The search for our solar system's ninth planet | Mike Brown

Перекладач: Sofia Kovalchuk Утверджено: Nataliya Marenych

I'm going to tell you a story from 200 years ago.

Я хочу розповісти вам історію двохсотрічної давності.

In 1820, French astronomer Alexis Bouvard

У 1820 році французький астроном Алексіс Бувар

almost became the second person in human history to discover a planet.

ледь не став другою людиною за історію людства, хто відкрив планету.

He'd been tracking the position of Uranus across the night sky

Він відслідковував положення Урана на зоряному небі,

using old star catalogs,

використовуючи старі зоряні каталоги,

and it didn't quite go around the Sun

і планета не оберталася довкола Сонця так,

the way that his predictions said it should.

як би, за його розрахунками, повинна була.

Sometimes it was a little too fast,

Деколи рухалася трохи швидше,

sometimes a little too slow.

а деколи трохи повільніше.

Bouvard knew that his predictions were perfect.

Бувар знав, що його розрахунки ідеально точні.

So it had to be that those old star catalogs were bad.

Значить, дані тих старих зоряних каталогів були неправильними.

He told astronomers of the day,

Він сказав тогочасним астрономам:

"Do better measurements."

"Робіть кращі підрахунки".

So they did.

І вони робили.

Astronomers spent the next two decades

Наступні 20 років астрономи витратили

meticulously tracking the position of Uranus across the sky,

на ретельне відслідковування позиції Урана на зоряному небі,

but it still didn't fit Bouvard's predictions.

але дані все ще не відповідали розрахункам Бувара.

By 1840, it had become obvious.

У 1840 все стало очевидним.

The problem was not with those old star catalogs,

Справа не у старих зоряних каталогах,

the problem was with the predictions.

справа була у розрахунках.

And astronomers knew why.

І астрономи зрозуміли чому.

They realized that there must be a distant, giant planet

Вони усвідомили, що там має бути далека гігантська планета,

just beyond the orbit of Uranus

трохи далі за орбітою Урана,

that was tugging along at that orbit,

яка тягнулася за нею,

sometimes pulling it along a bit too fast,

деколи пришвидшуючи її рух,

sometimes holding it back.

а інколи сповільнюючи.

Must have been frustrating back in 1840

Яке ж то було розчарування у 1840 році,

to see these gravitational effects of this distant, giant planet

коли вони побачили вплив гравітації цієї далекої величезної планети,

but not yet know how to actually find it.

але все ще не знали, як же їм знайти її.

Trust me, it's really frustrating.

Повірте мені, це справді дуже засмучує.

(Laughter)

(Сміх)

But in 1846, another French astronomer,

Але у 1846 інший французький астроном,

Urbain Le Verrier,

Урбен Ле Вер'є,

worked through the math

опрацював математичні дані

and figured out how to predict the location of the planet.

та зрозумів, як передбачити місцезнаходження планети.

He sent his prediction to the Berlin observatory,

Він відправив свої розрахунки у Берлінську обсерваторію,

they opened up their telescope

вони направили свій телескоп

and in the very first night they found this faint point of light

і в першу ж ніч знайшли далеку незначну світлову точку,

slowly moving across the sky

яка повільно рухалася небом,

and discovered Neptune.

і відкрили Нептун.

It was this close on the sky to Le Verrier's predicted location.

Він був у тому ж місці на небі, де Ле Вер'є і передбачав.

The story of prediction and discrepancy and new theory

Історія передбачення, невідповідності та нової теорії,

and triumphant discoveries is so classic

а також тріумфальне відкриття є настільки історичною подією,

and Le Verrier became so famous from it,

і завдяки ній Ле Вер'є так прославився,

that people tried to get in on the act right away.

що люди намагалися одразу ж зробити щось схоже.

In the last 163 years,

Протягом останніх 163 років

dozens of astronomers have used some sort of alleged orbital discrepancy

десятки астрономів перевіряли будь-яку орбітальну невідповідність,

to predict the existence of some new planet in the solar system.

