אַסטרוֹנוֹמִיָה

עד כמה השמש הייתה בוהקת מכוכב הלכת התשע ההיפותטי שהציע קאלטק?

עד כמה השמש הייתה בוהקת מכוכב הלכת התשע ההיפותטי שהציע קאלטק?

כוכב הלכת התיאורטי התשע, שהוצעו על ידי מייק בראון וקאלטאנטין בטיגין של קלטק, אמור להיות במסלול של 15-20 אלף שנה. עד כמה זוהרת השמש הייתה מכוכב התשע אפליון ופריהליון?


בין $ 1 / 40,000 $ ל- $ 1 / 8,000,000 $ מהבהירות כפי שנראית מכדור הארץ, תלוי מה המסלול בפועל יתגלה, והיכן כדור הארץ נמצא בתקופת מסלול של 15,000 $ לשנה.

הבהירות יורדת כ- $ dfrac {1} {r ^ 2} $ עם מרחק ממקור האור. כדור הארץ הוא $ 1 ~ textrm {AU}. $ כוכב הלכת התיאורטי הוא 200 $ ~ textrm {AU} $ כשהוא הכי קרוב לשמש, ועד 2800 $ ~ textrm {AU} $ בנקודה הכי רחוקה מהשמש בקצה העליון של המסלול המשוער.


אז למשל $ 1/200 ^ 2 = 1 / 40,000 $ מהבהירות (בהירות) כפי שנראית מכדור הארץ.

לאופן בו אדם יחווה זאת, אנו יכולים להמיר לערך חשיפה כפי שמשתמשים בצילום: ההבדל בערך החשיפה (צילום 'עצירות') הוא $ log 2 $ מיחס הבהירות, כך שיהיה לנו $ 15 $ עד $ 23 $ עוצר פחות אור מאשר בכדור הארץ. צהריים שטופת שמש על כדור הארץ היא $ 15 ~ textrm {EV}. $

אז הבהירות בצהריים על פני כדור הארץ תהיה:

  • במחיר של 200 $ ~ textrm {AU}, מסלול הכוכב $ הכי קרוב לשמש: בערך $ 0 ~ textrm {EV}, $ זהה בערך לפנים מוארים עמום

  • $ 400 ~ textrm {AU}, $ גבול תחתון בציר חצי עיקרי: $ -2 ~ textrm {EV}, $ דומה לנוף המואר על ידי הירח המלא

  • $ 1500 ~ textrm {AU}, $ גבול עליון על הציר העיקרי למחצה: $ -6 ~ textrm {EV}, $ דומה לנוף המואר ברבע ירח

  • $ 2800 ~ textrm {AU}, $ גבול עליון על אפליון (הנקודה במסלול הרחוק ביותר מהשמש): $ -8 ~ textrm {EV}. $ זה יהיה חשוך, אבל כנראה שעדיין היית רואה מספיק כדי להימנע נתקל בדברים.


אם זה קיים, אז במסלול יש פריהליון של אולי 300 או"א ואפליון של אולי 2700 או.

אז אתה יכול פשוט לשנות את מידת הבהירות $ m = -26.7 $ של השמש בכדור הארץ. זה יהיה בין 12.4 ל 17.1 בעוצמה חלשה יותר. אז עדיין הרבה יותר בהיר מכוכב הבהיר הבא בשמיים.


האם 'פלנט תשע' יכול להיות כוכב לכת נוכלים?

מחקר שנערך לאחרונה טוען כי כוכב הלכת תשע יכול היה ללכת לאיבוד על ידי מערכת סולארית אחרת ואז להתעלף מהפסולת הבין-גלקטית בגלל כוח המשיכה של השמש שלנו.

מאז שהמדענים הציעו את קיומו של "פלאנט תשע", אסטרונומים חיפשו את השמים אחר סימני הגוף החמקמק. אך אם כוכב הלכת אכן קיים, הוא רחוק מאוד מכיוון שחיפושים לא גילו שום עדות ישירה למיקומו הנוכחי ורק רמזים למקור.

מחקר שנערך לאחרונה טוען כי כוכב הלכת המסתורי, אם הוא קיים באזורים החיצוניים ביותר של מערכת השמש, יכול היה להיות "נוכל" שנלכד בכוח המשיכה של השמש.

קיומו האפשרי של פלנטה תשע הוצע על ידי האסטרופיזיקאים מייקל בראון וקונסטנטין בטיגין מהמכון הטכנולוגי בקליפורניה בינואר 2016. החוקרים הבחינו כי ניתן להסביר חריגות גרביטציה מסוימות במערכת השמש החיצונית על ידי כוכב לכת מסיבי האורב מעבר לאזורים הנצפים של מערכת השמש, מרחק פי 20 מהמרחק הממוצע של נפטון מהשמש.

אבל איך יכול כוכב לכת גדול פי 10 מכדור הארץ להתפתל עד כה?

מחקר שהוצג בפגישה ה -229 של האגודה האסטרונומית האמריקאית בגרייפווין, טקסס בשבוע שעבר הציע פיתרון. לאחר יצירת 156 הדמיות ממוחשבות של כוכבי לכת נוכלים היפותטיים שנתקלים במערכת השמש שלנו, ג'יימס וספר לתואר ראשון מאוניברסיטת מדינת ניו מקסיקו מצא כי "מאוד מתקבל על הדעת" שכוכב תשע יכול להיות נוכל שנתפס, כך דיווח Space.com.

ככל שהתיק של קמלה האריס גדל, כך גם הבדיקה גדלה

"כוכב לכת נוכל הוא אובייקט שנוצר כמו כוכב לכת מדיסק סביב כוכב, כמו כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו", אומר ג'ושוע פפר, אסטרופיזיקאי ופרופסור לפיזיקה באוניברסיטת להיי שלא היה מעורב במחקר החדש, בדוא"ל ל- The Christian Science Monitor. "עם זאת, אם כוכב הלכת עבר בסמוך לכוכב לכת מסיבי הרבה יותר מוקדם בהיווצרותו, לפני שהמסלולים במערכת הביתית שלו התמקמו, הוא עלול להוציא רוגטקה ממערכת השמש שלו, וכעת הוא יסתובב בחלל הבין כוכבי שביל החלב בין הכוכבים. "

על פי המחקר, כוכב הלכת הנוכל נזרק מהמערכת על ידי כוחות כוח המשיכה ב -60 אחוז מהסימולציות - אך בשאר 40 האחוזים הוא נלכד על ידי השמש.

זה יעזור להסביר את המרחק של Planet Nine, אך זה עדיין לא סביר, אומר מייקל סמוטקו, פרופסור לאסטרופיזיקה ופיזיקה באוניברסיטת נורת'ווסטרן שלא היה מעורב במחקר.

"דמיין ששמש הייתה בגודל של תפוז או תפוח," אומר ד"ר סמוטקו למוניטור בדוא"ל. "דמיין את כוכבי הלכת כאילו זבובי פרי מזמזמים סביב השמש בגודל התפוח. בקנה מידה זה, הכוכב הקרוב ביותר לשמש, פרוקסימה קנטאורי, יהיה תפוח נוסף שנמצא במרחק של כ -1,400 מייל משם! זה בערך שיקגו לטוסון. עכשיו דמיין את הסיכוי. של זבוב פרי בשיקגו שעושה את דרכו 1,400 מיילים ומוצא את התפוח בטוסון הָיָה יָכוֹל לקרות, אבל זו לא הדרך להמר. "

סמוטקו מעדיף את התיאוריה שכוכב התשע נוצר עם שאר מערכת השמש.

"כוכבי הלכת 'הקלאסיים', מרקורי, ונוס, מאדים, צדק ושבתאי נראים כולם בעין בלתי מזוינת וידועים כבר אלפי ואלפי שנים", אומר סמוטקו. "מכיוון שחפצים אלה שינו את מיקומם בשמיים לילה אחר לילה בהשוואה לכוכבי הרקע (שנראה כי מעולם לא השתנו), תכונות דמויי אל קיבלו כוכבי הלכת. למעשה, השם 'כוכב לכת' מגיע מהמילה היוונית עבור 'נָע וָנָד.' "

לאחר המצאת הטלסקופ בראשית שנות ה 1600-, כוכבי הלכת הפכו פחות מסתוריים, ועזרו להכניס עידן חדש של חקירה במהלך המהפכה המדעית. בשנים 1609-1610 בחן גלילאו גליליי את שלבי ונוס באמצעות טלסקופ במטרה לספק הוכחה מדעית לכך שהאובייקטים במערכת השמש מקיפים את השמש ולא את כדור הארץ, ומסמנים שינוי חשוב בתפיסת האנושות את היקום.

