太陽を周回する仮想のネプチューン惑星


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惑星HD 106906 bは、太陽とそれほど変わらない恒星である650 AUで発見されました。フォマルハウトbはまた、その星から非常に遠くを回っている若い惑星です。

これらの2つの惑星は、主に赤外線で見ることができるほどまだまだ熱いために発見されました。非常に高い軌道にある古い惑星は、温度が10K未満であるため、黒く見えないでしょう。

一部の人々は、私たちの太陽系では、海王星の外のどこかに、いくつかの非non小惑星が太陽の周りを回っているかもしれないという仮説に同意します。HD 106906 bとFomalhaut bの存在は、これが可能であることを示唆しています。私たちの太陽系でこれらの惑星の少なくとも1つを見つけることができる確率は何ですか?それらが存在する場合、どのようにして見つけることができますか?



回答:


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Batygin&Brown(2016)によるPlanet Nineの最近の可能性のある発見は、天文学コミュニティ、Astronomy Stack Exchange、およびその他の世界でかなりの騒動を引き起こしました。これは、もちろん、そのような発見の言及が動揺するためでもありますが、部分的には、トランスネプチューン天体(TNO)の動きが純粋に偶然である場合の確率の主張のためでもあります:0.007% 、又は〜3.8の確率に対応する14,000で1、σσ

とはいえ、この惑星が存在する実際の確率はやや低い-Brownによると 90%、論文の公開前に結果を知っていたUC-Santa Cruzの天文学であるGreg Laughlinよると68.3%です。これらのオッズと論文で言及されているオッズの違いは、おそらくTNOの動きを引き起こす可能性のある他の寄与因子があるという事実、およびこれらの非公式の数値は推定よりも推測に似ているという事実によるものです。

なぜ「第9惑星」がすでに検出されていないのかに対する答えは?Planet Nineの場合には機能しないさまざまな方法と、なぜ機能しなかったのかを既に示しています。Planet Nineが存在しないという明らかな可能性に加えて、それらのいくつかを以下に示します。

  • 天の川と混ざり合った背景の星と混同されるかもしれません。[1]
  • それは遠く離れていて、薄暗い-おそらく22 番目の大きさのオブジェクトを。[1][2]
  • [3]など、太陽系外惑星を検出するほとんどの方法は機能しません
    • 動径速度。
    • トランジット。
    • 重力マイクロレンズ
    • ダイレクトイメージング。
  • 以前の調査では、深さではなく、この惑星はに表示しないで、他の空の領域、またはカバーの波長で、で、深さは十分に見ていないのいずれか。[4]これは、WISEの詳細を使用した別の問題ですここMBRの答えに。他の問題は、惑星がおそらくWISEがそれを見るのに十分なほど大きくなく、非常に遠いことです。また、寒くてアルベドが低く、直接検出が難しい場合もあります。

驚いたことに、Planet Nineのケースは、あなたが質問で言及した他の惑星の検出に非常に関連しているため、私はこれをすべて取り上げます。

HD 106906 b

この惑星とPlanet Nineの間にはいくつかの類似点があります。

  • HD 106906 bは、半長軸が少なくとも650 AUの軌道を持っています。比較すると、この論文の推定によると、Planet Nineは約700 AUの半長軸を持つと考えられています。とはいえ、他の軌道特性はHD 106906 bでは不明であり、異なる場合があります。
  • HD 106906 bの地球質量は約11です。プラネットナインには、約10個の地球質量の質量があります。

1つの違いは、HD 106906 bが現時点で形成されている可能性があることです。Planet Nineのように散乱は起こりそうにないようです。これは、この2つが異なる組成を持つ可能性があることを意味します。

要するに、HD 106906 bはPlanet Nineに非常に似ている可能性があります。どちらの特性についてもよくわかりませんが、検出方法と問題は似ていると言っても安全でしょう。

フォーマルハウトb

Fomalhaut bは少し異なります。その半長軸は〜177 AU-これらの他の2つの惑星よりもはるかに小さく、10の地球の質量から数百の地球の質量のどこかにあります。

興味深いことに、Folmalhaut bは、Planet Nineと同様に間接的に検出されました。フォマルハウトのダストディスクにギャップが見つかりました。これは、巨大な惑星によってのみ引き起こされた可能性があります。その後、それは直接画像化されました。

Fomalhaut bが太陽系にある場合、特にそのサイズと質量が大きい場合、直接検出可能です。さらに、TNOに大きな影響を与えます。しかし、それは氷の巨人ではなく、ガスの巨人であるため、それが今までどのように移動したかを説明するのは難しいでしょう。


