Предположения о существовании неизвестного огромного небесного тела, находящегося где-то на периферии Солнечной системы, возникали у астрономов на протяжении десятилетий, но достоверные подтверждения таким идеям не были найдены. Ученые обнаружили нового гиганта в ходе тщательного изучения траекторий малых небесных тел, движущихся в дальних просторах Вселенной. На данный момент еще никто не смог увидеть этот объект в телескоп.

Пока существование Планеты Х доказано теоретическим путем. Материалы об исследованиях астрономов опубликованы 20 января 2016 г. в ежемесячном журнале Astronomical Journal. По словам рецензента научной статьи Алессандро Морбиделли, который специализируется на динамике орбит небесных тел в Университете Лазурного берега в Ницце (Франция), предоставленные аналитические материалы были достаточно убедительны для опубликования сенсационного сообщения в научной прессе. Пока астрономы не могут указать точное местоположение гиганта, поэтому все силы они направили на его поиск.

На пути к открытию

Еще 100 лет назад астроном Персиваль Ловелл, являющийся одним из первооткрывателей Плутона, высказывал предположение о том, что на периферии Солнечной системы существует «Планета Х». Многие ученые были убеждены в том, что самые удаленные от Солнца объекты двигаются по необъяснимым траекториям. Причем движение это происходит в одном направлении. Данное явление можно объяснить только наличием гигантского небесного тела, а именно – планеты, которая влияет на их скученность при вращении вокруг Солнца.

В своей работе ученые, открывшие нового гиганта, использовали тщательные наблюдения за транснептуновым объектом 2012 VP113, проведенные Скоттом Шеппардом и Чедвиком Трухильо еще в 2004 г. В ходе этих наблюдений открыт так называемый аргумент перигелия самых дальних физических орбит небесных тел в Поясе Койпера. Фундаментальным моментом в исследовании явилось то, что изучаемые орбиты направлены в одну сторону и практически одинаковы. Благодаря этому астрономы смогли рассчитать орбиту Планеты Х.

Предварительные данные о новой планете

По утверждению ученых, новая планета в Солнечной системе 2016 обладает следующими параметрами:

1. Ее масса превосходит массу Земли в 10 раз.
2. Космический объект удален от Солнца в 20 раз дальше, чем Нептун.
3. Планета двигается по очень вытянутой эллиптической орбите.
4. Полный оборот Планеты Х вокруг Солнца происходит за 10–20 тыс. лет.
5. Минимальное расстояние от данного объекта до Солнца – 200 астрономических единиц.
6. У этого небесного тела есть спутники.

Ученые выдвинули предположение, что Планета ИКС сформировалась на протяжении первых 3 млн лет существования Солнечной системы, когда она была полностью покрыта газовым облаком. Вероятно, гигант состоит из тех же составляющих, что и Нептун с Ураном. Таким образом, этот небесный объект имеет возраст 4,5 млрд лет.

По утверждению выходца из России Константина Батыгина, Планета ИКС отличается колоссальной массой. На сегодняшний день ее определяют как небесное тело, доминирующее в периферической части Солнечной системы. Ее гравитационное поле оказывает существенное влияние на орбиты движения небесных объектов, находящихся в Поясе Койпера. Такие выводы астрономы сделали на основе математического моделирования.

На данный момент, благодаря расчетам ученых, новая планета 2016 обладает массой и общими характеристиками, а ее физические и химические свойства неизвестны. По предположению астрономов, ее химический состав мало отличается от таких гигантов, как Нептун и Уран. Более точные данные о Планете ИКС могут быть получены только при отправке к ней исследовательского космического аппарата типа New Horizons. Путь к этому небесному объекту далекий, поэтому сведения о его физико-химических свойствах будут получены нескоро.

Обоснованные сомнения

Многие коллеги астрологов, в частности профессор Хал Левинсон (Юго-Западный исследовательский институт в Боулдере (Колорадо)), с нетерпением ждут наблюдений Планеты Х в телескоп, поскольку считают заявление К. Батыгина и М. Брауна об их открытии ложным. При этом его авторы обоснованно отмечают, что обнаружить это небесное тело в существующие ныне телескопы будет проблематично, поскольку оно находится на огромном расстоянии от Солнца. Такое удаление от Светила делает планету тусклой, что и не позволяет увидеть ее. Даже попытки обнаружения этого объекта с помощью сверхмощного телескопа Subaru (Гавайи) не привели к успеху.

