Анализ данных о множестве известных экзопланет позволяет предположить, что гипотетическая крупная планета, не обнаруженная в Солнечной системе, скорее всего не является каменистой суперземлей. Астрономы полагают, что это, вероятно, мини-нептун – планета с твердым ядром и относительно тонкой оболочкой.
Наличие дополнительной планеты в составе Солнечной системы заподозрили после исследования небесных тел за орбитой Нептуна: орбиты некоторых из них оказались вытянуты примерно в одном и том же направлении. Это позволяет предполагать гравитационное воздействие неизвестного объекта.
Именно это гравитационное влияние позволило оценить массу гипотетической Девятой планеты, которая, предположительно, составляет около 6,6 массы Земли. Также удалось получить некоторые сведения об ее орбите: астрономы считают, что в настоящий момент она находится примерно на расстоянии, в 550 раз превышающем расстояние от Солнца до Земли. Для сравнения, Плутон даже при максимальном удалении от Солнца – в 49 астрономических единицах, то есть в 49 раз дальше Земли. В то же время, по расчетам, «Планета Х» в афелии должна находиться на расстоянии 630 астрономических единиц.
В такой удаленности от нашей звезды гипотетический мир, как можно предположить, должен быть очень холодным. До недавнего времени это было практически все, что можно было о планете сказать. Два взаимосвязанных вопроса – ее размеры и состав – оставались без ответа. Недавно ученые из США, Дэвид Рассел и Терри Уайт, предприняли попытку определить эти параметры и решили использовать данные об экзопланетах для получения информации. Результаты их работы были опубликованы в научной статье, выложенной на сервере препринтов arXiv.org.
По данным ученых, в других звездных системах насчитывается около шести тысяч планет. Из этого перечня ими было отобрано 142 планеты, обладающие равновесной температурой менее 600 кельвин, что соответствует отметке не выше +326 градусов Цельсия. Это говорит о том, что данные планеты, вероятно, не характеризуются высокой температурой.
Среди исследованных планет астрономы не обнаружили ни одного объекта с составом, сходным с земным, и массой, превышающей 2,9 массы Земли. Это говорит о том, что планеты, состоящие преимущественно из горных пород, вероятно, редко бывают значительно массивнее. В дальнейшем ученые отсортировали из этой выборки 27 планет, масса которых варьируется от 4,9 до 9,2 массы Земли — таким образом, они напоминают Девятую планету по своей массе.
Анализ показал, что большая часть этих объектов представляет собой мини-Нептуны: они обладают каменистым ядром и значительной оболочкой, состоящей из воды и других летучих соединений. Масса Нептуна в 17 раз превышает массу Земли, и у него также, вероятно, есть железокаменное ядро. Радиус всех представленных в выборке планет оказался в два-три раза больше радиуса Земли.
Согласно теоретическим расчетам, при образовании планет, масса которых превышает четыре массы Земли, они, вероятно, будут активно поглощать и удерживать значительное количество газа, что приведет к их трансформации в газовые или ледяные планеты. На основании этих данных ученые пришли к заключению, что если Девятая планета и существует, то она должна представлять собой мини-Нептун, или ледяной карлик. Предполагаемый размер этой гипотетической планеты варьируется от двух до 2,6 массы Земли.
Проведенные вычисления вновь продемонстрировали сложность поиска предполагаемой планеты на изображениях: ее предполагаемая светимость находится в пределах от +21,9 до +22,7. Это означает, что при наблюдениях с Земли она будет во много раз слабее Плутона, звездная величина которого составляет около +15. Следует учитывать, что чем выше это значение, тем сложнее заметить объект на небе.