щоб передбачити існування якоїсь нової планети у Сонячній системі.

They have always been wrong.

І вони завжди помилялися.

The most famous of these erroneous predictions

Найвідоміше з цих хибних передбачень

came from Percival Lowell,

було від Персіваля Лоуелла,

who was convinced that there must be a planet just beyond Uranus and Neptune,

який був переконаний, що за Ураном та Нептуном точно є планета,

messing with those orbits.

яка впливає на їхні орбіти.

And so when Pluto was discovered in 1930

Тому, у 1930 році, коли був відкритий Плутон

at the Lowell Observatory,

в обсерваторії Лоуелла,

everybody assumed that it must be the planet that Lowell had predicted.

усі вирішили, що це і є та сама планета, існування якої передбачав Лоуелл.

They were wrong.

Та вони помилялися.

It turns out, Uranus and Neptune are exactly where they're supposed to be.

Виявляється, Уран та Нептун були точно там, де вони і мають бути.

It took 100 years,

Минуло ще 100 років,

but Bouvard was eventually right.

але Бувар таки мав рацію.

Astronomers needed to do better measurements.

Астрономам слід робити кращі розрахунки.

And when they did,

І, коли вони їх зробили,

those better measurements had turned out that

ці точніші розрахунки показали,

there is no planet just beyond the orbit of Uranus and Neptune

що немає ніякої планети за межами орбіт Нептуна та Урана,

and Pluto is thousands of times too small

а Плутон у тисячі разів менший

to have any effect on those orbits at all.

і не може ніяк впливати на їхні орбіти.

So even though Pluto turned out not to be the planet

Отже, незважаючи на те, що Плутон не став тією планетою,

it was originally thought to be,

якою спочатку його вважали,

it was the first discovery of what is now known to be

це було першим відкриттям того, що зараз ми називаємо

thousands of tiny, icy objects in orbit beyond the planets.

тисячами маленьких крижаних об'єктів на орбітах за межами планет.

Here you can see the orbits of Jupiter,

Зараз ви бачите орбіти Юпітера,

Saturn, Uranus and Neptune,

Сатурна, Урана та Нептуна,

and in that little circle in the very center is the Earth

і в цьому маленькому колі у самому центрі є Земля,

and the Sun and almost everything that you know and love.

і Сонце, і майже все, що ми знаємо та любимо.

And those yellow circles at the edge

А ці жовті кола на периферії

are these icy bodies out beyond the planets.

і є тими крижаними тілами за межами планет.

These icy bodies are pushed and pulled

Ці крижані об'єкти зіштовхуються та притягуються

by the gravitational fields of the planets

гравітаційними полями планет

in entirely predictable ways.

досить передбачуваним чином.

Everything goes around the Sun exactly the way it is supposed to.

Все обертається довкола Сонця точно так, як і потрібно.

Almost.

Майже.

So in 2003,

Отже, у 2003 році

I discovered what was at the time

я відкрив те, що було на той час

the most distant known object in the entire solar system.

найвіддаленішим відомим об'єктом у цілій Сонячній системі.

It's hard not to look at that lonely body out there

Важко не помічати це самотнє тіло

and say, oh yeah, sure, so Lowell was wrong,

і казати: "так, дійсно, Лоуелл помилявся,

there was no planet just beyond Neptune,

і позаду Нептуна жодної планети,

but this, this could be a new planet.

але можливо, можливо, це і є нова планета.

The real question we had was,

Питання в тому,

what kind of orbit does it have around the Sun?

яку ж орбіту вона має довкола Сонця?

Does it go in a circle around the Sun

Чи рухається довкола Сонця,

like a planet should?

як всі планети?

Or is it just a typical member of this icy belt of bodies

Чи це лише типова складова з поясу астероїдів,

that got a little bit tossed outward and it's now on its way back in?

яку трохи відкинуло, і вона зараз повертається на своє місце?

This is precisely the question

На таке ж запитання

the astronomers were trying to answer about Uranus 200 years ago.

астрономи намагалися дати відповідь стосовно Урана 200 років тому.

