Почему мы не можем обнаружить планету Х?

Развитие астрономической техники идет семимильными шагами. Список объектов открытых с помощью современных телескопов поражает воображение. Возникает вопрос:

Если с помощью современных телескопов астрономы могут рассматривать галактики в миллиардах световых лет от нас, а также открывать планеты у других звезд в сотнях и тысячах световых лет от нас, почему мы не можем открыть планету Х, которая предположительно находится за орбитой Нептуна?

Планета Х - это гипотетическая 10-я планета Солнечной системы расположенная где-то за орбитой Плутона. Название планета Х появилось еще в те времена, когда Плутон еще считался планетой. С 2006-го года Плутон более планетой не считается, но название планета Х для гипотетической планеты где-то на задворках Солнечной системы осталось.

Источник: solarsystem.nasa.gov
Источник: solarsystem.nasa.gov

Конечно самый простой ответ на этот вопрос может звучать как "Потому что никакой Планеты Х не существует". Действительно очень сложно найти черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет.

Однако давайте на минутку допустим, что планета Х совершенно точно существует. было бы удивительным то, что ее до сих пор не открыли? Нет, не было бы.

Дело в том, что объекты солнечной системы кроме самого Солнца не светятся сами по себе, а только отражают солнечный свет. Согласно закону обратных квадратов чем дальше от нас источник света, тем меньше света от него доходит до нас в расчете на единицу площади.

Кстати поэтому многие небесные тела невидимы невооруженным глазом - количество фотонов попадающих на площадь сетчатки нашего глаза слишком мало, чтобы глаз мог их различить. По той же причине главным параметром телескопа является не его зум (увеличение), а площадь объектива - если в объектив не попадет ни одного фотона от наблюдаемого объекта, то сколько не крути зум, ничего не увидишь.

Закон обратных квадратов. Источник: wikipedia.org
Закон обратных квадратов. Источник: wikipedia.org

Транснептуновые объекты очень тусклые - во-первых из-за закона обратных квадратов до них доходит мало света от Солнца, а во вторых из-за того же закона еще меньше отраженного света доходит от них до нас. Для того чтобы рассмотреть тусклые объекты необходимы телескопы с очень большой апертурой (диаметром объектива).

Кроме того при настройке телескопа всегда приходится выбирать между детализацией и шириной поля зрения. Чем меньше часть небесной сферы, на которую ориентирован телескоп, тем более тусклые объекты он будет в состоянии зарегистрировать. Иными словами мы можем либо смотреть на малые участки неба с большой точностью, или на большие участки неба с малой точностью.

Снимок участка неба телескопом Hubble. Источник: nasa.gov
Снимок участка неба телескопом Hubble. Источник: nasa.gov

Кроме того для того, чтобы обнаружить планету недостаточно просто сфотографировать участок неба. Необходимо наблюдать один и тот же малый участок небосвода на протяжении длительного времени.

Серия снимков благодаря которым была открыта Седна. Источник: nasa.gov
Серия снимков благодаря которым была открыта Седна. Источник: nasa.gov

Собственно поэтому мы и не можем "просканировать" все небо в поисках очень тусклых объектов. Всех телескопов во всех обсерваториях мира не хватит для того, чтобы охватить такими наблюдениями даже один процент небосвода. Поэтому планета Х может быть открыта либо на основании исследования ее гравитационного влияния на другие транснептуновые объекты, либо чисто случайно. В первом случае мы будем примерно знать в какой области пространства искать планету, куда направлять телескопы. Во втором случае - нам должно просто повезти.

Читайте также: Была ли раньше планета Фаэтон между орбитами Марса и Юпитера?

Надо сказать, что множество астрономов занимаются поисками транснептуновых объектов и если планета Х существует, то рано или поздно она будет найдена, однако нельзя сбрасывать со счетов весьма высокую вероятность того, что никакой планеты Х все же не существует.

Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.