स्कॉट शेपर्ड को वाशिंगटन, डीसी में शोध सुविधा कार्नेगी इंस्टीट्यूशन डिपार्टमेंट ऑफ टेरेस्ट्रियल मैग्नेटिज्म में काम करने के लिए चलने के लिए लगभग 15 मिनट लगते हैं, जो मूल रूप से 1904 में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को मैप करने में अभियानों का समर्थन करने के लिए स्थापित किया गया था। आज, परिसर शेपर्ड सहित सभी विषयों के ग्रहों के वैज्ञानिकों को होस्ट करता है, जो चरम बाहरी सौर मंडल के खगोलीय पिंडों का अध्ययन करता है। वह कहता है कि उसे चलते समय अपने सबसे अच्छे विचार मिलते हैं और वह आमतौर पर चौराहों से परेशान होता है, जिसके लिए दिमाग को उस बेवजह रचनात्मक तरीके से भटकने से रोकने के लिए बस पर्याप्त ध्यान देने की आवश्यकता होती है। शेपर्ड को ध्यान में रखते हुए, यह माना जाता है कि एक बड़ा, अनदेखा ग्रह प्लूटो से परे सूरज की अच्छी तरह से परिक्रमा करता है, कोई केवल कल्पना कर सकता है कि उसका मन अपनी सुबह की सैर के दौरान कहाँ घूमता है।
यह विचार कि एक विशाल ग्रह, जिसे प्लैनेट 9 या प्लैनेट एक्स कहा जाता है, इतनी बड़ी दूरी पर मौजूद है कि हम इसे खोजने में सक्षम नहीं हैं, जो दुनिया भर के खगोलविदों को सुराग के लिए आसमान को स्कैन करता है। शेपर्ड, जिन्होंने सौर मंडल में कुछ सबसे दूर की वस्तुओं की खोज की है, का मानना है कि इन नाबालिग ग्रहों के कक्षीय मार्ग एक काल्पनिक ग्रह 9 के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से सबसे अधिक आकार के हैं और आज, उनकी टीम ने एक और की खोज की घोषणा की अत्यंत दूर का मामूली ग्रह- औसत दूरी के हिसाब से सौरमंडल का दूसरा सबसे दूर का ज्ञात पदार्थ है - जो फिर से एक अनदेखे विशाल ग्रह की चपेट में एक अंतरिक्ष चट्टान के विशिष्ट निशान को ले जाता है।
“एक सदी में एक बार हमें एक ग्रह मिल जाता है, सही? इसलिए, यह एक बार फिर से खोजने का समय है, “शेपर्ड कहते हैं।
द गोबलिन
नई वस्तु, जिसे आधिकारिक तौर पर 2015 TG387 कहा जाता है, एक विशेष वर्ग के खगोलीय पिंडों के साथ परिक्रमा करता है जिसे इनर ऑर्ट क्लाउड ऑब्जेक्ट्स या चरम ट्रांस-नेप्च्यूनियन ऑब्जेक्ट्स (ETNOs) के रूप में जाना जाता है। खोज टीम द्वारा "गोबलिन" का उपनाम रॉक एंड आइस का शरीर, वर्तमान में सूर्य से लगभग 80 खगोलीय इकाइयां (एयू) है, या प्लूटो की औसत दूरी से लगभग दोगुना है। हालांकि, गोबलिन एक उच्च लम्बी कक्षा में यात्रा करता है, जो इसे हमारे सौर मंडल के चरम बाहरी छोर तक ले जाता है, यह सूर्य के चारों ओर 40, 000 साल की यात्रा के दौरान 2, 300 एयू के रूप में है।
लेकिन जैसा कि ऑब्जेक्ट का एपेलियन है, या सूरज से इसका सबसे दूर का बिंदु है, गोबलिन शायद अपने पेरिहेलियन या अपने निकटतम बिंदु के लिए और भी दिलचस्प है। मामूली ग्रह, जिसका अनुमान लगभग 300 किलोमीटर व्यास (प्लूटो के आकार में लगभग एक-सातवां) है, केवल 65 AU (छह बिलियन मील) के करीब है। क्योंकि इसका निकटतम दृष्टिकोण वास्तव में बिल्कुल भी करीब नहीं है, शेपर्ड का कहना है कि गोबलिन बृहस्पति और नेपच्यून जैसे बड़े ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण से शायद ही प्रभावित होता है।
