to gain access to data on planetary rings and moons to carry out their own research.

Chat Preparation Activities

  • Essay question: The Moodle forum for the session will assign a specific study question for you to prepare for chat. You need to read this question and post your answer قبل chat starts for this session.
  • Go over the list of Key Words and Key Ideas at the end of the chapter. If you don't remember the definition of the key word, review its use (the page number on which it is explained is given).
  • Read through the Review Questions and be prepared to discuss them in class. If any of them confuses you, ask about it!
  • Mastery Exercise: The Moodle Mastery exercise for the chapter will contain sections related to our chat topic. Try to complete these before the chat starts, so that you can ask questions.

Chapter Quiz

  • Required: Complete the Mastery exercise with a passing score of 85% or better.
  • Go to the Moodle and take the quiz for this chat session to see how much you already know about astronomy!

Lab Work

© 2005 - 2021 This course is offered through Scholars Online, a non-profit organization supporting classical Christian education through online courses. Permission to copy course content (lessons and labs) for personal study is granted to students currently or formerly enrolled in the course through Scholars Online. Reproduction for any other purpose, without the express written consent of the author, is prohibited.


New Studies Support Existence of Massive 9th Planet

Pluto used to be the ninth planet, but it lost that distinction several years back. It became the first of many dwarf planets in the outer reaches of the solar system, but there’s a hint something larger may lurk out there. Scientists have been on the hunt for a true ninth planet since 2014, and a pair of new studies provide more evidence that such an object exists.

The Kuiper Belt exists in the space out past the orbit of Neptune, so Pluto and the other objects in this region of space are often called Kuiper Belt Objects (KBO). While studying the orbits of KBOs discovered in recent years, astronomers Michael Brown and Konstantin Batygin of Caltech realized there was an unusual clustering or orbits. According to the 2014 paper, this suggests the existence of a super-Earth body in the outer solar system.

Thus far, no one has been able to turn up direct evidence the so-called “Planet Nine” exists, but the new studies add weight to the hypothesis. Fred Adams from the University of Michigan believes that Planet Nine will be spotted within the next 10 to 15 years. In his latest study, Adams used computer models of the solar system’s evolution to simulate how Planet Nine might fit into our little corner of the universe.

According to Adams, the analysis suggests that Planet Nine is smaller and closer to the sun than previously thought. The team’s model predicts Planet Nine is about five to ten times as massive as Earth and orbits approximately 37 billion miles (60 billion kilometers) away. That estimate makes sense, as astronomers have detected similarly sized planets in other solar systems, but there aren’t any among the known planets here.

Planet Nine may be the cause of the clustering of KBO orbits.

Another study from Brown and Batygin examines what we know of the clustered KBO orbits. The researchers looked for bias in each observation, finding a one in 500 chance the observations were inaccurate.

That points to something causing KBOs to organize into these skewed orbits. Other teams have suggested the cumulative gravity from many small objects could affect orbits like this. Still others say a massive object like a brown dwarf grazing the solar system could nudge KBOs into such orbits. For now, the answer is unclear, but the new studies support the idea that Planet Nine exists.


شاهد الفيديو: أدلة على وجود الكوكب التاسع (قد 2022).