"אותם [תגליות של כוכבי לכת מאוחרים יותר] הציגו לאנשים עד כמה היקום היה רחב ידיים וכמה אפשר ללמוד", אומר פפר. "אך בדרך כלל זה לא שינה את תפיסת עולמם של הציוויליזציות שגילו אותן מכיוון שגילויים אלה לא שינו מהותית את תמונת היקום שהיה להם, את האופן בו קופרניקוס וגלילאו שינו את הבנתנו את מקומו של כדור הארץ במערכת השמש, האופן בו איינשטיין שינה את תפיסתנו את המרחב והזמן. "

קבל את סיפורי המוניטור שמעניינים אותך מועברים לתיבת הדואר הנכנס שלך.

חקר כוכבי הלכת ממשיך לערער על דעות קדומות של מערכת השמש ותפקידנו בה. אפילו ההורדה של פלוטו ממעמד כוכב הלכת לכוכב הגמד בשנת 2006 אילצה את המדענים והציבור הרחב לשקול מחדש מהו כוכב לכת.

"אם [פלנטה תשע] באמת קיים, ויאושר ונצפה, סביר להניח שהוא יגיד לנו שתהליך היווצרות הפלנטה הוא אלים, וכאוטי יותר, ממה שחשבו בעבר", אומר פפר. "וזה יגיד לנו שיש עדיין הרבה מקום לחקור איפה שעלולים להסתתר תגליות חדשות."


כוכב לכת בלתי נראה

פלוטו עושה את ביתו בקצה חגורת קויפר, אזור של סלעים מכוסים קרח שנותרו מהיווצרות מערכת השמש. בטיגין ובראון הבחינו כי לכמה מהאובייקטים יש דמיון במסלולים שלהם, מה שהצביע על כך שהם הושפעו מגוף מסיבי. החשודים הרגילים יהיו כוכבי הלכת הענקיים של מערכת השמש, אך האובייקטים שהזוג הבחין היו רחוקים מכדי להיות מושפעים מהבובות.

על ידי ניתוח מסלוליהם המוזרים של האובייקטים, בטיגין ובראון הציעו נוכחות של כוכב לכת חדש במערכת השמש, אובייקט גדול פי ארבעה מכדור הארץ ומסיב פי 10. הם עקבו אחר מסלולו האפשרי של הענק הבלתי נראה, אותו כינו "פלנטה תשע". כדי ליצור את ההפרעות שנצפו, הם מיפו מסלול שמתקרב ככל 200 יחידות אסטרונומיות (AU) מהשמש ונסיעות עד 1,200 AU. (AU אחד הוא המרחק מכדור הארץ לשמש וכ- 93 מיליון מיילים, או 150 מיליון ק"מ).

לא כולם משוכנעים שענק ענק מסתובב בקצוות מערכת השמש. אן-מארי מדיגן, חוקרת פוסט-דוקטורט באוניברסיטת ברקלי בקליפורניה, מצאה כי האובייקטים יכולים "להתארגן עצמית", לדחוף ולמשוך זה את זה למסלולם יוצא הדופן. הזוג עבד עם המחבר המשותף מייקל מק'קור ממרכז הרווארד-סמית'סוניאן לאסטרופיזיקה (CfA) בקיימברידג ', מסצ'וסטס, ומצא כי אם האובייקטים בדיסק המפוזר שווים בערך למסת כדור הארץ, הם היו יכולים לגרור את עצמם למסלולם הנוכחי. בתוך כ- 600 מיליון שנה מלידת מערכת השמש, מבלי להשמיט את הצורך בהפרעה של פלנט תשע.

לדברי בטיגין ובראון, עם זאת, התרחיש Planet Nine הוא סביר יותר, מכיוון שהסקרים הנוכחיים מצביעים על כך שאין מספיק מסה באזור. במחקרם הם מציינים כי דיסק החומר שהוליד את כוכבי הלכת אולי התחיל עם מספיק מסה, אך אינטראקציות עם כוכבי הלכת הענקיים היו זורקות אותו במהירות ממערכת השמש.

מחקר אחר העלה כי כוכב הלכת תשע יכול להיגרר לבדיקת קאסיני של נאס"א, ולהקיף את שבתאי. Agn & egraves Fienga במצפה C & ocircte d'Azur בצרפת ועמיתיה הוסיפו את Planet Nine למודל תיאורטי כדי לראות אם העולם המוצע יכול לפתור את תעלומת השינויים הזעירים במסלול החללית שאובייקטים של מערכת השמש הקיימת אינם יכולים להסביר. אם כוכב הלכת החסר נמצא במרחק של כ- 600 או"י לכיוון קבוצת הכוכבים Cetus, ניתן להסביר את ההפרעות התמוהות.

לדברי מנהלי המשימה של קאסיני, לעומת זאת, החללית לא חווה חריגות מסתוריות.

"למרות שנשמח אם קאסיני יכול לעזור בזיהוי כוכב לכת חדש במערכת השמש, אנו לא רואים הפרעות במסלולנו שאיננו יכולים להסביר במודלים הנוכחיים שלנו", אמר ארל מייז, מנהל הפרויקט של קסיני ב- JPL, ב הצהרה.

חפצים אחרים בחגורת קויפר עשויים לעזור במסמר את המקרה בעולם. מחקרים שערכו רנו הלהוטרה, קתרין וולק ושיאניו וונג, כולם באוניברסיטת אריזונה, חושפים חצי תריסר סלעים המכסים קרח שמסלולם נראה כי הם מתאימים לנוכחות כוכב לכת רחוק.

"זו שורה אחרת של ראיות ממה שמייק בראון וקונסטנטין בטיגין הציעו", אמר וולק ל- Space.com.

"אני חושב שזה ממש מסקרן."


פלנטה תשע

איור של אמן ורסקוס של כוכב לכת תשיעי אפשרי במערכת השמש שלנו, מרחף בקצה מערכת השמש שלנו. מסלול נפטון ו- rsquos מוצג כטבעת בהירה סביב השמש. קרדיט: ESO / Tom Ruen / nagualdesign

יתכן שהוא מתעכב בשקט בקצוות החיצוניים הקפואים של מערכת השמש שלנו, מסתתר בחושך, אך מושך בחוטים מיתרים מאחורי הקלעים: מותח את מסלולי הגופים הרחוקים, ואולי אפילו מטה את כל מערכת השמש לצד אחד.

אם כוכב לכת נמצא שם, הוא רחוק מאוד ונשאר ככה (ללא שום סיכוי ונשמע למקרה שאתה תוהה ונאשש להתנגש אי פעם עם כדור הארץ, או להביא לימים של חושך ורק). זהו כוכב לכת תשע אפשרי, עולם שעשוי להיות פי 10 ממסת כדור הארץ ורחוק פי 20 מהשמש מנפטון. השלטים עד כה עקיפים, בעיקר עקבות הכבידה שלו, אך בכל זאת זה מסתכם במקרה משכנע.

אחד הגששים המסורים ביותר שלה, למעשה, אומר שכעת קשה יותר לדמיין את מערכת השמש שלנו ללא כוכב תשע מאשר עם אחד.

כיום יש חמש שורות שונות של ראיות תצפיתיות המצביעות על קיומו של פלנטה תשע, & rdquo אמר קונסטנטין בטיגין, אסטרופיזיקאי פלנטרי בקלטק, שצוותו עשוי להיסגר. & ldquo אם היית מסיר את ההסבר הזה, ומדמיין שפלנטה תשע לא קיים, אז אתה מייצר יותר בעיות ממה שאתה פותר. פתאום יש לך חמש פאזלים שונים, ועליך להמציא חמש תיאוריות שונות כדי להסביר אותן. & Rdquo

בטיגין וכותבו השותף, האסטרונום של קאלטק מייק בראון, תיארו את שלושת פירורי הלחם הראשונים על מסלול Planet Nine & rsquos במאמר שפורסם בינואר 2016 שפורסם בכתב העת Astronomical Journal. שישה עצמים ידועים בחגורת קויפר הרחוקה, אזור של גופים קפואים הנמתחים מנפטון החוצה לכיוון החלל הבין כוכבי, לכולם מסלולים אליפטיים המכוונים לאותו כיוון. זה לא יהיה סביר ודיש וחשוד ודיש. אך גם מסלולים אלה מוטים באותה צורה, בערך 30 מעלות & ldquodownward & rdquo בהשוואה למישור דמוי הלביבה שבתוכו כוכבי הלכת מקיפים את השמש.

פירור לחם מספר שלוש: הדמיות ממוחשבות של מערכת השמש עם Planet Nine כללו מראות שצריך להיות יותר אובייקטים מוטים ביחס למישור הסולארי. למעשה, ההטיה תהיה בסדר גודל של 90 מעלות, כאילו המישור של מערכת השמש וחפצים אלה יצרו & ldquoX & rdquo כאשר הם נראים בקצה. אין ספק שבראון הבין שחמישה עצמים כאלה שכבר ידועים לאסטרונומים ממלאים את השטר.

שני רמזים נוספים הופיעו לאחר העיתון המקורי. מאמר שני מהצוות, שהובל הפעם על ידי סטודנטית בוגרת Batygin & rsquos, אליזבת ביילי, הראה כי כוכב הלכת תשע יכול היה להטות את כוכבי הלכת של מערכת השמש שלנו במהלך 4.5 מיליארד השנים האחרונות. זה יכול להסביר תעלומה ארוכת שנים: מדוע המישור בו כוכבי הלכת מקיפים נוטה כ- 6 מעלות בהשוואה לקו המשווה של השמש?