वह कहते हैं, '' यह कभी भी उस जगह पर नहीं आता जहां विशालकाय ग्रह हैं। '' "इनमें से केवल तीन वस्तुएं हैं जो वहां से बाहर रहती हैं।"
नए चरम बौना ग्रह 2015 टीजी 387 और उसके साथी इनर ऊर्ट क्लाउड ऑब्जेक्ट्स 2012 वीपी 113 और सेडना की परिक्रमा बाकी सौर मंडल की तुलना में। 2015 TG387 को खोजकर्ताओं ने "द गोबलिन" उपनाम दिया था, क्योंकि इसके अनंतिम पदनाम में TG शामिल है और वस्तु को पहली बार हैलोवीन के पास देखा गया था। 2015 TG387 में 2012 VP113 या सेडना की तुलना में एक बड़ा अर्ध-प्रमुख अक्ष है, जिसका अर्थ है कि यह अपनी कक्षा में सबसे दूर बिंदु पर सूर्य से बहुत आगे की यात्रा करता है, जो लगभग 2300 AU है। (रॉबर्टो मोलर कैंडानोसा और स्कॉट शेपर्ड, कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस के सौजन्य से) अन्य दो सेडना और 2012 वीपी 113 हैं, जिनमें क्रमशः 76 और 80 एयू के पेरिहेलिया हैं, हालांकि वे कभी भी गॉब्लिन की यात्रा नहीं करते हैं। जब एक साथ विचार किया जाता है, तो ये तीन वस्तुएं अपने दूर के दायरे की एक तांत्रिक चित्र बनाने लगती हैं। वे सौर प्रणाली के बाकी हिस्सों से अलग हो जाते हैं, इसके प्रभाव से प्रतिरक्षा होती है, और फिर भी वे सभी आकाश के एक ही हिस्से में दिखाई देते हैं।
"यदि आप सेडना को देखते हैं, और आप VP113 को देखते हैं, और आप इन बहुत दूर की कक्षाओं के साथ कुछ अन्य चरम वस्तुओं को देखते हैं, तो वे सभी बहुत समान हैं, " शेपर्ड कहते हैं। "वे सभी आकाश के एक ही हिस्से पर क्लस्टर किए जाते हैं, वे सभी पेरिहेलियन में आते हैं - एक ही स्थान पर सूर्य के लिए उनका निकटतम दृष्टिकोण - और आप उम्मीद करेंगे कि आकाश में यादृच्छिक हो। ... यही कारण है कि हमें लगता है कि वहाँ एक बड़ा ग्रह है, क्योंकि यह इन प्रकार की कक्षाओं में घूम रहा है। "
अन्य छोटे ग्रह चरम दूरी पर परिक्रमा करते हैं, जैसे कि 2014 FE72, जो औसत दूरी से सबसे दूर ज्ञात वस्तु है, लेकिन वे विशाल ग्रहों के करीब घूमते हैं। 2014 FE72 अपने निकटतम दृष्टिकोण पर प्लूटो की तुलना में सूरज के करीब हो सकता है। इन वस्तुओं के लिए एक ठोस व्याख्या यह है कि वे किसी बिंदु पर गैस दिग्गजों में से एक के पास भटक गए थे और अत्यधिक दूरी तक बह गए थे, लगभग पूरी तरह से बाहर निकाल दिया गया था - लेकिन जब ऐसा होता है, तो चट्टानी वस्तुएं बिंदु के पास वापस चक्कर लगाती हैं। जहाँ वे बह गए थे।
जब गोबलिन, सेडना और 2012 VP113 की बात आती है, तो कुछ और ने उन्हें एक अकेली कक्षा में फँसाया है, गठबंधन किया है, लेकिन ग्रहों के हमारे छोटे पड़ोस के अलावा।
एक अनदेखे ग्रह की छाया
एक अनदेखे विशाल ग्रह के अस्तित्व की कितनी संभावना है, धीरे-धीरे चरम दूरी पर हजारों वर्षों के हर दसवें वर्ष में सूर्य की परिक्रमा करना, इस बात पर निर्भर करता है कि आप किससे पूछते हैं। अपने हिस्से के लिए, शेपर्ड, जिन्होंने दर्जनों छोटे ग्रहों, धूमकेतुओं और चंद्रमाओं की खोज की है, वे ग्रह 9 के बाधाओं को लगभग 80 या 85 प्रतिशत पर रखेंगे - और वह सबसे अधिक आशावादी भी नहीं हैं।