They did it by using overlooked observations of Uranus

Вони переглянули спостереження за Ураном,

from 91 years before its discovery

зроблені за 91 рік до його відкриття,

to figure out its entire orbit.

щоб побачити його повну орбіту.

We couldn't go quite that far back,

Ми не можемо повернутися аж так далеко,

but we did find observations of our object from 13 years earlier

але ми знайшли спостереження нашого об'єкта 13-річної давнини,

that allowed us to figure out how it went around the Sun.

які дозволили з'ясувати, як він рухається довкола Сонця.

So the question is,

Отже, питання таке:

is it in a circular orbit around the Sun, like a planet,

"Чи він рухається по орбіті довкола Сонця, як планета,

or is it on its way back in,

чи повертається назад,

like one of these typical icy bodies?

як одне з тих крижаних тіл?"

And the answer is

І відповідь -

no.

ні.

It has a massively elongated orbit

У нього максимально витягнута орбіта,

that takes 10,000 years to go around the Sun.

і шлях довкола Сонця займає близько 10 тисяч років.

We named this object Sedna

Ми назвали цей об'єкт Седна,

after the Inuit goddess of the sea,

на честь інуїтської богині моря,

in honor of the cold, icy places where it spends all of its time.

на честь холодного, замерзлого простору, де вона постійно знаходиться.

We now know that Sedna,

Зараз ми знаємо, що Седна

it's about a third the size of Pluto

приблизно втричі менша за Плутон,

and it's a relatively typical member

і це досить типовий представник

of those icy bodies out beyond Neptune.

тих крижаних тіл позаду Нептуна.

Relatively typical, except for this bizarre orbit.

Усе досить типово, окрім цієї дивної орбіти.

You might look at this orbit and say,

Ви можете подивитися на орбіту і сказати:

"Yeah, that's bizarre, 10,000 years to go around the Sun,"

"Так, це незвично, 10 тисяч років довкола Сонця".

but that's not really the bizarre part.

Проте не в цьому діло.

The bizarre part is that in those 10,000 years,

Неймовірним є те, що за 10 тисяч років

Sedna never comes close to anything else in the solar system.

Седна ні разу не підходить близько до жодного об'єкта в Сонячній системі.

Even at its closest approach to the Sun,

Навіть за найближчої відстані до Сонця

Sedna is further from Neptune

Седна віддалиться від Нептуна більше,

than Neptune is from the Earth.

ніж Нептун від Землі.

If Sedna had had an orbit like this,

Якби Седна мала таку орбіту,

that kisses the orbit of Neptune once around the Sun,

яка б перетинала орбіту Нептуна довкола Сонця один раз,

that would have actually been really easy to explain.

це було б справді досить легко пояснити.

That would have just been an object

Це був би просто об'єкт,

that had been in a circular orbit around the Sun

який має кругову орбіту навколо Сонця

in that region of icy bodies,

у поясі крижаних тіл,

had gotten a little bit too close to Neptune one time,

який наблизився одного разу надто близько до Нептуна,

and then got slingshot out and is now on its way back in.

а потім був відкинутий і зараз повертається назад.

But Sedna never comes close to anything known in the solar system

Та Седна ніколи не наближалася до жодного відомого у Сонячній системі об'єкта,

that could have given it that slingshot.

який міг би її так виштовхнути.

Neptune can't be responsible,

Це сталося не через Нептун,

but something had to be responsible.

але щось же стало причиною.

This was the first time since 1845

Саме з 1845 року

that we saw the gravitational effects of something in the outer solar system

ми почали бачити вплив гравітації чогось поза межами Сонячної системи,

and didn't know what it was.

і ми не знали, що це таке.

I actually thought I knew what the answer was.

Насправді ж, я подумав, що знаю відповідь.

Sure, it could have been some distant, giant planet

Звісно, це могла би бути якась далека величезна планета

in the outer solar system,

за межами Сонячної системи,

but by this time, that idea was so ridiculous

але на той час ця ідея була такою безглуздою,

and had been so thoroughly discredited

і зовсім не схвалювалась,

that I didn't take it very seriously.