Астрономы-первооткрыватели возлагают большие надежды на Синоптический смотровой телескоп (Чили), который должен быть введен в эксплуатацию в 2020 г. Еще одной трудностью в визуальном наблюдении Планеты Х является то, что для обнаружения объекта необходимо обследовать огромную часть неба, что займет не менее 2–3 лет.

Название новой планеты

На данный момент существует только теоретическая модель планеты, но сама она не найдена с помощью телескопа, поэтому астрономы считают вопрос о названии преждевременным. Существует шанс, что открытие с помощью математической модели не подтвердится. При этом М. Браун и К. Батыгин утверждают, что в случае подтверждения их теории они доверят выбор названия открытого ими небесного объекта мировой общественности.

Видео об открытии новой планеты

Солнечная система, в которой мы живем, постепенно всё больше и больше изучается земными исследователями.

Мы рассмотрим этапы и результаты исследований:

• Меркурия,
• Венеры,
• Луны,
• Марса,
• Юпитера,
• Сатурна,
• Урана,
• Нептуна.

Планеты земной группы и спутник Земли

Меркурий.

Меркурий является ближайшей планетой к Солнцу.

В 1973 году был запущен американский зонд «Маринер-10», с помощью которого впервые удалось составить достаточно надёжные карты поверхности Меркурия. В 2008 году было заснято впервые восточное полушарие планеты.

Однако, Меркурий остаётся на момент 2018 года самой малоизученной планетой земной группы – Венерой, Землёй и Марсом. Меркурий отличается малым размером, непропорционально крупным расплавленным ядром и имеет в наличии менее окисленный материал, чем его соседи.

В октябре 2018 года ожидается запуск к Меркурию миссии Bepi Colombo, совместного проекта Европейского и Японского космического агентства. Итогом семилетнего путешествия должно стать изучение всех особенностей Меркурия и анализ причин появления таких особенностей.

Венера.

Венера была исследована более 20 космическими аппаратами, преимущественно советским и американским. Рельеф планеты удалось увидеть при помощи радиолокационного зондирования поверхности планеты космическими аппаратами «Пионер-Венера» (США, 1978 г.), «Венера-15 и -16» (СССР, 1983-84 гг.) и «Магеллан» (США, 1990-94 гг.).

Наземная радиолокация позволяет «увидеть» только 25% поверхности, причем с гораздо меньшим разрешением деталей, чем способны космические аппараты. Например, «Магеллан» получил изображения всей поверхности с разрешением в 300 м. Оказалось, что большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами.

Из последних исследований Венеры отметим миссию Европейского Космического Агентства Venus Express по исследованию планеты и особенностей её атмосферы. Наблюдение за Венерой проходило с 2006 по 2015 год, в 2015 году аппарат сгорел в атмосфере. Благодаря этим исследованиям была получена картина южного полушария Венеры, а также получена информация о недавней вулканической активности гигантского вулкана Идунн, имеющего диаметр 200 километров.

Луна.

Первым объектом пристального внимания со стороны землян стала Луна.

Ещё в 1959 и 1965 году советские аппараты «Луна – 3» и «Зонд – 3» впервые сфотографировали невидимое с Земли «темное» полушарие спутника.

В 1969 году на Луну впервые высадились люди. Самым известным из американских астронавтов, побывавшем на Луне, является Нил Амстронг. Всего на Луне побывало 12 американских экспедиций с помощью космических кораблей «Аполлон». В результате исследований на Землю было привезено около 400 килограммов лунной породы.

Впоследствии, из-за гигантских затрат на лунную программу, пилотируемые человеком полёты на Луну прекратились. Исследования Луны стали проводиться с помощью автоматических и управляемых с Земли космических аппаратов.