& ldquo לאורך תקופות זמן ארוכות, Planet Nine יהפוך את כל המטוס של מערכת השמש לקדום או להתנדנד, בדיוק כמו חלק עליון על השולחן, אמר רדיקו בטיגין.

הסימן המסמן האחרון לנוכחות פלנטה תשע ו- rsquos כולל את מערכת השמש & rsquos contrarians: אובייקטים מחגורת קויפר שמסתובבים בכיוון ההפוך מכל השאר במערכת השמש. השפעה מסלולית של כדור הארץ תשע ו- rsquos תסביר מדוע גופים אלה מחגורת קויפר הרחוקה מסתיימים בחגורת קויפר הפנימית.

& ldquo אין מודל אחר שיכול להסביר את המוזרות במסלולים בעלי נטייה גבוהה, "אמר ארקיו בטיגין. & ldquo מתברר כי Planet Nine מספק שדרה טבעית לדורם. דברים אלה עברו מישור מערכת השמש בעזרת פלנטה תשע ואז פוזרו פנימה על ידי נפטון. & Rdquo

הצעד שנותר הוא למצוא את Planet Nine עצמו. בטיגין ובראון משתמשים בטלסקופ סובארו בהוואי ובמצפה הכוכבים מאונה קיאה כדי לנסות לעשות בדיוק את זה. המכשיר הוא הכלי & ldquobest & rdquo לבחירת חפצים עמומים ומרוחקים ביותר שאבדו בקטעי שמים ענקיים, אמר בטיגין.

אבל מהיכן הגיע כדור הארץ תשע? בטיגין אומר שהוא מקדיש זמן מועט למתן הרה על מקורו ונדאש אם מדובר בבורח ממערכת השמש שלנו או, אולי, רק בכוכב נוכלים נודד שנלכד על ידי כוח הכבידה של השמש והרסקוס.

& ldquo אני חושב שזיהוי Planet Nine ו- rsquos יגיד לנו משהו על מקורו, & rdquo הוא אמר.

מדענים אחרים מציעים הסבר אפשרי אחר לראיות Planet Nine שצוטטו על ידי בטיגין. ניתוח שנערך לאחרונה על בסיס פרויקט מיפוי שמים בשם סקר מקורות מערכת השמש החיצונית, שגילה יותר מ -800 אובייקטים חדשים & ldquotrans-Neptunian, & rdquo או TNOs, עולה כי הראיות יכולות להיות עקביות גם להפצה אקראית של אובייקטים כאלה. ובכל זאת, הניתוח, מצוות בראשות קורי שנקמן מאוניברסיטת ויקטוריה, לא יכול היה לשלול את פלנט תשע.

אם יימצא פלנטה תשע, זו תהיה שיבה הביתה, או לפחות מפגש משפחתי. במהלך 20 השנים האחרונות, סקרי כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים בגלקסיה שלנו מצאו את הסוגים הנפוצים ביותר ככדור הארץ & rdquo ובני דודיהם גדולים במקצת וגדולים מכדור הארץ אך קטנים יותר מנפטון.

עם זאת כוכבי הלכת הנפוצים המגוונים בגינה נעדרים באופן בולט ממערכת השמש שלנו. שוקל כפול פי 10 ממסת כדור הארץ ורסקו, הפלנטה התשע המוצעת תשתלב בצורה טובה.

כוכב הלכת תשע יכול להתגלות כעל כדור הארץ העל החסר שלנו.

בלוג זה מנוהל על מנת להסיר דואר זבל, טרולים ובקשות מאתר ממשלתי זה. אנו עושים כמיטב יכולתנו לאשר תגובות במהירות האפשרית.


האם שמונה מספיק? מחקר חדש זורק את כדור הארץ תשע אל ספק, אבל לא יכול להרוג אותו

ההתרשמות של האמן מכוכב הלכת תשע שעדיין היפותטי כענק קרח המאפיל על המרכז. [+] שביל החלב, עם שמש דמוית כוכב מרחוק. מסלולו של נפטון מוצג כאליפסה קטנה סביב השמש.

WIKIMEDIA משתמשים נפוצים TOMRUEN, NAGUALDESIGN

למרות כל ההתקדמות שהתרחשה בהיסטוריה האנושית, חידה יוצאת דופן אחת עדיין נותרה ממש בחצר האחורית שלנו: אנחנו לא בטוחים כמה כוכבי לכת מרכזיים יש במערכת השמש שלנו. דור הטלסקופים הנוכחי שלנו חשף אלפי חפצים בחגורת האסטרואידים וחגורת קויפר, בנוסף לשמונה כוכבי הלכת העיקריים ומאות ירחים. מעבר לחגורת קויפר טמון ענן האורט, ומעבר לכך עדיין אלפי כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים, שזוהו מאות מיליארדי כוכבים בגלקסיה שלנו, וחלקם

2 טריליון גלקסיות ביקום הגלוי.

ובכל זאת, בשנים האחרונות התלבטו אסטרונומים בלהט אם שמונת כוכבי הלכת שאנו רואים הם כולם, או שאין שם תשיעי (או אולי אפילו יותר) מעבר לנפטון. במשך חמש השנים האחרונות התגלתה אוכלוסייה קטנה של אובייקטים טרנס-נפטוניים עם מסלולים יוצאי דופן, מה שעלול להצביע, בעקיפין, על הימצאותו של עצם גדול ומסיבי הרבה יותר רחוק מהשמש מאשר נפטון. עם זאת, תוצאה זו שנויה במחלוקת, מכיוון שגודל המדגם קטן ומכיל אי וודאות שאינה מסווגת.

מאמר חדש, שהתקבל בכתב העת Planetary Science ב- 9 בפברואר 2021, הוציא את השטיח הפתגם מהראיות החזקות ביותר התומכות בקיומו של פלנט תשע. זה סיפור מורכב ומרתק, אז בואו ונצלול ישר פנימה.

ניתן לזהות עצמים קלושים מאוד בעזרת סקרים אסטרונומיים ייעודיים, אך מציאת קטן, קלוש,. [+] עצם רחוק במערכת השמש שלנו מקשה עוד יותר על ידי בעיית 'אור שמש המוחזר'. עבור אובייקט מרוחק פי שניים מאחר, האור צריך לכבות תחילה כפליים, כלומר רק 1/4 מגיע עד אליו, ואז לחזור גם פי שניים, מה שמוביל ל -1 / 16 הבהירות המקורית. יחס ה- 1 / r ^ 4 למרחק הבהירות במקרה זה הוא קטסטרופלי.

במהלך העשורים האחרונים הפכנו מקומץ עצמים ידועים מעבר לנפטון למספר עצום של אותם. ישנם קרוב ל -3000 מהם שהתגלו בתחילת 2021, כאשר כ- 70,000 יותר צפויים להתקיים בקוטר שגודל גדול מכ- 30 ק"מ. רובם מקיפים התפלגות כמו דיסק: חגורת קויפר, בדרך כלל לוקח מאות שנים להקיף את השמש. בסך הכל, רוב מסלולים אלה הם:

האמת הלא מסוננת שמאחורי מגנטיות אנושית, חיסונים ו- COVID-19

הסביר: מדוע 'ירח התות' השבוע יהיה כל כך נמוך, כל כך מאוחר וכל כך זוהר

מאדים, ונוס ו'ירח תות סופר סולסטיס 'נוצץ בדמדומים: מה שאתה יכול לראות בשמי הלילה השבוע

  • באותו כיוון כמו כוכבי הלכת,
  • בצורת אליפטי אך לא מוארך במיוחד,
  • ומקיף בתוך כ- 30 מעלות מישור כדור הארץ-שמש.

עם זאת, לכמה מהאובייקטים הללו יש מסלולים חריגים. לחלקם נטיות גבוהות מאוד, כאילו הם יוצאים מחוץ למישור מערכת השמש. אחרים מוארכים, כאשר הציר "הארוך" של המסלול האליפטי הרבה יותר ארוך מהציר "הקצר". ולכמה מהם יש אפילו פרמטרים מרובים, בו זמנית, שמוציאים אותם מחוץ לטווח הנורמלי.

השאלה הגדולה שעלינו לשאול, אם אנו מדענים אחראיים, מדוע?

מערכת השמש החיצונית, מעבר לנפטון, נשלטת על ידי גופים קטנים וקפואים: חגורת קויפר. ה . [+] עצמים כאן הם בדרך כלל קטנים, כאשר פלוטו הוא הגדול ביותר, ועם כ- 70,000 עצמים בגודל 30 ק"מ ומעלה. אם יש עוד מסה גדולה שם, איפשהו, זה יכול להשפיע באופן משמעותי על כמה מסלולי הגופים האלה.