що я навіть не розглядав її серйозно.

But 4.5 billion years ago,

Але 4.5 мільярдів років тому,

when the Sun formed in a cocoon of hundreds of other stars,

коли Сонце сформувалося у кокон із зірок, сотні інших зірок,

any one of those stars

будь-яка із них

could have gotten just a little bit too close to Sedna

могла наблизитися надто близько до Седни

and perturbed it onto the orbit that it has today.

та змістити її на нинішню орбіту,

When that cluster of stars dissipated into the galaxy,

Коли це скупчення зірок розсипалося по галактиці,

the orbit of Sedna would have been left as a fossil record

орбіта Седни, напевно, залишилася просто як свідчення

of this earliest history of the Sun.

самого зародження Сонця.

I was so excited by this idea,

Я був такий схвильований цією ідеєю,

by the idea that we could look

тим, що ми зможемо подивитися

at the fossil history of the birth of the Sun,

на наслідки історії народження Сонця,

that I spent the next decade

що я провів наступне десятиліття,

looking for more objects with orbits like Sedna.

шукаючи об'єкти з орбітою, як у Седни.

In that ten-year period, I found zero.

За це десятиріччя я не знайшов жодного.

(Laughter)

(Сміх)

But my colleagues, Chad Trujillo and Scott Sheppard, did a better job,

Але мої колеги, Чад Трухільйо та Скотт Шеппард, справилися краще

and they have now found several objects with orbits like Sedna,

і знайшли декілька об'єктів з орбітами, як у Седни,

which is super exciting.

і це надзвичайно захоплює.

But what's even more interesting

Ще цікавіше те,

is that they found that all these objects

що вони з'ясували, що усі ці об'єкти

are not only on these distant, elongated orbits,

не тільки рухаються по далеких витягнутих орбітах,

they also share a common value of this obscure orbital parameter

а також мають спільну величину нечіткого орбітального параметру,

that in celestial mechanics we call argument of perihelion.

яку у небесній механіці ми називаємо "аргументом перигелія".

Коли вони усвідомили, що це групується згідно з аргументом перигелія,

When they realized it was clustered in argument of perihelion,

вони одразу ж зраділи,

they immediately jumped up and down,

і сказали, що причиною є далека величезна планета десь там,

saying it must be caused by a distant, giant planet out there,

але крім захоплення в цьому не було жодного сенсу.

which is really exciting, except it makes no sense at all.

Let me try to explain it to you why with an analogy.

Давайте я поясню, чому так, провівши аналогію.

Imagine a person walking down a plaza

Уявіть людину, яка йде по площі

and looking 45 degrees to his right side.

і повернулась на 45 градусів вправо.

There's a lot of reasons that might happen,

І є багато припущень, що може статися,

it's super easy to explain, no big deal.

і це дуже легко пояснити, подумаєш.

Imagine now many different people,

Але уявіть, коли багато людей

all walking in different directions across the plaza,

йдуть у різних напрямках по площі,

but all looking 45 degrees to the direction that they're moving.

і усі повернулись на 45 градусів у той бік, куди вони прямують.

Everybody's moving in different directions,

Кожен рухається у різному напрямку,

everybody's looking in different directions,

кожен дивиться у різні сторони,

but they're all looking 45 degrees to the direction of motion.

але всі повернуті на 45 градусів у той бік, куди прямують.

What could cause something like that?

Що може бути причиною такого явища?

I have no idea.

Я не маю жодного уявлення.

It's very difficult to think of any reason that that would happen.

Дуже важко вигадати якусь причину, чому таке могло б відбуватись.

(Laughter)

(Сміх)

And this is essentially what that clustering

І це, по суті, те, що нам показує вже згадане групування,

in argument of perihelion was telling us.

згідно з аргументом перигелія.

Scientists were generally baffled and they assumed it must just be a fluke

Звичайно, науковці були спантеличені та припустили, що це або випадковість,

and some bad observations.