"मेरा विश्वास लगभग 99.84 प्रतिशत है, " कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में एक ग्रहों के खगोल भौतिकीविद् और सहायक प्रोफेसर कोन्स्टेंटिन बैट्यगिन कहते हैं। बैट्यगिन ने प्लैनेट 9 के संकेतों की खोज के लिए बाहरी सौर मंडल के सैद्धांतिक मॉडल बनाए, जो कई छोटे ग्रहों पर संख्याओं को क्रंच करता है जो विभिन्न समूहों में क्लस्टर होते हैं और दर्जनों कक्षीय कारकों का प्रभाव होता है। कैलटेक के सहकर्मी माइकल ब्राउन के साथ उनके 2016 के पेपर ने प्लेनेट 9 के लिए शायद सबसे मजबूत मामला बना दिया, यह निष्कर्ष निकालते हुए कि केवल एक प्रतिशत संभावना का एक अंश था कि इन वस्तुओं का समूह बेतरतीब ढंग से हुआ।
"यह शरीर एक बहुत बड़ा अतिरिक्त है, " बैटगिन गोब्लिन का कहना है। "यह बहुत ग्रह 9 के लिए मामले को मजबूत करता है।"
सौर प्रणाली के ज्ञात ग्रहों के साथ 65 AU में 2015 TG387 की तुलना। शनि को 10 एयू पर देखा जा सकता है और पृथ्वी, 1 एयू पर है, क्योंकि माप को सूर्य और हमारे घर के ग्रह के बीच की दूरी के रूप में परिभाषित किया गया है। (रॉबर्टो मोलर कैंडानोसा और स्कॉट शेपर्ड, कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस के सौजन्य से) दूसरों को इतना भरोसा नहीं है। “मैं 85 प्रतिशत के स्तर पर नहीं जाऊंगा। सबूतों की परस्पर विरोधी पंक्तियाँ हैं, ”डेविड थोले कहते हैं, हवाई विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री जो गोबलिन की खोज करने वाली टीम का हिस्सा थे। वह कैसिनी अंतरिक्ष यान को इंगित करता है, जिसने 13 साल से अधिक समय तक शनि की परिक्रमा की, बाहरी सौर मंडल की गतिशीलता और बलों को मापता है। "यह अन्य चीजों के एक बहुत ही संवेदनशील डिटेक्टर के रूप में कार्य करता है, और उस डेटा के विश्लेषण से पता चलता है कि हम इस ग्रह 9 के लिए कोई सबूत नहीं देखते हैं।]"
लेकिन भले ही वे ग्रह 9 की परिकल्पना को नहीं खरीदते हैं, ज्यादातर खगोलविद इस बात से सहमत हैं कि कुछ अस्पष्टीकृत वस्तुएं सौर प्रणाली से दूर गोबलिन जैसी वस्तुओं को चीर रही हैं। कुछ सिद्धांतों का सुझाव है कि सूर्य के प्रारंभिक गठन के दौरान, 4.5 बिलियन से अधिक साल पहले जब अन्य तारे पास में बन रहे थे, एक घनिष्ठ तारकीय मुठभेड़ के चरम गुरुत्वाकर्षण ने इन वस्तुओं को दूर खींच लिया था और उन्हें "जीवाश्म" कक्षा में छोड़ दिया था, शेयर्ड कहते हैं। वैकल्पिक रूप से, शायद इनमें से बहुत से छोटे ग्रह मौजूद हैं, जो कई लाखों वर्षों में एक-दूसरे की कक्षाओं को प्रभावित कर सकते हैं, आत्म-गुरुत्वाकर्षण नामक प्रक्रिया के माध्यम से, धीरे-धीरे एक-दूसरे को दूर-दूर तक फैलाते हुए।