ג 'ונס הופקינס האוניברסיטה יישומית פיזיקה מעבדה / מכון מחקר דרום-מערב (JHUAPL / SWRI)

כשיש לך מספר גדול של גופי מסה קטנים ונמוכים במסלול רחוק סביב גוף מסיבי הרבה יותר - כמו האובייקטים בחגורת קויפר המקיפים את השמש - אתה מצפה לחלוטין שיהיו יחסי גומלין בין הגופים הקטנים האלה. הם יתקשרו זה עם זה בכוח משיכה, מדי פעם יהיו התנגשויות ומדי פעם אחד מהם ינדוד.

אם אתה נודד פנימה במערכת השמש שלנו, אתה עלול להיפטר מכבידה על ידי נפטון. מכאן מגיעים רוב השביטים הארוכים, כמו השביט של האלי, וגם מקורם של טריטון - הירח הענק של נפטון שנלכד בבירור מחגורת קויפר. ניתן להסביר את מחלקות האובייקטים הללו באמצעות שמונה כוכבי הלכת המקובלים שאנו מכירים.

מצד שני, אתה עלול למצוא חפצים שנראים כאילו "נבעטו" על ידי משהו אחר: משהו שהרבה יותר רחוק מחגורת קויפר, ולוקח אלפי שנים להשלים אפילו מהפכה אחת סביב השמש. אם משהו כזה נמצא שם, היית מצפה לאוכלוסייה חדשה ומשמעותית של האובייקטים הרחוקים הללו עם סט מסוים של פרמטרים מסלוליים יוצאי דופן. אנו מכנים אותם ETNOs: עצמים טרנס-נפטוניים קיצוניים.

בהתבסס על הפרמטרים המסלוליים שלהם, רוב האובייקטים שמעבר לנפטון נופלים לכמה ידועים. [+] קטגוריות כמו חגורת קויפר או הדיסק המפוזר. עצמים מנותקים הם נדירים, כאשר סדנה הוא אולי האובייקט היוצא דופן היחיד מכולם הן בגודלו והן בפרמטרים המסלוליים שלו. מחוץ לנפטון, אך עדיין בחגורת קויפר, נמצאים האובייקטים שהם השרידים הקדומים והבתוליים ביותר מתקופת היווצרות הפלנטה במערכת השמש שלנו. שימו לב שרוב האובייקטים שקיימים טרם נמצאו.

המשתמש ב- Wikimedia Commons Eurocommuter

לפני כחמש שנים, שני אסטרונומים של קאלטק - קונסטנטין בטיגין ומייק בראון - החליטו לחקור את תכונות האשכולות של קבוצה של עצמים יוצאי דופן אלה, בציפייה לגלות שהם רק מופצים באופן אקראי. עם שמונת כוכבי הלכת הידועים והתפלגות הגודל והמסה של עצמי חגורת קויפר שציפינו, לכל אובייקט יוצא דופן צריך להיות פרמטרים מסלוליים, כמו לאיזה כיוון הצירים הארוכים שלהם מצביעים לאורך או כיצד מישורי מסלוליהם מיושרים למישור כדור הארץ-שמש , המופצים באופן אקראי.

אבל תעודות הסל שהיו להם, למרות שהיו רק מעטות כאלה (בסביבות 10 באותה תקופה), סיפרו סיפור אחר. במקום התפלגות אקראית, האובייקטים יוצאי הדופן שזיהו הציגו מאפייני אשכולות שנראו קשורים זה לזה. הסיכויים שמסמכי ה- ETN הללו יתקבצו באופן אקראי באופן שבו התגלו כלא היו רק נמוכים, זה היה בלתי סביר להפליא: כמו אחד לאלפים רבים לא סביר.

סביר להניח שלא הייתם מהמרים על חייכם על הסיכויים הללו, אך היה לכך הסבר פיזי פוטנציאלי שעליו תוכלו להמר עליו: כוכב לכת מסיבי, אולי בין מסת כדור הארץ לנפטון, השוכן הרבה יותר רחוק אפילו מקצהו הרחוק של חגורת קויפר.

בתיאוריה, כוכב הלכת תשע יהיה ככל הנראה דומה לכוכב לכת החיצוני 55 קנקרי, שהוא בערך. [+] פעמיים מרדיוס כדור הארץ, אך פי שמונה ממסת כדור הארץ. אולם מחקר חדש זה שולל לחלוטין את קיומו של עולם כזה במערכת השמש החיצונית שלנו.

אובייקט מסיבי זה, אפילו רחוק כל כך, יספיק לניקוי מסלולו לאורך חיי מערכת השמש, מה שהופך אותו לכוכב לכת בתום לב על פי הגדרת האיחוד האסטרונומי הבינלאומי. כמה אירוני: אותה הגדרה ש"הורידה "את פלוטו באופן רשמי בשנת 2006 עשויה לקדם כעת גוף חדש שטרם היה צפוי בעבר למעמד של" פלנטה תשע ", אך לטובה הפעם!

כמובן, ישנן שתי דרכים טובות לבצע מעקב:

  1. המסלול הישיר. אם יש עצם גדול ומסיבי שם, אפילו רחוק מהשמש, יהיה אפשר למצוא אותו. נכון לעכשיו, בהתבסס על הנתונים העקיפים שיש לנו, יש אזור חיפוש גדול מאוד שבו יכול להיות כוכב הלכת תשע תשע, ורק הטלסקופים הקרקעיים הגדולים ביותר יוכלו לדמות אותו ישירות. עד כה, אין מזל.
  2. המסלול העקיף. יש להניח שאם יש כוכב לכת תשיעי שם, ה- ETNO הראשוניים המשמשים להסקת קיומו של כוכב תשע צריכים להיות מדגם קטן של אוכלוסיית גופים גדולה בהרבה. עם סקרים טובים יותר, עמוקים ומקיפים יותר, עלינו להיות מסוגלים למצוא הרבה יותר של אובייקטים יוצאי דופן אלה, והם צריכים להציג את אותו אשכולות - ולא אשכולות אקראיים - אם קיים פלנטה תשע.

מסלולי ה- TNO שנבחרו על ידי בטיגין ובראון, יחד עם הפלנטה תשע המוצע. בתוך ה . [+] בעתיד הרחוק, Planet Nine - שקיומו שנוי במחלוקת מלכתחילה - אפילו לא יגיע לטמפרטורות מספיקות כדי להפוך למגורים פוטנציאליים כאשר השמש תהפוך לכוכב ענק אדום.

ק 'באטיגין ומ' א 'אסטרונום בראון. J. 151, 22 (2016), עם שינויים / תוספות מאת E. Siegel

יתכן שתתנודד קצת ותשאל באופן פנימי משהו כמו, "בסדר, ובכן, עברו חמש שנים בערך, ולא מצאנו שום דבר באופן ישיר, אבל בהחלט חייבים להיות לנו יותר אובייקטים - ETNOs, נכון? - שעד עכשיו נכנסים לקטגוריה 'יוצאת דופן' זו. אז מה הם מראים? " לפני שאוכל לומר לך זאת, עם זאת, אני רוצה שתבין משהו: יתכן שאוכלוסיית האובייקטים הראשונית הזו, למרות מה שראינו, לא עשויה להיות מקובצת כלל.

תחשוב על זה: יש שם שמיים גדולים, בערך 40,000 מעלות מרובע בסך הכל. כשאתה מחפש חפצים רחוקים במערכת השמש החיצונית, בתקווה לקבוע את מסלולם, עליך:

  1. התבונן בחפץ קלוש ומרוחק זה,
  2. תדמיין אותו מספר פעמים במהלך תקופה של שנתיים עד ארבע שנים,
  3. עקוב אחר האופן בו הוא נע ביחס לרקע של כוכבים קבועים,
  4. ורק אז תוכלו לקבוע את מסלוליהם.

זה נכון: גילינו הרבה יותר עצמים מחוץ לנפטון במהלך השנים האחרונות, באמצעות סקרים עצמאיים מרובים, כמו OSSOS (סקר מקורות מערכת השמש החיצונית) ומכשיר DECam של סקר האנרגיה האפלה. אבל מה שאנחנו רואים לא אומר לנו מה יש לנו בפועל.

ארבעה מהאובייקטים הטרנספטוניים שנמצאו על ידי OSSOS, והוצגו יחד עם מסלולו של נפטון לצורך השוואה. . [+] אובייקטים של OSSOS אינם מציגים קורלציות זהות לזו הקודמות שזוהו על ידי צוות Planet Nine, אך האם היה זה בגלל נתונים סטטיסטיים נמוכים או שמא היה זה חשבונאות מדויקת של הטיות הבחירה שלהם?

