Tizedik bolygó

A tizedik bolygót sokan és sokat keresték, de mégsem találták meg. Lehet, hogy nem is létezik. A mai kutatók a Naprendszer határainak kitolódását máshogyan közelítik meg.

• Naprendszerünk hetedik bolygóját, az Uránuszt Herschel fedezte föl 1781-ben. Az idő múlásával azonban a bolygó előre kiszámított és valóságos helyzete között 1830-ban már 20 ívmásodpercnyi eltérés mutatkozott, s ez 1844-ig 120 ívmásodpercre emelkedett. Számos csillagász gyanította, hogy az Uránusz mozgását egy távolabbi, még ismeretlen bolygónak a gravitációs hatása zavarja, égi mechanikai szakkifejezéssel: perturbálja. A francia Leverrier elméleti számításai alapján (mégis véletlenül) 1846. szeptember 23-án Galle német csillagász valóban föl is fedezte a zavart okozó bolygót, a Neptunuszt.
  Leverriertől függetlenül az angol J. Adams is kiszámította a Neptunusz várható helyét.

• A Neptunusszal azonban még mindig nem sikerült teljesen megmagyarázni az Uránusz perturbációját. Sőt a Neptunusz mozgásában is mutatkoztak eltérések. Hátha ezt meg egy, még további, a Neptunuszon túli, mindeddig ismeretlen bolygó okozza?
  • A Neptunuszon túli kilencedik bolygó elméleti kutatásával először W. H. Pickering, P. Lowell és Grillug foglalkozott. Pickering és Grillug elsősorban az üstökösök pályáit elemezve próbált következtetni a kilencedik bolygó pályaelemeire. A külső nagybolygóknak ugyanis úgynevezett üstököscsaládjaik vannak. Egy-egy ilyen családba néhány üstökös tartozik, s az jellemzi őket, hogy naptávolpontjuk, azaz a Naptól való legnagyobb távolságuk (aféliumuk) nagyjában éppen a "családfő" külső bolygó közepes naptávolságának felel meg. A szóban forgó esetben pedig néhány üstökösnek az aféliuma jóval a Neptunusz pályáján kívül volt.
  • Lowell más utat választott. Ő a Neptunusz és az Uránusz perturbációiból próbálta kiszámítani az ismeretlen bolygó helyzetét. Számításaival 1914-ben készült el. Bár az égboltot fényképezve addig is keresték az új bolygót, az igazi kutatómunka csak ezután kezdődött. Ennek oroszlánrészét a Lowell-obszervatóriuban végezték. Maga Lowell a bolygó felfedezését már sajnos nem érhette meg. A szerencse egy fiatal csillagásznak, Clyde Tombaughnak kedvezett. Ő 1930. február 18-án egy január 24-én készült fotólemezen megtalálta az új bolygót, a Plútót. A felfedezést 1930. március 13-án, P. Lowell születésnapján hozták nyilvánosságra.

• A Plútó trónfosztása

  A Plútó nagyon halvány égitest, ami nem is csoda hiszen a Földünknél 40-szer távolabb kering a Naptól. Megfigyelni roppant nehéz. Pályáját sem volt könnyű bemérni, mert nagyon lassan mozog: felfedezése óta pályájának mindössze 1/4 részét futotta be. Lowell, aki kiszámította a Plútó akkori helyzetét, úgy gondolta, hogy a keresett bolygónak az Uránuszhoz és a Neptunuszhoz kell hasonlítania, vagyis óriásbolygó. Átmérőjét 25000 km-re becsülte. Később megállapították, nem hogy nem óriásbolygó, hanem még a Marsnál is kisebb. A meglehetősen nagy tömeghez ragaszkodni kellett, mivel csak így magyarázható a perturbáló hatása. A méret csökkenésével együtt a sűrűségnek már-már elképesztő méretű növekedését kellett feltételezni. Néhány év alatt a Plútó mérete csaknem tizedrészére csökkent. Nem valami dicsőséges pályafutása 1978-ban érkezett el a mélypontjára, Christy fölfedezte a Plútó holdját a Charont. A Plútónak és a Charonnak a viszonya szinte már nem is egy bolygónak és holdnak a kapcsolata, hanem inkább már kettősbolygóról, bolygórendszerről beszélhetünk. Az 1270 km átmérőjű Charon nagyon közel kering a Plútóhoz, tömegarányuk pedig mindössze 1:9. A Charon keringési idejét ismerve kiszámítható a Plútó tömege. A Plútó tömegére a Föld tömegének 1/453-ad része adódott. Eszerint a Plútó jóformán csak egy nagyobbacska "hólabda". Naprendszerünkben is inkább sorolhatnánk a kisbolygók közé, mintsem, hogy egy "igazi" nagybolygónak tekintsük. De hát akkor végső soron hány igazi nagybolygója van a Napunknak? A Plútó trónfosztása tehát megtörtént! Ez eddig rendben is volna. De rögtön itt a nagy kérdés: megmagyarázható-e az Uránusznak és a Neptunusznak a perturbációja egy ilyen kis tömegű égitestnek a zavaró hatásával?