В последние четверть века происходит новый этап изучения Луны. В результате исследований космических аппаратов «Клементина» в 1994 году, «Лунар Проспектор» в 1998-1999, и «Смарт-1» в 2003-2006 году земные исследователи смогли получить более новые и уточнённые данные. В частности, были обнаружены залежи предположительно водяного льда. Большое количество этих залежей было обнаружено вблизи полюсов Луны.

А в 2007 году наступил черед китайских космических аппаратов. Таким аппаратом стал «Чаньэ-1», который был запущен 24 октября. 8 ноября 2008 года на лунную орбиту был выведен уже индийский космический аппарат «Чандрайян 1». Луна является одной из главных целей в освоении человечеством ближнего космоса.

Марс.

Следующей целью земных исследователей является планета Марс. Первым исследовательским аппаратом, который положил начало изучению Красной планеты, был советский зонд «Марс- 1». Согласно данным американского аппарата «Маринер – 9» полученным в 1971 г. удалось составить подробные карты поверхности Марса.

Что касается современных исследований, отметим следующие изыскания. Так, в 2008 году космическим аппаратом «Феникс» удалось впервые произвести бурение поверхности и обнаружить лёд.

А в 2018 году радар MARSIS, который установлен на борту орбитального аппарата Европейского космического агентства «Mars Express», смог предоставить первые доказательства того, что на Марсе есть жидкая вода. Этот вывод следует из обнаруженного на южном полюсе озера немалых размеров скрытое подо льдом.

Планеты-гиганты

Юпитер.

Впервые Юпитер был исследован с близкого расстояния в 1973 году с помощью советского зонда «Пионер-10». Важное значение для изучения Юпитера имели и полёты американских аппаратов «Вояджер», осуществляемые в 1970-е годы.

Из современных исследований отметим такой факт. В 2017 году команда американских астрономов, во главе с Скоттом С. Шеппардом, занимаясь поисками потенциальной девятой планеты за пределами орбиты Плутона случайно обнаружили новые луны у Юпитера. Таких лун оказалось 12. В итоге количество спутников Юпитера увеличилось до 79.

Сатурн.

В 1979 году космический аппарат «Пионер -11» исследуя окрестности Сатурна, смог обнаружить новое кольцо у планеты, измерить температуру атмосферы и выявить границы магнитосферы самой планеты.

В 1980 г. аппарат «Вояджер-1» передал впервые ясные снимки колец Сатурна. Из этих снимков стало ясно, что кольца Сатурна состоят из тысяч отдельных узких колечек. Также было найдено 6 новых спутников Сатурна.

Наибольший вклад в изучение планеты гиганта внёс космический аппарат «Кассини», проработавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год. С помощью его удалось установить, в частности, из чего состоит верхняя атмосфера Сатурна и особенности ее химического взаимодействия с материалами, которые поступают от колец.

Уран.

Планета Уран была открыта в 1781 году астрономом В. Гершелем. Уран является ледяным гигантом.

В 1977 году удалось обнаружить, что у Урана также есть свои кольца.

Замечание 1

Единственным космическим аппаратом Земли, побывавшим вблизи Урана, является «Вояджер-2» который пролетел мимо него ещё в 1986 году. Он сфотографировал планету, нашёл 2 новых кольца и 10 новых спутников Урана.

Нептун.

Нептун является планетой-гигантом и первой планетой, открытой с помощью математических вычислений.

Единственным пока аппаратом, побывавшим там, является «Вояджер -2». Он прошёл около Нептуна в 1989 году, что позволило увидеть некоторые детали атмосферы планеты, а также гигантский антициклон, размером с Землю в южном полушарии.

Планеты-карлики

К планетам-карликам относятся те небесные тела, которые обращаются вокруг Солнца и имеют достаточную массу для поддержания собственной сферической формы. Такие планеты не являются спутниками иных планет, но и не могут в отличие от планет расчистить свою орбиту от прочих космических объектов.

К карликовым планетам относятся такие объекты как Плутон, исключенный из списка планет, Макемаке, Церера, Хаумеа и Эрида.

Замечание 2

Отметим, что по поводу Плутона все еще ведутся споры, считать его планетой или планетой-карликом.