ג 'שנקמן ואח', arXiv: 1706.05348v2

הסיבה לכך ידועה באסטרונומיה כהטיה. ישנן דרכים רבות ושונות לתוצאות שלך יכולות להיות מוטות. כשאתה מסתכל בשמי הלילה בעין בלתי מזוינת, אתה רואה את הכוכבים הבהירים ביותר שנצפו מכדור הארץ. רוב הכוכבים הללו הם בהירים מהותיים, אך רחוקים למדי, כמה מהם הם חלשים יותר אך יחסית. הרוב המכריע של הכוכבים קלוש מכדי שניתן יהיה לראותם בעין בלתי מזוינת, אולם אפילו הכוכב הקרוב ביותר אלינו, פרוקסימה קנטאורי, דורש טלסקופ בגודל משמעותי כדי לזהות! באסטרונומיה, אנו מכנים זאת הטיה מלמקוויסטית: אנו מוטים כלפי האובייקטים שהכי קל לראות.

יש כאן סוג אחר של הטיה: הטיה לבחירה. אתה יכול לראות רק את האובייקטים שיופיעו מתי והיכן הטלסקופים שלך מסתכלים! אז גורמים כמו:

  • איפה הטלסקופ שלך נמצא על כדור הארץ,
  • לאן זה הצביע,
  • מתי התבוננת,
  • כמה זמן התבוננת (מה שעוזר לקבוע כמה אתה חלש לראות),
  • וגורמים אחרים כמו באיזה פילטר / רצועת התבוננת,

כולם יכולים למלא תפקיד בקביעת מה שאתה רואה. באופן מטריד, ההשפעות של האובייקטים ששימשו במחקר הראשוני שהגיע למסקנה שכוכב תשע עשויות להתקיים - הסקר של שפרד וטרוחיו - לא כימת את הטיית הבחירה שלהם.

מסלולי התלת מימד של אובייקטים של חגורת קויפר שהושפעו מכוכב התשע. כמו שאמר מייק בראון, 'הרחוק. [+] אובייקטים עם מסלולים בניצב למערכת השמש ניבאו על ידי השערת Planet Nine. ואז נמצא 5 דקות אחר כך. ' אבל זה יכול היה להתגלות רק בגלל היכן הנתונים הטובים נמצאים.

מייק בראון / http://www.findplanetnine.com/

אבל סקר OSSOS כן! החל משנת 2017 הם פרסמו את הממצאים הראשוניים שלהם על אובייקטים טרנס-נפטוניים קיצוניים אלה (ETNO) והצליחו לתת דין וחשבון על הטיית הבחירה. כאשר הם עשו זאת, זה עורר מחלוקת רבה, מכיוון שכשאתה מביא בחשבון הטיה של בחירה, אין ראיות משמעותיות לפלנט תשע. מצד שני, אם אתה לא התחשבו בהטיה לבחירה, ופשוט התבוננו בנתונים בלעדיהם - במיוחד אם תשלבו אותם עם נתוני שפרד וטרוחיו - יש עדיין עדויות חזקות מאוד לפלנט תשע!

אז עכשיו, בואו נחזור להווה. כעת ישנם שלושה סקרים רלוונטיים, מאחר ונתוני שפרד וטרוחיו ונתוני OSSOS מצטרפים לנתוני ה- DECam, וסכום כולל של אולי כמה עשרות אובייקטים אלה. מה שבאופן אידיאלי תוכל לעשות זה לחזור לרשומות של כל הסקרים האלה ולהבין לאן הם נראו, מתי הם מסתכלים וכמה זמן הם חיפשו: הגורמים הגדולים שמאפשרים לך לכמת את הטיית הבחירה שלך. . אם אתה יכול לעשות זאת, תוכל להשוות באחריות את מה שראית לבין מה שעלול להתרחש במקרה אקראי בלבד.

זו הסיבה שמאמר חדש זה כל כך מרגש: לראשונה, בזכות עבודתו המופלאה של סטודנט לתואר שני באוניברסיטת מישיגן, קווין נאפייר, כימתה כעת הטיה לבחירת כל שלושת הסקרים הללו.

פונקציית הבחירה של עצמים טרנס-נפטוניים קיצוניים עם אובייקטים שהתגלו. איפה ה . [+] נקודות לבנות תואמות לאן שהטלסקופים כיוונו / התבוננו לאן הנקודות האדומות מתאימות למקום בו נמצאו אובייקטים. האשכולות תואמים למקום בו הסתכלנו, ללא השפעות נוספות.

ק.ג. Napier et al., ArXiv: 2102.05601

התמונה שאתה רואה, לעיל - איור 6 מהנייר - מראה היכן, עם הקווים והנקודות הלבנים, התצפיות היו הרגישות ביותר לאובייקטים המופיעים, והנקודות האדומות מציגות את האובייקטים שנמצאו ונבחרו בפועל מעניינים. הנקודות האדומות הן הנתונים שיש לנו השטח הלבן מייצג את ההסתברות היחסית למצוא אובייקטים באותם מיקומים.

הפתעה, הפתעה: הנתונים מקובצים במקומות בהם הסתכלנו, ולא, מעדיפים, במקומות שלא חיפשנו. מה שהם בדקו היה, "באיזו ביטחון נוכל לשלול מערכת שמש לא מקובצת?" עבודה קודמת בשנת 2019 שללה את זה ברמת הביטחון של 99.8%: זה די בטוח! אבל בעיתון החדש, הם יכלו לשלול זאת רק ב

83% רמת ביטחון, כלומר יש משהו כמו סיכוי של אחד לשש זה יכול להיות אקראי. זה לא משכנע במיוחד, ואולי סביר שנחשב מספיק בכדי להחליש מאוד את המוטיבציה להמשיך בחיפוש אחר Planet Nine.

אבל זה לא אומר שפלנטה תשע מת ולא בשום אופן. If we want to understand the distribution of these ETNOs — these exceptional, extreme, objects — we really need to have good data on hundreds of them, not

20 or so. It’s still possible that the objects really are clustered, and that the clustering is due to a distant, massive planet, and just happen to be clustered in the directions we observed. Without more comprehensive, better data, we simply cannot know.

If you were to look 'down' on our Solar System, these are the extreme trans-Neptunian objects you'd . [+] see. They can only be seen when they're closest to the Sun at certain times of the year, and this 'selection bias' may be the cause of the apparent clustering, not an additional planet.

Michele Bannister / @astrokiwi

It’s eminently possible that this new analysis, rather than reducing the strength of the signal in support of clustering, simply increases the uncertainties to such a level that a very real signal no longer stands out from the noise. With the data we have in hand today, it isn’t enough to decide the issue, either in favor of or opposition to the existence of an additional planet beyond Neptune. Still, it’s a remarkable study and a remarkable advance, and the quantification of selection bias brings us one important step closer to understanding what’s out there beyond the limits of where our telescopes can presently reach.

Hopefully, with the advent of new ground-based and space-based telescopes on the way, and the Vera Rubin Observatory in particular, we’ll either find Planet Nine or rule it out entirely. Whether it exists or not is for the Universe to decide, but finding it and understanding what’s occurring in the outer reaches of our Solar System is entirely up to us.


The Earth’s Second Moon, 1846-present

In 1846, Frederic Petit, director of the observatory of Toulouse, stated that a second moon of the Earth had been discovered. It had been seen by two observers, Lebon and Dassier, at Toulouse and by a third, Lariviere, at Artenac, during the early evening of March 21 1846. Petit found that the orbit was elliptical, with a period of 2 hours 44 minutes 59 seconds, an apogee at 3570 km above the Earth’s surface and perigee at just 11.4 km (!) above the Earth’s surface. Le Verrier, who was in the audience, grumbled that one needed to take air resistance into account, something nobody could do at that time. Petit became obsessed with this idea of a second moon, and 15 years later announced that he had made calculations about a small moon of Earth which caused some then-unexplained peculiarities in the motion of our main Moon. Astronomers generally ignored this, and the idea would have been forgotten if not a young French writer, Jules Verne, had not read an abstract. In Verne’s novel “From the Earth to the Moon”, Verne lets a small object pass close to the traveller’s space capsule, causing it to travel around the Moon instead of smashing into it:

“It is”, said Barbicane, “a simple meteorite but an enormous one, retained as a satellite by the attraction of the Earth.”

“Is that possible?”, exclaimed Michel Ardan, “the earth has two moons?”

“Yes, my friend, it has two moons, although it is usually believed to have only one. But this second moon is so small and its velocity is so great that the inhabitants of Earth cannot see it. It was by noticing disturbances that a French astronomer, Monsieur Petit, could determine the existence of this second moon and calculated its orbit. According to him a complete revolution around the Earth takes three hours and twenty minutes. . . . “

“Do all astronomers admit the the existence of this satellite?”, asked Nicholl

“No”, replied Barbicane, “but if, like us, they had met it they could no longer doubt it. . . . But this gives us a means of determining our position in space . . . its distance is known and we were, therefore, 7480 km above the surface of the globe where we met it.”

Jules Verne was read by millions of people, but not until 1942 did anybody notice the discrepancies in Verne’s text:

  1. A satellite 7480 km above the Earth’s surface would have a period of 4 hours 48 minutes, not 3 hours 20 minutes.
  2. Since it was seen from the window from which the Moon was invisible, while both were approaching, it must be in retrograde motion, which would be worth remarking. Verne doesn’t mention this.
  3. In any case the satellite would be in eclipse and thus be invisible. The projectile doesn’t leave the Earth’s shadow until much later.