"[अगर वहाँ हैं] सेडना और इस नई वस्तु जैसे इन छोटे ग्रहों में से एक बहुत, निश्चित रूप से वे एक-दूसरे पर गुरुत्वाकर्षण बल डालते हैं, " कोलोराडो विश्वविद्यालय, बोल्डर के एस्ट्रोफिजिक्स के सहायक प्रोफेसर, एना-मैरी मेडिगन कहते हैं, जो दूर सौर मंडल की वस्तुओं पर स्व-गुरुत्वाकर्षण के मॉडल का अध्ययन। वह कहती है कि ये छोटे ग्रह "सौर मंडल से बहुत दूर हैं", विशाल ग्रहों और इस तरह की चीजों के साथ, ये [आत्म-गुरुत्वाकर्षण] बल वास्तव में बेहद शक्तिशाली हो सकते हैं। ... आपको वहां अतिरिक्त ग्रह की आवश्यकता नहीं है। "
मैडिगन मानते हैं कि आत्म-गुरुत्वाकर्षण दूर के नाबालिग ग्रहों की कक्षाओं के बारे में सब कुछ नहीं समझा सकता है, जैसे कि उनके "पेरिहेलिया के देशांतर, " दीर्घवृत्ताकार कक्षाओं के प्रमुख अक्षों के समान संरेखण। और साथ ही अन्य "बाहरी ताकतों" पर भी विचार करने के लिए, शेपर्ड कहते हैं, जैसे कि गांगेय ज्वार - मिल्की वे में अपने केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल सहित सब कुछ का सामूहिक गुरुत्वाकर्षण बल। ग्रह 9 के अस्तित्व की भविष्यवाणी करने वाले सिद्धांत इन सभी प्रभावों को ध्यान में रखते हैं, लेकिन एक अज्ञात प्रक्रिया भी खेल में हो सकती है।
"यह बहुत अच्छा है, " मिशेल बेनिस्टर कहते हैं, यूके में क्वीन यूनिवर्सिटी बेलफास्ट में एक ग्रहों के खगोलविद, जिन्होंने 2013 से 2017 तक आउटर सोलर सिस्टम ऑरिजिंस सर्वे (ओएसएसओएस) का सह-नेतृत्व किया, जिसने 840 दूर के मामूली ग्रहों का पता लगाया। “हमारे पास इस सिद्धांत की पूरी विविधता है जो इस आबादी को समझाने की कोशिश कर रहे हैं। यह एक अच्छे स्वस्थ सक्रिय क्षेत्र का संकेत है। ”
खोज को कम करना
शेपर्ड ने नेपच्यून और प्लूटो के बीच संबंधों के लिए गोबलिन, सेडना और 2012 VP113 के क्लस्टरिंग की तुलना की। यद्यपि नेप्च्यून प्लूटो की परिक्रमा पथ को पार कर लेता है, लेकिन दो ग्रह निकाय कभी एक-दूसरे के करीब नहीं आते हैं क्योंकि वे एक गुरुत्वाकर्षण संबंध में बंद हो जाते हैं - प्रतिध्वनि के रूप में जाना जाता है - जिसके कारण प्लूटो नेप्च्यून की हर तीन कक्षाओं के लिए दो बार कक्षा में आता है। यदि आपको नहीं पता था कि नेप्च्यून कहाँ है, तो आप प्लूटो को बारीकी से देखकर विशाल ग्रह को इंगित कर सकते हैं। यद्यपि ग्रह 9 के साथ तीन अत्यंत दूर के नाबालिग ग्रहों को ऐसे स्थिर संबंध में बंद नहीं किया जाएगा, लेकिन एक समान गुरुत्वाकर्षण संबंध उत्पन्न हो सकता है।
यदि लघु ग्रह ग्रह 9 के साथ एक गुरुत्वाकर्षण नृत्य में हैं, हालांकि, इसका मतलब यह हो सकता है कि बड़ा ग्रह दूर है, सूर्य से लगभग 1, 000 एयू की अपनी कक्षा के उदासीनता के पास। हमारे पास केवल ग्रह 9 के आकार का एक मोटा विचार है - पृथ्वी के दो और चार बार के बीच, अगर यह मौजूद है - और यह निर्धारित करने का कोई तरीका नहीं है कि यह कितना प्रकाश को दर्शाता है, जिससे इसे खोजना अविश्वसनीय रूप से कठिन हो जाता है। एकमात्र कारण है कि हम गोबलिन जैसी छोटी दूर की वस्तुओं को खोजने में सक्षम हैं, क्योंकि वे अपने निकटतम दृष्टिकोण के निकट हैं, छाया में वापस बाहर निकलने से पहले सिर्फ एक समय के तारकीय समय के लिए दिखाई देते हैं।