Планета Девять

20 января 2016 года астрономы, работающие в Калифорнийском технологическом институте, Константин Батыгин и Майкл Браун выдвинули гипотезу о предполагаемом существовании массивной транснептуновой планеты находящейся за пределами орбиты Плутона. Однако, до настоящего момента планету Девять обнаружить не удалось.

Физикам уже более ста лет известно о квантовых эффектах, например, способности квантов исчезать в одном месте и появляться в другом, или же находиться в двух местах одновременно. Однако поразительные свойства квантовой механики применимы не только в физике, но и в биологии.

Лучший пример квантовой биологии - фотосинтез: растения и некоторые бактерии используют энергию солнечного света, чтобы построить нужные им молекулы. Оказывается, фотосинтез на самом деле опирается на поразительное явление - маленькие массы энергии «изучают» все возможные пути для самоприменения, а затем «выбирают» самый эффективный. Возможно, навигация птиц, мутации ДНК и даже наше обоняние так или иначе опираются на квантовые эффекты. Хотя эта область науки пока весьма умозрительна и спорна, учёные считают, что однажды почерпнутые из квантовой биологии идеи могут привести к созданию новых лекарств и биомиметических систем (биомиметрика - ещё одна новая научная область, где биологические системы и структуры используются для создания новых материалов и устройств).

3. Экзометеорология

Наряду с экзоокеанографами и экзогеологами, экзометеорологи заинтересованы в изучении природных процессов, происходящих на других планетах. Теперь, когда благодаря мощным телескопам стало возможно изучать внутренние процессы на близлежащих планетах и спутниках, экзометеорологи могут следить за их атмосферными и погодными условиями. и Сатурн со своими невероятными масштабами - первые кандидаты для исследований, так же как и Марс с регулярными пылевыми бурями.

Экзометеорологи изучают даже планеты за пределами нашей Солнечной системы. И что интересно, именно они могут в итоге найти признаки внеземной жизни на экзопланетах путём обнаружения в атмосфере органических следов или повышенного уровня углекислого газа - признака индустриальной цивилизации.

4. Нутригеномика

Нутригеномика - это изучение сложных взаимосвязей между пищей и экспрессией генома. Учёные, работающие в этой области, стремятся к пониманию роли генетических вариаций и диетических реакций на то, как именно питательные вещества влияют на геном.

Еда действительно оказывает огромное влияние на здоровье - и начинается всё в буквальном смысле на молекулярном уровне. Нутригеномика работает в обоих направлениях: изучает, как именно наш геном влияет на гастрономические предпочтения, и наоборот. Основной целью дисциплины является создание персонализированного питания - это нужно для того, чтобы наша еда идеально подходила нашему уникальному набору генов.

5. Клиодинамика

Клиодинамика - это дисциплина, сочетающая в себе историческую макросоциологию, экономическую историю (клиометрику), математическое моделирование долгосрочных социальных процессов, а также систематизацию и анализ исторических данных.

Название происходит от имени греческой музы истории и поэзии Клио. Проще говоря, клиодинамика - это попытка предугадать и описать широкие социальные связи истории - и для изучения прошлого, и как потенциальный способ предсказать будущее, например, для прогнозов социальных волнений.

6. Синтетическая биология

Синтетическая биология - это проектирование и строительство новых биологических частей, устройств и систем. Она также включает в себя модернизацию существующих биологических систем для бесконечного количества полезных применений.

Крейг Вентер, один из ведущих специалистов в этой области, заявил в 2008-м году, что он воссоздал весь геном бактерии путем склеивания её химических компонентов. Два года спустя его команда создала «синтетическую жизнь» - молекулы ДНК, созданные при помощи цифрового кода, а затем напечатанные на 3D-принтере и внедрённые в живую бактерию.

В дальнейшем биологи намерены анализировать различные типы генома для создания полезных организмов для внедрения в тело и биороботов, которые смогут производить химические вещества - биотопливо - с нуля. Есть также идея создать борющуюся с загрязнениями искусственную бактерию или вакцины для лечения серьёзных болезней. Потенциал у этой научной дисциплины просто огромный.

