Без пяти минут девять

В 1952 году в статье «Есть ли Бог» математика и философа-позитивиста Бертрана Рассела появилось знаменитое рассуждение про чайник в космосе: «Если бы я стал утверждать, что между Землей и Марсом вокруг Солнца по эллиптической орбите вращается фарфоровый чайник, никто не смог бы опровергнуть мое утверждение, добавь я предусмотрительно, что чайник слишком мал, чтобы обнаружить его даже при помощи самых мощных телескопов».

Существовать в статусе чайника Рассела — то ли они есть, то ли нет, доказать нельзя — судьба многих тел в Солнечной системе. Все, что меньше 50 метров в диаметре (это высота 16-этажки), современные земные телескопы не имеют никаких шансов заметить; об этом часто говорят в связи с возможностью, что однажды такая летающая шестнадцатиэтажка без предупреждения врежется в Землю и убьет взрывом от удара десятки миллионов человек.

А может ли оставаться незамеченным небесное тело больше Земли? Похоже, что может, и это полноценная девятая планета. В отличие от остальных восьми и даже разжалованного из планет Плутона, ее пока никто не видел, однако астрономы утверждают, что она просто обязана быть.

20 января Astronomical Journal опубликовал научную статью с понятным названием «Свидетельства существования в Солнечной системе удаленной гигантской планеты». Если она существует, то тяжелее Земли минимум в 10 раз, твердая, ледяная и делает один оборот вокруг Солнца за 10—20 тысяч лет. И даже в самой близкой точке своего маршрута она все равно в 250 раз дальше от нас, чем Солнце (поэтому на роль мифической планеты Нибиру или триеровской Меланхолии, которая приблизится вплотную и разорвет Землю, никак не годится — эта планета держит с нами дистанцию).

Каменная девятая планета — возможно, несостоявшаяся заготовка для планеты-гиганта вроде Юпитера, выброшенная на периферию гравитационным возмущением.

Вся статья — развернутое теоретическое рассуждение: такая планета хорошо бы объяснила неестественно вытянутые орбиты других транснептуновых тел — малых планет Седна, 2012 VP113 и некоторых других соседей Плутона по поясу Койпера. Списать их поведение на чистый случай — без участия какой бы то ни было дополнительной планеты-гиганта — можно, но только с вероятностью 0,007 процента.

Авторы статьи — двое астрономов из Калифорнийского технологического университета, и оба с именем. У профессора Майкла Брауна в 2010-м вышла книга «Как я убил Плутон и почему это было неизбежно». В 2003-м Браун открыл малую планету Седна и спровоцировал в Международном астрономическом союзе дискуссию о том, что считать планетой, а что не считать — в итоге статуса планеты лишился Плутон.

29-летний профессор-адъюнкт Калтеха Константин Батыгин (который в 13-летнем возрасте уехал с родителями из России) — тоже никакой не начинающий астроном. В январе 2015-го американский Forbes включил его в свою подборку молодых ученых «30 тех, кому нет 30». Его фамилия вот уже восемь лет упоминается то тут, то там в популярных журналах про науку уровня New Scientist или Scientific American. В 2008-м, к примеру, Батыгин просчитывал апокалиптический сценарий, согласно которому Солнечная система погибнет намного раньше, чем погаснет Солнце: через 40 миллионов лет из-за гравитационных возмущений одних планет другими движение станет хаотическим, потом Марс и Меркурий будут вышвырнуты далеко за орбиту Плутона, орбиты остальных планет изменятся необратимо, и Земле тоже ничего хорошего не светит. В 2010-м Батыгин описал ситуацию, когда газовые гиганты вроде Юпитера начинают вести себя как медведь-аллергик, покусанный пчелами: разбухают под воздействием почти невесомого роя космических частиц.

Все эти исследования выбиваются из логики, которую со школьного кабинета астрономии навязывает учебно-наглядный макет Солнечной системы с электромотором, где в роли планет — шарики на стержнях. В макете у каждой планеты — своя орбита, заданная раз и навсегда припаянным стержнем, имитирующим солнечное притяжение. Кроме этого притяжения к шарику в центре, их больше ничего не связывает, планеты автономны, как острова, и вместе им не сойтись.

Для моделей Батыгина, пытающихся учесть сложность реального космоса, это неверно: здесь все влияет на все, и вместо однажды воткнутого в розетку электромотора, который вечно гоняет одни и те же тела по кругу, — неустойчивое равновесие, когда взмах крыльев бабочки на одном конце света вызывает бурю на другом.

Малые воздействия с большими последствиями описывает физическая теория возмущений. Батыгин с Брауном целенаправленно искали такое гравитационное возмущение, которое могло заставить целое семейство транснептуновых малых планет сгруппироваться и занять свои нынешние сильно вытянутые орбиты. Это возмущение, скорее всего, создают периодические встречи легких малых планет с одной тяжелой — той самой невидимой девятой планетой-гигантом. Все ее свойства астрономы вывели из параметров орбиты уже открытых объектов, Седны и еще пяти других.

Газовые планеты-гиганты начинают вести себя как медведь-аллергик, покусанный пчелами: разбухают под воздействием почти невесомого роя космических частиц.

Новая твердая планета-гигант плохо вписывается в ряд, который начинается с небольших твердых планет вроде Меркурия, Венеры и Земли, продолжается газовыми гигантами и заканчивается каменной крошкой на периферии — транснептуновыми малыми планетами. Почему за ними снова идет нечто большое? По одной из гипотез, это несостоявшееся ядро-заготовка для планеты-гиганта вроде Юпитера, выброшенное на периферию ранней Солнечной системы такими же гравитационными возмущениями, которые в будущем могут вышвырнуть наружу Марс и Меркурий.

Легко ли эту гипотетическую планету будет найти? Не очень: она в 10—30 раз дальше от Солнца, чем Плутон (который в лучшие телескопы Земли выглядит тусклой мутной точкой), и вдобавок Солнце подсвечивает ее поверхность в десятки тысяч раз слабее, чем поверхность Земли. Словом, этот чайник Рассела и очень далекий, и очень темный. Так что искать его в очень большой и темной космической комнате будет как минимум любопытно.

Когда (и если) открытие все-таки сделают, астрономам придется переопределять границы Солнечной системы, которые когда-то проводили прямо за орбитой Плутона, а сейчас связывают с гелиопаузой — местом, где давление межзвездной среды останавливает солнечный ветер. По расчетам, самая дальняя точка орбиты новой планеты лежит в несколько раз дальше гелиопаузы. Поэтому сама планета — не главный приз в этой игре. Ее роль — как у какого-нибудь непригодного для жизни каменного острова, едва торчащего из воды, который позволяет государству сдвинуть свои морские границы на сотни километров вглубь океана.