або невірні спостереження.

They told the astronomers,

Вони сказали астрономам:

"Do better measurements."

"Робіть кращі підрахунки".

I actually took a very careful look at those measurements, though,

Я таки ще раз уважно передивився зроблені розрахунки,

and they were right.

і вони були правильними.

These objects really did all share

У тих об'єктів справді є спільна

a common value of argument of perihelion,

величина згідно з аргументом перигелія,

and they shouldn't.

але її не має бути.

Something had to be causing that.

Має бути причина.

The final piece of the puzzle came into place in 2016,

Остання частина пазлу опинилася на своєму місці у 2016,

when my colleague, Konstantin Batygin,

коли ми з моїм колегою Костянтином Батигіним,

who works three doors down from me, and I

який працює по сусідству зі мною,

realized that the reason that everybody was baffled

зрозуміли, що причиною загального спантеличення

was because argument of perihelion was only part of the story.

було те, що справа не лише в аргументі перигелія.

Якщо подивитися на ці об'єкти так, як треба,

If you look at these objects the right way,

they are all actually lined up in space in the same direction,

то вони, насправді, вишикувані у космосі в одному напрямку,

and they're all tilted in space in the same direction.

і всі рухаються у космосі в одному напрямку.

It's as if all those people on the plaza are all walking in the same direction

Точно як ті люди на площі, які йдуть в одному напрямку,

and they're all looking 45 degrees to the right side.

і всі дивляться на 45 градусів вправо.

That's easy to explain.

І це легко пояснити.

They're all looking at something.

Усі вони дивляться на щось.

These objects in the outer solar system are all reacting to something.

Усі ці об'єкти у зовнішній Сонячній системі реагують на щось.

But what?

Але що це?

Konstantin and I spent a year

Ми з Костянтином протягом цілого року

trying to come up with any explanation other than a distant, giant planet

шукали якесь інше пояснення, ніж далека гігантська планета

поза межами Сонячної системи.

in the outer solar system.

We did not want to be the 33rd and 34th people in history to propose this planet

Ми не хотіли бути кільканадцятими науковцями, які говорять про цю планету,

to yet again be told we were wrong.

і їм знову кажуть, що вони помиляються.

But after a year,

Але через рік

there was really no choice.

у нас вже не було вибору.

We could come up with no other explanation

Ми не могли знайти іншого пояснення,

other than that there is a distant,

ніж наявність далекої

massive planet on an elongated orbit,

масивної планети з витягнутою орбітою,

inclined to the rest of the solar system,

що притягується до Сонячної системи,

that is forcing these patterns for these objects

та впливає на рух об'єктів

in the outer solar system.

з-поза Сонячної системи.

Guess what else a planet like this does.

Вгадайте, що ще може робити така планета.

Remember that strange orbit of Sedna,

Пам'ятаєте ту дивну орбіту Седни,

how it was kind of pulled away from the Sun in one direction?

яку ніби витягнули від Сонця в один бік?

A planet like this would make orbits like that all day long.

Така планета днями витягувала б такі орбіти.

We knew we were onto something.

Ми знали, що ми на правильному шляху.

So this brings us to today.

І ось ми тут сьогодні.

We are basically 1845, Paris.

Фактично, ми у 1845, у Парижі.

(Laughter)

(Сміх)

We see the gravitational effects of a distant, giant planet,

Ми спостерігаємо вплив гравітації далекої величезної планети

and we are trying to work out the calculations

і намагаємося провести розрахунки,

to tell us where to look, to point our telescopes,

які б показали нам, куди направити наші телескопи,

to find this planet.

щоб знайти цю планету.

We've done massive suites of computer simulations,

Ми провели широкомасштабні комп'ютерні моделювання,

massive months of analytic calculations

місяці аналітичних розрахунків,

and here's what I can tell you so far.

і ось, що я можу вам розповісти наразі.

First, this planet, which we call Planet Nine,

По-перше, ця планета, яку ми називаємо Дев'ятою планетою,

because that's what it is,

тому що так і є,

Planet Nine is six times the mass of the Earth.