7. Рекомбинантная меметика

Эта область науки только зарождается, однако уже сейчас ясно, что это только вопрос времени - рано или поздно учёные получат лучшее понимание всей человеческой ноосферы (совокупности всей известной людям информации) и того, как распространение информации влияет на практически все аспекты человеческой жизни.

Подобно рекомбинантной ДНК, где различные генетические последовательности собираются вместе, чтобы создать нечто новое, рекомбинантная меметика изучает, каким образом - идеи, передающиеся от человека к человеку - могут быть скорректированы и объединены с другими мемами и мемеплексами - устоявшимися комплексами взаимосвязанных мемов. Это может оказаться полезным в «социально-терапевтических» целях, например, борьбы с распространением радикальных и экстремистских идеологий.

8. Вычислительная социология

Как и клиодинамика, вычислительная социология занимается изучением социальных явлений и тенденций. Центральное место в этой дисциплине занимает использование компьютеров и связанных с ними технологий обработки информации. Конечно, эта дисциплина получила развитие только с появлением компьютеров и повсеместным распространением интернета.

Особое внимание в этой дисциплине уделяется огромным потокам информации из нашей повседневной жизни, например, письмам по электронной почте, телефонным звонкам, постам в социальных сетях, покупкам по кредитной карте, запросам в поисковиках и так далее. Примерами работ может послужить исследование структуры социальных сетей и того, как через них распространяется информация, или же как в интернете возникают интимные отношения.

9. Когнитивная экономика

Как правило, экономика не связана с традиционными научными дисциплинами, но это может измениться из-за тесного взаимодействия всех научных отраслей. Эту дисциплину часто путают с поведенческой экономикой (изучением нашего поведения в контексте экономических решений). Когнитивная же экономика - это наука о том, как мы думаем. Ли Колдуэлл, автор блога об этой дисциплине, пишет о ней:

«Когнитивная (или финансовая) экономика… обращает внимание на то, что на самом деле происходит в разуме человека, когда он делает выбор. Что представляет собой внутренняя структура принятия решения, что на это влияет, какую информацию в этот момент воспринимает разум и как она обрабатывается, какие у человека внутренние формы предпочтения и, в конечном счете, как все эти процессы находят отражение в поведении?».

Иными словами, учёные начинают свои исследования на низшем, упрощённом уровне, и формируют микромодели принципов принятия решений для разработки модели масштабного экономического поведения. Часто эта научная дисциплина взаимодействует со смежными областями, например, вычислительной экономикой или когнитивной наукой.

10. Пластиковая электроника

Обычно электроника связана с инертными и неорганическими проводниками и полупроводниками вроде меди и кремния. Но новая отрасль электроники использует проводящие полимеры и проводящие небольшие молекулы, основой которых является углерод. Органическая электроника включает в себя разработку, синтез и обработку функциональных органических и неорганических материалов наряду с развитием передовых микро- и нанотехнологий.

По правде говоря, это не такая уж и новая отрасль науки, первые разработки были сделаны ещё в 1970-х годах. Однако свести все наработанные данные воедино получилось только недавно, в частности, за счёт нанотехнологической революции. Благодаря органической электронике у нас скоро могут появиться органические солнечные батареи, самоорганизующиеся монослои в электронных устройствах и органические протезы, которые в перспективе смогут заменить человеку повреждённые конечности: в будущем так называемые киборги, вполне возможно, будут состоять в большей степени из органики, чем из синтетических частей.

11. Вычислительная биология

Если вам одинаково нравятся математика и биология, то эта дисциплина как раз для вас. Вычислительная биология стремится понять биологические процессы посредством языка математики. Это в равной степени используется и для других количественных систем, например, физики и информатики. Учёные из Университета Оттавы объясняют, как это стало возможным:

«По мере развития биологического приборостроения и лёгкому доступу к вычислительным мощностям, биологии как таковой приходится оперировать всё большим количеством данным, а скорость получаемых знаний при этом только растёт. Таким образом, осмысление данных теперь требует вычислительного подхода. В то же время, с точки зрения физиков и математиков, биология доросла до такого уровня, когда теоретические модели биологических механизмов могут быть проверены экспериментально. Это и привело к развитию вычислительной биологии.»