• Keresték a Tizediket

  A kutatók egyre gyakrabban gondoltak arra, hogy talán a Plútón túl is van még egy (Tizedik) bolygó.
  • 1990. áprilisában és májusában az Egyesült Államok Új-Zélandban lévő csillagvizsgálójából Naprendszerünk feltételezett 10. bolygóját a Centaurus csillagkép északi részének irányában, ott ahol a számítógépes modellezés szerint legvalószínűbben található. A 10. bolygó (ha létezik) kétszer akkora mint a Földünk, s remélték, hogy jég borítja, mert ez esetben a rá eső (már nagyon gyönge) fénysugarakat visszaveri.

• Ha a francia Leverrier (akinek elméleti számításai alapján a német Galle felfedezte a Neptunuszt) ismerte volna Lalande 1795-ös mérési adatait, a megfigyelt perturbációk alapján keresni kezdte volna a 10. (azazhogy akkor még -mivel a Plútót nem ismerték- a kilencedik) bolygót. Az pedig a XIX. sz. elején valószínűleg napközelben tartózkodott, közel a Neptunuszhoz. Ha ekkor fölfedezik ezt a még ma is csak sejtett égitestet, merőben más képünk volna a Naprendszerről. Lehet, hogy a Plútót még ma sem ismernénk, ellenben volna egy "valódi" kilencedik bolygónk, megfelelő méretű és távolságú ... A Plútóval nem csak a méretei miatt van bajunk. A pályája is rendkívüli. Pályasíkja szokatlanul nagy szöget zár be az ekliptikával, azután a pályájának excentricitása a legnagyobb a nagybolygók közül, így pályája mintegy keresztezi a Neptunuszét.

• A csillagászok már régóta gyanítják, hogy a Plútó valamikor nem is volt önálló bolygó, hanem a Neptunusz egyik holdja volt, amelyet valamilyen katasztrofális esemény szakított ki a bolygó körüli pályájáról. Ezt látszik megerősíteni, hogy a Plútó mérete és tömege közel áll a Tritonéhoz, a Neptunusz nagyobbik holdjáéhoz. Egyes csillagászok szerint nagyon valószínű, hogy valamikor régen a 10. bolygó igen közel haladt el a Neptunuszhoz, gravitációs hatásával kiszakította az addig a Neptunusz körüli pályán keringő Plútót. Majdnem biztos, hogy ugyanekkor vált le a Plútó egy darabja is (a Charon), s kezdte meg keringését annak holdjaként.

• De hát akkor hol keressük az "igazi" legkülső bolygót?
  Ez bizony a legnehezebb kérdés, hiszen pályájának, s így jelenlegi tartózkodási helyének a kiszámításához alig van valami alapunk. Néhány szerencsére azért akad. Kiindulhatunk például abból, hogy az egymáshoz közeli bolygók keringési idejei (keringési periódusok) bizonyos rezonanciát mutatnak, vagyis meghatározott arányban vannak egymással.
  • Például három Szaturnusz-periódus hozzávetőleg megfelel egy Uránusz-periódusnak,
  • ugyanígy az Uránusz két periódusa egy Neptunusz-periódusnak,
  • a Plútó egy periódusa pedig egyenlő a Neptunusz háromketted vagy az Uránusz három periódusával.
  Ez nem véletlen, s nem is számmisztika! Ha egy mechanikai rendszernek (a Naprendszer ilyen) elegendően hosszú ideje van rá, a kölcsönös perturbációk miatt a bolygópályák úgy módosulnak, hogy dinamikus egyensúly jöjjön létre, s a fenti arányok éppen ezt fejezik ki. Nos innen már egyszerű a következő lépés! Tegyük fel, hogy a 10. bolygó is egy olyan pályán állandósult, amelynek a periódusa két Plútó -vagy három Neptunusz- periódussal egyenlő. Ez volna a legegyszerűbb rendszer, így arra számíthatunk, hogy a keresett bolygó keringési ideje 495 év. Az ehhez tartozó közepes naptávolság 62,5 CSE. Ha most figyelembe vesszük azt, hogy napközelben nagyon közel kell elhaladnia a Neptunusz pályájához, föltehetjük, hogy ilyenkor nincs messzebb 30 CSE-nél. Ekkor naptávolpontnak 92,5 CSE-et kapunk, ami azt jelenti, hogy a 10. bolygó pályájának a legnagyobb az excentricitása (0,35).

• Tombaugh szerencsés volt, amikor megtalálta a Plútót, hiszen egy új bolygó felfedezését könyvelhette el. A csillagászatot azonban veszteség érte ezzel, hiszen ha nem fedezik fel a Plútót, tovább kutattak volna a hiányzó bolygó után, s Lalande megfigyelésére talán jobban odafigyelve esetleg ma már ismernénk a 10. bolygót. Azóta bizonyára felfedezték volna a Plútót is, de úgy könyveltük volna el, mint egy külső kisbolygót, hasonlóképpen a Koval felfedezte Chironhoz ...

• Azért a mai kutatók véleménye kicsit eltér a fent leírt érdekességektől, de a fentiek is hozzátartoznak a csillagászat gondokodásmódjához, a kutatások menetének jobb megértéséhez.