Dr. R.S. Richardson, Mount Wilson Observatory, tried in 1952 to make the figures fit by assuming an eccentric orbit of this moon: perigee 5010 km and apogee 7480 km above Earth’s surface, eccentricity 0.1784.

Nevertheless, Jules Verne made Petit’s second moon known all over the world. Amateur astronomers jumped to the conclusion that here was opportunity for fame — anybody discovering this second moon would have his name inscribed in the annals of science. No major observatory ever checked the problem of the Earth’s second moon, or if they did they kept quiet. German amateurs were chasing what they called Kleinchen (“little bit”) — of course they never found Kleinchen.

W. H. Pickering devoted his attention to the theory of the subject: if the satellite orbited 320 km above the surface and if its diameter was 0.3 meters, with the same reflecting power as the Moon, it should be visible in a 3-inch telescope. A 3 meter satellite would be a unaided-eye object of magnitude 5. Though Pickering did not look for the Petit object, he did carry on a search for a secondary moon — a satellite of our Moon (“On a photographic search for a satellite of the Moon”, Popular Astronomy, 1903). The result was negative and Pickering concluded that any satellite of our Moon must be smaller than about 3 meters.

Pickering’s article on the possibility of a tiny second moon of Earth, “A Meteoritic Satellite”, appeared in Popular Astronomy in 1922 and caused another short flurry among amateur astronomers, since it contained a virtual request: “A 3-5-inch telescope with a low-power eyepiece would be the likeliest mean to find it. It is an opportunity for the amateur.” But again, all searches remained fruitless.

The original idea was that the gravitational field of the second moon should account for the then inexplicable minor deviations of the motion of our big Moon. That meant an object at least several miles large — but if such a large second moon really existed, it would have been seen by the Babylonians. Even if it was too small to show a disk, its comparative nearness would have made it move fast and therefore be conspicuous, as today’s watchers of artificial satellites and even airplanes know. On the other hand, nobody was much interested in moonlets too small to be seen.

There have been other proposals for additional natural satellites of the Earth. In 1898 Dr Georg Waltemath from Hamburg claimed to have discovered not only a second moon but a whole system of midget moons. Waltemath gave orbital elements for one of these moons: distance from Earth 1.03 million km, diameter 700 km, orbital period 119 days, synodic period 177 days. “Sometimes”, says Waltemath, “it shines at night like the Sun” and he thinks this moon was seen in Greenland on 24 October 1881 by Lieut Greely, ten days after the Sun had set for the winter. Public interest was aroused when Waltemath predicted his second moon would pass in front of the Sun on the 2nd, 3rd or 4th of February 1898. On the 4th February, 12 persons at the post office of Greifswald (Herr Postdirektor Ziegel, members of his family, and postal employees) observed the Sun with their unaided eye, without protection of the glare. It is easy to imagine a faintly preposterous scene: an imposing-looking Prussian civil servant pointing skyward through his office window, while he reads Waltemath’s prediction aloud to a knot of respectful subordinates. On being interviewed, these witnesses spoke of a dark object having one fifth the Sun’s apparent diameter, and which took from 1:10 to 2:10 Berlin time to traverse the solar disk. It was soon proven to be a mistake, because during that very hour the Sun was being scrutinized by two experienced astronomers, W. Winkler in Jena and Baron Ivo von Benko from Pola, Austria. They both reported that only a few ordinary sunspots were on the disk. The failure of this and later forecasts did not discourage Waltemath, who continued to issue predictions and ask for verifications. Contemporary astronomers were pretty irritated over and over again having to answer questions from the public like “Oh, by the way, what about all these new moons?”. But astrologers caught on — in 1918 the astrologer Sepharial named this moon Lilith. He considered it to be black enough to be invisible most of the time, being visible only close to opposition or when in transit across the solar disk. Sepharial constructed an ephemeris of Lilith, based on several of Waltemath’s claimed observations. He considered Lilith to have about the same mass as the Moon, apparently happily unaware that any such satellite would, even if invisible, show its existence by perturbing the motion of the Earth. And even to this day, “the dark moon” Lilith is used by some astrologers in their horoscopes.

From time to time other “additional moons” were reported from observers. The German astronomical magazine “Die Sterne” reported that a German amateur astronomer named W. Spill had observed a second moon cross our first moon’s disc on May 24, 1926.

Around 1950, when artificial satellites began to be discussed in earnest, everybody expected them to be just burned-out upper stages of multistage rockets, carrying no radio transmitters but being tracked by radar from the Earth. In such cases a bunch of small nearby natural satellites would have been most annoying, reflecting radar beams meant for the artificial satellites. The method to search for such natural satellites was developed by Clyde Tombaugh: the motion of a satellite at e.g. 5000 km height is computed. Then a camera platform is constructed that scans the sky at precisely that rate. Stars, planets etc will then appear as lines on the photographs taken by this camera, while any satellite at the correct altitude will appear as a dot. If the satellite was at a somewhat different altitude, it would produce a short line.

Observations began in 1953 at the Lowell Observatory and actually invaded virgin territory: with the exception of the Germans searching for “Kleinchen” nobody had ever paid attention to the space between the Moon and the Earth! By the fall of 1954, weekly journals and daily newspapers of high reputation stated that the search had brought its first results: one small natural satellite at 700 km altitude, another one 1000 km out. One general is said to have asked: “Is he sure they’re natural?”. Nobody seems to know how these reports originated — the searches were completely negative. When the first artificial satellites were launched in 1957 and 1958, the cameras tracked those satellites instead.

But strangely enough, this does not mean that the Earth only has one natural satellite. The Earth can have a very near satellite for a short time. Meteoroids passing the Earth and skimming through the upper atmosphere can lose enough velocity to go into a satellite orbit around the Earth. But since they pass the upper atmosphere at each perigee, they will not last long, maybe only one or two, possibly a hundred revolutions (about 150 hours). There are some indications that such “ephemeral satellites” have been seen it is even possible that Petit’s observers did see one. (see also)

In addition to ephemeral satellites there are two more possibilities. One is that the Moon had a satellite of its own — but despite several searches none has been found (in addition it’s now known that the gravity field of the Moon is uneven or “lumpy” enough for any lunar satellite orbit to be unstable — any lunar satellite will therefore crash into the Moon after a fairly short time, a few years or possibly a decade). The other possibility is that there might be Trojan satellites, i.e. secondary satellites in the lunar orbit, travelling 60 degrees ahead of or behind the Moon.

Such “Trojan satellites” were first reported by the Polish astronomer Kordylewski of Krakow observatory. He started his search in 1951, visually with a good telescope. He was hoping for reasonably large bodies in the lunar orbit, 60 degrees away from the Moon. The search was negative, but in 1956 his compatriot and colleague, Wilkowski, suggested that there may be many tiny bodies, too small to be seen individually but many enough to appear as a cloud of dust particles. In such a case, they would be best visible without a telescope i.e. with the unaided eye! Using a telescope would “magnify it out of existence”. Dr Kordylewski was willing to try. A dark night with clear skies, and the Moon being below the horizon, was required.

In October 1956, Kordylewski saw, for the first time, a fairly bright patch in one of the two positions. It was not small, subtending an angle of 2 degrees (i.e. about 4 times larger than the Moon itself), and was very faint, only about half as bright as the notoriously difficult Gegenschein (counterglow — a bright patch in the zodiacal light, directly opposite to the Sun). In March and April 1961, Kordylewski succeeded in photographing two clouds near the expected positions. They seem to vary in extent, but that may be due to changing illumination. J. Roach detected these cloud satellites in 1975 with the OSO (Orbiting Solar Observatory) 6 spacecraft. In 1990 they were again photographed, this time by the Polish astronomer Winiarski, who found that they were a few degrees in apparent diameter, that they “wandered” up to ten degrees away from the “trojan” point, and that they were somewhat redder than the zodiacal light.

So the century-long search for a second moon of the Earth seems to have succeeded, after all, even though this ‘second moon’ turned out to be entirely different from anything anybody had ever expected. They are very hard to detect and to distinguish from the zodiacal light, in particular the Gegenschein.

But people are still proposing additional natural satellites of the Earth. Between 1966 and 1969 John Bargby, an American scientist, claimed to have observed at least ten small natural satellites of the Earth, visible only in a telescope. Bargby found elliptical orbits for all the objects: eccentricity 0.498, semimajor axis 14065 km, which yields perigee and apogee heights of 680 and 14700 km. Bargby considered them to be fragments of a larger body which broke up in December 1955. He based much of his suggested satellites on supposed perturbations of artificial satellites. Bargby used artificial satellite data from Goddard Satellite Situation Report, unaware that the values in this publication are only approximate and sometimes grossly in error and can therefore not be used for any precise scientific analysis. In addition, from Bargby’s own claimed observations it can be deduced that when at perigee Bargby’s satellites ought to be visible at first magnitude and thus be easily visible to the unaided eye, yet no-one has seen them as such.