Дев'ята планета у шість разів важча за Землю.

This is no slightly-smaller-than-Pluto,

Вона не "трохи менша за Плутон",

let's-all-argue-about- whether-it's-a-planet-or-not thing.

і не будемо сперечатися, чи це планета, чи ніщо.

This is the fifth largest planet in our entire solar system.

Це п'ята за величиною планета усієї нашої Сонячної системи.

For context, let me show you the sizes of the planets.

Для ознайомлення дозвольте показати вам розміри наших планет.

In the back there, you can the massive Jupiter and Saturn.

Позаду величезні Юпітер та Сатурн.

Next to them, a little bit smaller, Uranus and Neptune.

Поруч з ними трохи менші Уран та Нептун.

Up in the corner, the terrestrial planets, Mercury, Venus, Earth and Mars.

Зверху планети земної групи: Меркурій, Венера, Земля та Марс.

You can even see that belt

Ви можете навіть бачити пояс

of icy bodies beyond Neptune, of which Pluto is a member,

крижаних тіл позаду Нептуна, до яких належить і Плутон -

good luck figuring out which one it is.

успіху вам, знайти де саме він.

And here is Planet Nine.

А це Дев'ята планета.

Planet Nine is big.

Дев'ята планета - велика.

Дев'ята планета така велика,

Planet Nine is so big,

що вам, напевно, дуже цікаво, чому ми її досі не знайшли.

you should probably wonder why haven't we found it yet.

Well, Planet Nine is big,

Так, Дев'ята планета велика,

but it's also really, really far away.

але вона також дуже, дуже далеко.

It's something like 15 times further away than Neptune.

Приблизно у 15 разів далі за Нептун.

And that makes it about 50,000 times fainter than Neptune.

І це робить її у 50 000 разів менш виразнішою за Нептун.

And also, the sky is a really big place.

На додачу, небо насправді неосяжне.

We've narrowed down where we think it is

Ми звузили пошуки наших припущень

to a relatively small area of the sky,

до відносно невеликої ділянки неба,

but it would still take us years

але пройдуть роки,

to systematically cover the area of the sky

перш ніж ми систематично дослідимо цю ділянку неба

with the large telescopes that we need

потужним телескопом,

to see something that's this far away and this faint.

щоб побачити щось таке далеке та настільки невиразне.

Luckily, we might not have to.

За щасливого випадку, нам, може, і не доведеться цього робити.

Just like Bouvard used unrecognized observations of Uranus

Точно так, як Бувар використав невизнані спостереження за Ураном

from 91 years before its discovery,

за 91 рік до його відкриття,

I bet that there are unrecognized images

я впевнений, що є невпізнанні зображення,

that show the location of Planet Nine.

які вказують на місцезнаходження Дев'ятої планети.

It's going to be a massive computational undertaking

Потрібно провести масштабні обчислювальні дії,

to go through all of the old data

щоб опрацювати всі старі дані

and pick out that one faint moving planet.

та обрати ту одну нечітку рухому планету.

But we're underway.

Але процес вже запущений.

And I think we're getting close.

І, я вважаю, що ми вже близько.

So I would say, get ready.

Я би сказав, готуйтеся.

We are not going to match Le Verrier's

Ми не збираємося претендувати на славу Ле Вер'є:

"make a prediction,

"зробити підрахунки,

have the planet found in a single night

знайти планету за одну ніч,

that close to where you predicted it" record.

яка буде на тому місці, де ви й передбачали".

But I do bet that within the next couple of years

Але я впевнений, що в найближчі кілька років

some astronomer somewhere

десь якийсь астроном

will find a faint point of light,

знайде слабку світлову точку,

slowly moving across the sky

що повільно рухається небом,

and triumphantly announce the discovery of a new,

та тріумфально оголосить відкриття нової,

and quite possibly not the last,

досить імовірно, що не останньої,

real planet of our solar system.

справжньої планети нашої Сонячної системи.

Thank you.

Дякую.

(Applause)

(Оплески)