Ученые, работающие в этой области, анализируют и измеряют всё, начиная от молекул и заканчивая экосистемами.

Как работает «мозгопочта» - передача сообщений от мозга к мозгу через интернет

10 тайн мира, которые наука, наконец, раскрыла

10 главных вопросов о Вселенной, ответы на которые учёные ищут прямо сейчас

2500-летняя научная тайна: почему мы зеваем

3 самых глупых аргумента, которыми противники Теории эволюции оправдывают своё невежество

«Это не было каким-то обычным временным изменением. Это было полноценное пространственное разделение», — говорит Крюйер.

Что-то должно было удерживать их разделенными такое продолжительное время. И этим «чем-то», по мнению авторов исследования, вероятнее всего, являлся молодой Юпитер.

«Вряд ли это было что-то другое», — добавляет Крюйер.

«Это очень интересная работа, дающая очень интересные результаты, хорошо согласующиеся с нашими нынешними представлениями об истории Солнечной системы. Вероятнее всего, все так и было», — комментирует работу исследователей Константин Батыгин, планетарный астрофизик Калифорнийского технологического института, не принимавший участия в исследовании.

Батыгин сравнивает планетологов с детективами. И те и другие исследуют места событий в поиске оставшихся намеков о том, что на самом деле произошло.

«Порой на месте преступления крошечные капли крови на потолке могут рассказать гораздо больше, чем отрезанные конечности», — говорит Батыгин.

Согласно этой аналогии, планеты представляют собой те самые конечности, в то время как метеориты – капли крови. Но, как и при поиске нужных улик, добавляет ученый, всегда остается место для сомнений.

Например, по мнению астронома Юго-Восточного исследовательского института Колорадо Кевина Уолша, все могло быть совсем иначе. В то время структура протодиска Солнечной системы могла сама разделить метеориты на группы.

«Хотя никто не исключает варианта, что мы просто плохо понимаем особенности распределения метеоритов и астероидов в ранней Солнечной системе, и планета с массой Юпитера на самом деле могла и не играть столь значимой роли во всем этом».

Тем не менее новое исследование пока только подтверждает более ранние идеи о молодой Солнечной системе и в частности эволюции Юпитера. Например, согласно одной из них, носящей название гипотезы большого отклонения, Юпитер начал менять орбиту в ранний период истории Солнечной системы, причем сначала планета приближалась к Солнцу, а затем начала удаляться от светила - подобно лавирующей яхте (отсюда и название, взятое из парусного спорта). Идея была предложена самим Уолшем и получила поддержку других ученых в 2011 году.

Притягивание к Солнцу могло происходить ровно до того момента, пока не сформировался Сатурн, который начал тянуть Юпитер обратно от светила. Такая перетяжка, в свою очередь, могла стать причиной объединения групп метеоритов в единый пояс. Более того, по мнению некоторых ученых, молодой и массивный Юпитер может являться объяснением тому, почему наша Земля получилась относительно маленькой и имеет относительно тонкую атмосферу.

«С галактической точки зрения мы являемся жителями очень странной планеты», — комментирует Батыгин.

Научные данные указывают, что Земля появилась из солнечной туманности примерно через 100 миллионов лет после формирования системы и к этому моменту обладала слишком малой гравитацией, «чтобы нарастить богатую водородом и гелием атмосферу», как правило, встречающуюся у других миров. Благодарить за это нужно Юпитер, который буквально высосал большинство этого материала себе.

Охотники за экзопланетами, наблюдающие за другими звездными системами, обнаружили несколько супер-Земель – планет размером больше Земли, но меньше таких газовых гигантов, как Нептун. Несколько из этих экзопланет больше Земли всего в два раза и находятся в обитаемых зонах своих звезд. По мнению Крюйера, причиной, по которой наша Солнечная система лишена супер-Земель, как раз заключается в Юпитере и его влиянии.

«Даже в своем младенчестве Юпитер оказал серьезное влияние на динамику и эволюцию Солнечной системы. Несмотря на то, что это влияние сейчас сократилось, полностью он его не утратил. Даже через миллион лет Юпитер будет играть важную роль в том, как будет выглядеть наша система», — соглашается Джонсон.