In 1997, Paul Wiegert (et al) discovered that the near-Earth asteroid 3753 Cruithne has a very strange orbit and can be considered a companion to Earth, though it certainly does not orbit the Earth directly. 2002 AA29 also has a special relationship with Earth.


No Planet Nine? Small-body Pile-up Could Explain Odd Orbits

By: Javier Barbuzano June 11, 2018 3

קבל מאמרים כאלה לתיבת הדואר הנכנס שלך

New research shows that interactions between small objects beyond Neptune’s orbit —and not a hypothetical Planet Nine — could be the reason some far-flung solar system objects “detach” from their original orbits.

Astronomers have been struggling to explain the orbits of 30 or so bodies at the outer rims of the solar system, called “detached objects.” These worlds are smaller than Pluto and travel in elliptical trajectories around the Sun.

An artist's rendering of Sedna, which looks reddish in color in telescope images.
NASA / JPL-Caltech

Sedna is one of the most well-known detached objects: a reddish world found in 2003, it’s one-third the size of the Moon and has an orbital period of 11,400 years — the longest of any object known in the solar system. At closest approach it passes 76 times farther away than the distance between the Sun and Earth. At its farthest, it goes more than 900 times that distance.

The orbits of Sedna and the other detached objects appear to be completely removed from Neptune’s gravitational pull. Yet their trajectories share similarities that seem to point to a common but unknown source of gravitational influence. For that reason astronomers have pointed to the influence of a yet-to-be-found ninth planet of the solar system, hiding far beyond Pluto’s orbit. Astronomers have proposed the existence of this alleged planet to explain not only the detachment of these objects’ orbits, but also other characteristics, such as their orbits’ tilt relative to the plane where most of the planets of the solar system reside.

These panels show the location of Sedna with respect to the rest of the solar system. Moving clockwise, each panel zooms successively outward. The first panel shows the orbits of the inner planets and the asteroid belt. In the second panel, Sedna is shown well outside the orbits of the outer planets and the more distant Kuiper Belt objects. Sedna's full orbit is illustrated in the third panel along with the object's current location. The final panel zooms out much farther, showing that even this large elliptical orbit falls inside the inner edge of the Oort cloud.
NASA / JPL-Caltech

But Planet Nine isn’t the only plausible source of disruption in our system’s outskirts. A group of researchers led by Ann-Marie Madigan and Jacob Fleisig (both at University of Colorado, Boulder) have found that the combined gravitational pull of the many smaller bodies beyond Neptune’s orbit (known as trans-Neptunian objects, or TNOs) could do the trick. Thanks to computer simulations, they have found that the combined gravity of the smaller TNOs could push the larger members of their family — such as Sedna — into detached orbits. The researchers presented their findings on June 6th at the 232nd meeting of the American Astronomical Society.

According to Fleisig, the key to this mechanism is the precession of the TNO orbits. If all the objects were the same size, their orbits would move at the same rate and stay stable. But the team’s simulations showed that the larger bodies’ orbits revolve around the Sun more slowly than their smaller counterparts. The motion is similar to the hands of a clock, where the minute hand catches up with the hour hand. When that happens, the larger body feels the gravity of its smaller counterparts piling up behind it. Their combined pull changes the largest object’s path, pushing it away from the Sun.

“For this mechanism to work you need a significant amount of objects out there,” Fleisig says.

That raises the question: Is there enough mass in the outer solar system to make this happen? To Fleisig and his team, the answer is yes. “If we look at the objects that have been detected so far, there’s just a handful of them,” Fleisig says. “We wouldn’t have found them in the time scales that humans have been looking at the sky if that was all there was out there.”

Hal Levison (Southwest Research Institute) says he likes this idea but will remain cautious until the group publishes their work in a peer-reviewed paper, which is currently in preparation. “This could be a really big deal,” Levison says. Nevertheless, he warns, there might be something in the simulations that is “not likely to happen in nature.”

One of the main proponents of the existence of “Planet Nine,” astronomer Mike Brown (Caltech), agrees that the new work puts forward a way to detach objects’ orbits. But he doesn’t think the work rules out the existence of “Planet Nine.” The detachment of the orbits was more a “side effect” of the existence of the rogue planet than the reason to look for it, he argues. “The mechanism discussed here doesn't actually create any of the main effects of Planet Nine, including lining up the orbits, tilting the orbital planes, and generating a population of high-inclination nearby objects,” Brown says. According to Brown, Planet Nine is still required to cause all of these major effects.

However, findings like this may put a bit more of pressure on the supporters of Planet Nine and those actively looking for it. “It’s become a moving target,” Levison says, “I’m very skeptical.” Then he adds, “but not to the point to say we shouldn’t look for it.”


Making the Case for "Planet Nine"

By: J. Kelly Beatty January 20, 2016 19

קבל מאמרים כאלה לתיבת הדואר הנכנס שלך

Does a massive, extremely distant planet orbit the Sun? A new analysis of distant solar-system orbits argues that it should exist.

It's been almost a century since self-made astronomer Percival Lowell died. He famously predicted the existence of a "Planet X" beyond Neptune, which led to a search effort at Lowell Observatory, which in turn led to the hiring of Clyde Tombaugh, which . . . well, you know the rest of the story.

The hypothesized "Planet Nine" would average about 100 billion km away and take 10,000 to 20,000 years to orbit the Sun.
Caltech / Robert Hurt

Now a new, prediction-driven search for a massive, distant planet is under way, spurred by orbital quirks among some of the solar system's most distant objects. That search will be accelerated thanks to a new analysis that provides circumstantial evidence for a seriously big, yet-to-be-discovered planet very far from the Sun.

Writing in February's Astronomical Journal, Konstantin Batygin and Michael Brown (Caltech) describe how Kuiper Belt objects that average at least 150 a.u. from the Sun and never come closer than about 50 a.u. share an interesting dynamical property. They have perihelia, the point of their orbits closest to the Sun, that all cluster near the ecliptic plane — and they're all moving south to north when they pass through perihelion. (For the future interplanetary navigators among you, this orbital parameter is termed argument of perihelion.)

It's more than just a quirk coincidence, and this clustering started to get lots of attention after the discovery of the object 2012 VP113 a few years ago. In announcing that find, Chadwick Trujillo (Gemini Observatory) and Scott Sheppard (Carnegie Institution for Science) noted the perihelic similarity of 2012 VP113, 90377 Sedna, and 10 other bodies. Moreover, these objects orbit in a kind of dynamical "no man's land" that defies easy explanations for how they got there. They conclude that a massive planet, even farther out, could have been responsible. I wrote a long blog about all of this in 2014.

Orbits for the six most distant known objects in the solar system, whose orbits (shown in magenta) remain beyond Neptune), all align in one direction. A hypothesized massive "Planet Nine" (orange orbit) could be responsible for their perplexing alignment.
Caltech / Robert Hurt

Batygin and Brown have taken this idea to the next level. Their analysis shows that the solar system's six most-distant objects not only have clustered perihelia but also follow elliptical orbits oriented the same way in space, angled below the ecliptic plane by about 30°. All told, these six orbits are so similar that there's only a 0.007% chance of this having occurred by chance. Moreover, these copycat orbits couldn't simply be a holdover from the solar system's formation. Over time, subtle perturbations from the giant planets would cause them to slowly drift apart. Something must be actively keeping them corralled.

Recent analysis shows that the particular perturbation mechanism envisioned by Trujillo and Sheppard, which assumed a big body in a very distant, circular orbit, won't work. Instead, Batygin and Brown invoke a massive hypothetical body in a highly eccentric orbit, which they've nicknamed "Planet Nine," to impose this order. It would have a perihelion roughly 300 a.u. away and would naturally explain not only the clustered perihelia but also the dynamically puzzling orbits of Sedna and its kin.

"Planet Nine" wouldn't have jerked all these other bodies into orbital submission all at once, via dramatic close-call encounters. Rather, over time its mass would gradually perturb objects like Sedna into confined orbits via resonances — much as Neptune has captured Pluto into a 3:2 resonance (that is, Neptune completes three orbits in the time Pluto takes to go around twice).

And how did this proposed planet manage to form so far from the Sun? Most likely it didn't. Batygin and Brown suggest it's a castoff — a body that formed much, much closer in and got ejected outward by Jupiter or perhaps by the Sun itself.

So Where is "Planet Nine"?

Black lines show the range of possible locations and observing characteristics for the putative "Planet Nine." (Red lines delineate the Milky Way blue line is the ecliptic.)
Konstantin Batygin & Mike Brown

If Batygin and Brown are right, this object must have at least 10 times Earth's mass (2 to 4 times its diameter) and occupy a highly elongated orbit that perhaps averages about 700 astronomical units (100 billion kilometers) from the Sun. Actually, a wide range of orbits are possible, as shown at right, and there's no way to know where the putative object might now lie along that orbit — whose period might be 10,000 to 20,000 years.