私はそれらの惑星について議論し、少し回り道をして、海王星の向こうにあるかもしれないし、そうでないかもしれないものについて話しました。ここでより明確にします。

Neptuneの先にあるもの

  • プラネットナインのような氷の巨人、またはその遺体。これは、木星と土星の近くで、土星と周期的に共鳴して存在していたはずです。他の巨大な惑星の共鳴も存在したでしょう。その後、不安定性が共鳴を壊し、氷の巨人を土星に向かって内側に移動させ、木星を外側に投げました。これにより、他の4つのガス巨人の軌道が変更されました。これについては、私の別の答えであると話しましたが、これは継続的に参照しているようです。

    そうは言っても、最初の答えは間違っていました。それは私がそれ以来指摘し、修正されたものです。Batyginの推定によれば、Planet Nineは、共鳴が破壊されたと推定される何百万年も前に放出されていたことが判明しました(後期重爆撃の証拠による)。しかし、これは6人目の巨人がいなかったことを意味するものではありません。4、5、6個の巨大惑星を持つ太陽系の進化を探ったNesvorný&Morbidelli(2012)のシミュレーションは、5、6個の巨大惑星で良い結果を見つけました。

  • スーパーアースまたはミニ海王星1これらは、せいぜい10個の地球質量である惑星です。超地球は、厚い大気を持つ地球型惑星です。ミニ海王星はガス惑星です。これらの名前はその構成について他のことを何も言っていないことに注意してください-例えば、スーパーアースは必ずしも居住可能ではありません。
  • 他の何か。この地域はまだ十分に調査されておらず、他の予期しないオブジェクトが存在する可能性があります。この種のオブジェクトは、WISE(次のセクションを参照)が別の方法で検出した可能性があるため、おそらく寒いでしょう。

海王星を超えてはならないもの


だから、海王星を超えて何かがある仮定して、どうすればそれを微調整できますか?さて、今その存在が仮定されており、どこにあるべきかがわかっているので、天文学者は望遠鏡をその場所に向けて直接撮像を使用できます。

すばる望遠鏡が使用されるのでいくらかの興奮がありました。他の光学(および場合によっては赤外線および他の波長)の望遠鏡も使用される可能性が高いでしょう。回答最高にどのような波長は、「第九惑星」を検出しますか?(特にロブ・ジェフリーズの回答)は、光学および赤外線/近赤外線波長が最良の選択であることを示しています。今日(2016年1月24日)には、他の機器がどのようなものを使用するか、そしてこの惑星が存在する場合、その惑星を見つける可能性について推測することしかできません。

知るか?予想外の何かが現れるかもしれません。


1次に、Planet Nineのさまざまな可能性について説明します。Planet Nineはどのような種類の惑星質量オブジェクトに対する私の答えですか?これをカバーしていますが、9番目の惑星へのより良い答えがあります-他に何がありますか?私のものより。
2 氷の巨人ガスの巨人の違いに注意してください。


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そのような惑星が存在する場合、WISEはそれを観察する必要があります。WISEは、空全体を撮像した赤外線衛星です。特に:

  • 最も冷たい既知の太陽系外惑星は100 Kの範囲にありますが、温度が70〜100 Kを超えるものはすべて検出できました(太陽系外惑星カタログから取得し以下のヒストグラムを参照)。
  • 太陽から1キロメートル以上3 AUまでの物体、または7-10光年までの距離にある木星質量2-3の物体を検出することができました(およそ440,000から630,000 AUまで、ここここを参照));

そのため、その存在は現在完全に除外されていると言えます。

ここに画像の説明を入力してください


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それが存在する可能性はあるが、それよりもはるかに低い温度を持っているということは何ですか、10Kか​​ら15Kと言うことができますか?それとも、それが岩だらけの地球サイズまたは超地球惑星であるならば?
ビクタースタフサ

@VictorStafusa私は計算を行っていませんが、そのような大きなオブジェクトがそれほど寒くなるとは思いません。ロッキーサイズの地球サイズの惑星はおそらくできた。ただし、別の質問として質問することもできます。
gerrit

@MBR:Wiseはすべてを検出できませんでした。そこには、9番目の惑星が存在すると計算された、検出不可能な質量-半長軸ウィンドウがありました。
AtmosphericPrisonEscape

海王星と天王星はどちらも、最も低温で検出された系外惑星よりも温度が低くなっています。惑星がそれよりもかなり寒くなると仮定するのは理にかなっています。
userLTK
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