2015 TG387 की खोज छवियों को 13 अक्टूबर, 2015 को हवाई में मौना केए में स्थित सुबारू 8-मीटर टेलीस्कोप में लिया गया था। छवियों को लगभग 3 घंटे अलग किया गया था। 2015 TG387 को केंद्र के पास छवियों के बीच चलते देखा जा सकता है जबकि बहुत अधिक दूर के तारे और आकाशगंगा स्थिर हैं। छवि स्कॉट शेपर्ड द्वारा प्रदान की गई है। (स्कॉट शेपर्ड द्वारा प्रदान की गई छवि) "उनकी कक्षा के निन्यानबे प्रतिशत, हम उन्हें नहीं ढूंढेंगे, " शेपर्ड कहते हैं। "तो, हम सिर्फ हिमशैल की नोक पाते हैं।"
प्लैनेट 9 का शिकार अब के लिए डेटा की गंभीर कमी से ग्रस्त है। मामूली ग्रहों के ऐसे छोटे नमूने के आकार के साथ सांख्यिकीय निष्कर्ष निकालना मुश्किल है, खासकर जब हजारों संभावनाएं मौजूद हों। बैनिस्टर कहते हैं, "इनमें से हर एक का पता एक विशाल, अनदेखी आबादी से है।" "और इसलिए अवलोकन संबंधी पूर्वाग्रह वास्तव में उस विशाल अनदेखी आबादी के अस्तित्व के बारे में आपके द्वारा बताए गए निष्कर्षों को प्रभावित कर सकते हैं, और इसकी परिक्रमा अंतरिक्ष में क्या आकार लेती है, और क्या वे संभावित रूप से आकार ले रहे हैं या इसके द्वारा आकार ले सकते हैं।"
गोबलिन को 2015 में हवाई में मौना के पर जापानी 8-मीटर सुबारू दूरबीन द्वारा पहली बार देखा गया था, लेकिन मामूली ग्रह इतना दूर है कि चिली और एरिज़ोना में अपनी कक्षा में दूरबीनों के साथ तीन साल तक अनुवर्ती टिप्पणियों की आवश्यकता थी। इसकी सही राह और दूरी का पता लगाया। कई अतिरिक्त छोटे ग्रहों की खोज की गई है, और जब खगोलविद अपने कक्षीय मापदंडों को परिष्कृत करते हैं, तो उन्हें इस बात का बेहतर पता होगा कि बड़े पैमाने पर ग्रह कहां छिपा हुआ है - यदि कहीं भी।
हवाई के मौना के पर सुबारू टेलीस्कोप। (विकिमीडिया कॉमन्स / सीसी 2.0) "यह तथ्य है कि ग्रह 9 दिन के अंत में है, या तो वहां या नहीं, और मैंने जो गणित किया है वह या तो सही है या गलत है, वास्तव में इस पूरी समस्या का एक सुंदर रूप से आकर्षक पहलू है, " बैटगिन कहते हैं। "यह इन समस्याओं में से एक नहीं है जहाँ आप इसके बारे में अनुमान लगा सकते हैं जब तक आप मर नहीं जाते। ... मुझे लगता है कि अगले 10 साल बहुत समय है। "
सुबारू और नए वेधशालाओं जैसे टेलीस्कोप के साथ आकाश के निरंतर सर्वेक्षण जैसे कि लार्ज सिनॉप्टिक सर्वे टेलीस्कोप (एलएसटीटी) -जिसमें दुनिया में सबसे बड़ा डिजिटल कैमरा होगा 3.2 गीगापिक्सल, एक छोटी कार के आकार के बारे में - और भी अधिक वस्तुओं की खोज करेगा सौर प्रणाली के बारे में हमारी समझ बढ़ती है। अतिरिक्त खगोल विज्ञान का काम, जैसे गैया स्पेस टेलीस्कोप से दूसरा डेटा रिलीज़, आकाशगंगा के इतिहास भर में सितारों के आंदोलनों के हमारे मॉडल को परिष्कृत करने में मदद करता है, आगे बेहद दूर के मामूली ग्रहों पर बाधाओं को कसता है।
अगर और जब यह सारा काम ग्रह 9 की खोज की ओर जाता है, तो शेपर्ड कहते हैं, "यह विज्ञान की विजय होगी।"