"Surely," I can sense you thinking, "such a large object would have been discovered by now." Well, probably not. When closest to the Sun, it wouldn't be particularly faint. But the elongated orbit means that most of the time it lingers far from perihelion. So odds are it's near aphelion and around magnitude 22 — beyond the range of most telescopic surveys to date.Worse, the predicted aphelion region corresponds to a portion of the sky that includes the Milky Way and that hasn't yet been covered by major surveys.

Meanwhile, Kevin Luhman (Penn State University) has already looked for distant planets using observations from NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), which would be sensitive to the heat a big body radiates to space. The problem is that a distant "Jupiter" or "Saturn" should be quite warm, whereas a 10-Earth-mass "mini-Neptune" wouldn't. Now Luhman is checking a limited set of WISE observations made at longer infrared wavelengths, covering only about 20% of the sky, that just might reveal a smaller, cooler object.

Even if the proposed "Planet Nine" is never seen directly, the circumstantial case for its existence might be strengthened once we've discovered more very distant Kuiper Belt objects and assessed their orbital distribution.

You can check out the Batygin-Brown paper here, but be forewarned it's dense with higher-order math. You might find the going a little easier by reading Caltech's press release.


Shift-Stacking the Night Away

Editor’s note: Astrobites is a graduate-student-run organization that digests astrophysical literature for undergraduate students. As part of the partnership between the AAS and astrobites, we occasionally repost astrobites content here at AAS Nova. We hope you enjoy this post from astrobites the original can be viewed at astrobites.org.

The Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), which just recently finished its primary mission to search for planets around nearby, bright stars, has also provided a treasure trove of other information for astronomers. As it stares at the sky, waiting to catch the brief flicker of a distant planet passing in front of its host star, TESS’s steady, unwavering gaze catches everything from stellar pulsations, to gamma-ray bursts, to distant solar system objects tumbling through the dark.

Artist’s rendering of the hypothetical Planet Nine in the outskirts of our solar system. [Caltech/R. Hurt, IPAC]

10x as distant as Neptune, “Planet Nine” would appear incredibly faint, due to the small amount of sunlight that reaches it. Furthermore, if it happens to lie near the star-studded galactic plane on the sky, it would be incredibly difficult to pick out in images.

An image of Planet Nine could be in some of the many exposures that TESS has already taken, although likely not in plain sight. Given that TESS takes 30-minute exposures of each patch of sky, the signal from our distant solar system companion would probably be extremely weak and hard to detect. One way around this issue is to “stack” multiple exposures on top of each other. This acts to boost the signal from any faint sources in an image above any background noise from the camera. Unfortunately, even the most distant solar system bodies move across the TESS field of view between exposures. Because the object is in a different place in each image, you lose any benefit from simply stacking the images on top of each other in place.

To solve this problem, the authors of today’s paper make use of a clever technique called “shift stacking”. Although an object will appear at a different location on each exposure, one can shift the sequence of exposures in such a way that the same pixels on each image correspond to the location of the object. By doing so, the images can then be stacked and added together and an object too faint to be visible in a single image now pops out.

Figure 1: Top: An illustration of the process by which a series of images, taken at different times, are combined to convert a faint, moving source into a much brighter, single point. Bottom: When searching for an undetected source, the path on the image is unknown. In this case, the algorithm must try out different guesses for the correct trajectory. The “correct” path is the one that produces the strongest signal on the final image. [Rice & Laughlin 2020]

Trying to guess the correct path for an undetected object can be slow ordeal. One simplification, however, makes this task much easier to conquer. Most outer solar system objects move incredibly slowly because they are so far from the Sun. They move so slowly, in fact, that their motion on the sky is almost entirely dominated by the Earth’s motion. This fact really helps to narrow down the range of possible guesses for the path of any undetected body. Because the Earth’s motion dominates, a body’s path across the images depends only on its distance from the Sun, and not on the specific shape of its orbit.

Figure 2: An application of the shift-stacking technique to three previously known outer solar system bodies: Sedna (top), 2015 BP519 (middle) and TG 422 (bottom). In the leftmost column, the known orbital parameters are used to calculate the trajectory of the object on the image. Next, the trajectory of the object is guessed using both a polynomial (middle) and PCA (right) technique to model the baseline flux. In all cases, the objects are recovered. [Rice & Laughlin 2020]

Next, the authors attempt to recover these three outer solar system bodies without telling the algorithm ahead of time about the trajectories of these bodies. Instead, the algorithm tries to guess the path by maximizing the brightness of the point source in the shift-stacked images. This is shown in the middle and right hand columns of Figure 2. Here, “polynomial” and “PCA” refer to the technique used to subtract the baseline flux from the images. Although the polynomial technique is less computationally expensive, it sometimes results in the object itself being removed from the images.

Lastly, the authors apply their blind search algorithm to TESS sectors 18 and 19. Although this is only a small piece of the observing footprint of the telescope, these two sectors partially overlap with the galactic plane, which is where the shift-stacking technique is particularly useful. In total, the authors provide a list of 17 new outer solar system body candidates, which will need to be followed up with ground-based observations to confirm. From the TESS images, the distance, brightness, and size of the objects are estimated. Unfortunately, none appear anywhere near as large as what is expected for the hypothetical planet nine. It is, however, exciting that this technique finds so many new candidate objects from such a small search area. Presently, there are only about 100 known distant outer solar system bodies! Although this technique is quite computationally expensive to run, a more clever implementation that involves convolutional neural networks could allow this to be run on the entire sky.

Original astrobite edited by Bryanne McDonough.

About the author, Spencer Wallace:

I’m a member of the UW Astronomy N-body shop working with Thomas Quinn to study simulations of planet formation. In particular, I’m interested in how this process plays out around M stars, which put out huge amounts of radiation during the pre main-sequence phase and are known to host extremely short period planets. When I’m not thinking about planet formation, I’m an avid hiker/backpacker and play bass for the band Night Lunch.


Planet Nine Could Be Our Solar System's Missing 'Super Earth'

Planet Nine is out there, and astronomers are determined to find it, according to a new statement from NASA. In fact, mounting evidence suggests it's hard to imagine our solar system without the unseen world.

The hypothetical planet is believed to be about 10 times more massive than Earth and located in the dark, outer reaches of the solar system, approximately 20 times farther from the sun than Neptune is. While the mysterious world still has yet to be found, astronomers have discovered a number of strange features of our solar system that are best explained by the presence of a ninth planet, according to the NASA statement.

"There are now five different lines of observational evidence pointing to the existence of Planet Nine," Konstantin Batygin, a planetary astrophysicist at the California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena, said in the statement. "If you were to remove this explanation and imagine Planet Nine does not exist, then you generate more problems than you solve. All of a sudden, you have five different puzzles, and you must come up with five different theories to explain them." [The Evidence for 'Planet Nine' in Our Solar System (Gallery)]

In 2016, Batygin and co-author Mike Brown, an astronomer at Caltech, published a study that examined the elliptical orbits of six known objects in the Kuiper Belt, a distant region of icy bodies stretching from Neptune outward toward interstellar space. Their findings revealed that all of those Kuiper Belt objects have elliptical orbits that point in the same direction and are tilted about 30 degrees "downward" compared to the plane in which the eight official planets circle the sun, according to the statement.

Using computer simulations of the solar system with a Planet Nine, Batygin and Brown also showed that there should be even more objects tilted a whopping 90 degrees with respect to the solar plane. Further investigation revealed that five such objects were already known to fit these parameters, the researchers said.

Since then, the astronomers have found new evidence that further supports the existence of Planet Nine. With help from Elizabeth Bailey, an astrophysicist and planetary scientist at Caltech, the team showed that Planet Nine's influence might have tilted the planets of our solar system, which would explain why the zone in which the eight major planets orbit the sun is tilted by about 6 degrees compared to the sun's equator.

"Over long periods of time, Planet Nine will make the entire solar-system plane precess, or wobble, just like a top on a table," Batygin said in the statement.

Finally, the researchers demonstrate how Planet Nine's presence could explain why some Kuiper Belt objects orbit in the opposite direction from everything else in the solar system.

"No other model can explain the weirdness of these high-inclination orbits," Batygin said in the statement. "It turns out that Planet Nine provides a natural avenue for their generation. These things have been twisted out of the solar system plane with help from Planet Nine and then scattered inward by Neptune."

Going forward, the researchers plan to use the Subaru Telescope at Mauna Kea Observatory in Hawaii to find Planet Nine, and then deduce where the mysterious world came from.

The most common type of planets discovered around other stars in our galaxy has been what astronomers call "super Earths" &mdash rocky worlds that are larger than Earth but smaller than Neptune. However, no such planet has yet been discovered in our solar system, meaning that Planet Nine could be our missing "super Earth," the researchers said.

Editor's Note: This article has been updated to clarify that some Kuiper Belt objects unexpectedly orbit in the opposite direction to the rest of the Solar System, not all of them.


צפו בסרטון: כדור הארץ החלל - על כדור הארץ, השמש והירח ותנועה מחזורית (יָנוּאָר 2022).