Vă voi spune o poveste de acum 200 de ani.
În anul 1820, astronomul francez Alexis Bouvard
aproape a devenit a doua persoană din istoria umanității
care a descoperit o planetă.
Urmărise poziția planetei Uranus pe cer,
folosind cataloage stelare vechi,
dar planeta nu înconjura Soarele
conform predicțiilor sale.
Uneori era puțin prea rapidă, alteori era puțin prea lentă.
Bouvard știa că predicțiile sale erau perfecte,
așa că probabil acele cataloage stelare erau eronate.
Atunci le-a spus astronomilor:
„Faceți măsurători mai precise!”
Așa că aceștia au făcut.
Astronomii au petrecut următoarele două decenii urmărind meticulos
poziția lui Uranus pe cer,
dar, cu toate acestea, nu s-au potrivit
cu predicțiile lui Bouvard.
Până în 1840, devenise evident
că nu era o problemă cu vechile cataloage stelare,
ci era o problemă cu predicțiile.
Iar astronomii știau de ce.
Realizaseră că trebuie să existe o planetă gigant la mare distanță,
dincolo de orbita lui Uranus,
care afecta acea orbită,
uneori accelerând-o, alteori încetinind-o.
Trebuie să fi fost frustrant în 1840
să poți observa efectele gravitaționale ale acestei planete gigant,
dar să nu știi cum să o găsești.
Credeți-mă, e într-adevăr frustrant!
(Râsete)
Dar în 1846, alt astronom francez,
Urbain Le Verrier,
a anticipat matematic cum să prezică locația planetei.
El și-a trimis predicțiile la Observatorul din Berlin.
Acolo, ei au utilizat telescopul
și în prima noapte au găsit un punct vag de lumină
care se mișca încet pe cer
și l-au descoperit pe Neptun.
Era atât de aproape pe cer față de predicția lui Le Verrier.
Povestea predicției și discrepanței
și a noii teorii
și a descoperirilor triumfale e clasică,
iar Le Verrier a devenit atât de faimos datorită ei,
încât ceilalți au încercat să intre pe fir imediat.
În ultimii 163 de ani,
zeci de astronomi au utilizat un fel de discrepanță orbitală
pentru a prezice existența unei noi planete în sistemul solar.
S-au înșelat mereu.
Cea mai faimoasă dintre aceste predicții eronate
a fost cea a lui Percival Lowell, care era convins
că trebuie să existe o planetă dincolo de Uranus și Neptun
care să interfereze cu orbitele lor.
Iar când Pluto a fost descoperit în 1930
la Observatorul Lowell,
toată lumea a presupus că aceasta era planeta prezisă de Lowell.
S-au înșelat.
Se dovedește că Uranus și Neptun se află exact unde ar trebui să se afle.
A durat 100 de ani, dar Bouvard avea în sfârșit dreptate.
Astronomii trebuiau să facă măsurători mai exacte.
Iar atunci când au făcut-o, acele măsurători au arătat
că nu există nicio planetă dincolo de Uranus și Neptun,
iar Pluto este de mii de ori prea mic pentru a avea vreun efect
asupra acelor orbite.
Așadar, chiar dacă Pluto s-a dovedit a nu fi
planeta despre care se vorbise inițial,
era prima descoperire din ceea ce acum este cunoscut
ca un conglomerat de mii de obiecte înghețate,
aflate în orbită dincolo de planete.
Aici puteți vedea orbitele lui Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun,
iar în acel mic cerc din centru, e Pământul și Soarele
și aproape tot ce cunoașteți și iubiți.
Iar acele cercuri galbele din margine
sunt aceste obiecte înghețate de dincolo de planete.
Aceste corpuri înghețate sunt împinse și atrase
de câmpurile gravitaționale ale planetelor
în moduri complet previzibile.
Totul se mișcă în jurul Soarelui, exact așa cum ar trebui.
Aproape.
Așa că în 2003,
am descoperit ceea ce era la timpul acela
cel mai distant obiect cunoscut din întregul sistem solar.
E greu să te uiți la acel obiect singuratic
și să nu spui că Lowell s-a înșelat,
nu există nimic dincolo de Neptun,
dar aceasta, aceasta ar putea fi o nouă planetă.
Întrebarea pe care o aveam de fapt era:
„Ce fel de orbită are în jurul Soarelui?”
Are o orbită circulară în jurul Soarelui
cum ar trebui să aibă orice planetă?
Sau este doar un membru tipic al acestei centuri de corpuri înghețate
care a fost ușor aruncat în afară
pentru ca, mai apoi, să revină?
Aceasta este exact întrebarea la care astronomii încercau
să răspundă despre Uranus acum 200 de ani.
Au reușit prin utilizarea unor observații omise și înregistrate cu 91 de ani
înainte de descoperirea planetei
pentru a-i determina întreaga orbită.
Noi nu am putut privi atât de mult în trecut,
dar am descoperit observații de acum 13 ani
care ne-au ajutat să-i vedem mișcarea în jurul Soarelui.
Întrebarea este: se află pe o orbită circulară
în jurul Soarelui, precum o planetă, sau eliptică,
precum acele obiecte înghețate?
Iar răspunsul este:
nu.
Are o orbită foarte alungită
care îi face parcursul în jurul Soarelui lung de 10.000 de ani.
Am numit acest obiect Sedna,
după zeița inuită a mării,
în onoarea locurilor înghețate unde orbitează.
Știm acum că Sedna e aproape cât o treime din Pluto
și este un membru relativ tipic al grupului de obiecte
de dincolo de Neptun.
Relativ tipic, cu excepția acestei orbite bizare.
Ați putea spune despre orbită:
„Da, este bizar, 10.000 de ani în jurul Soarelui”,
dar nu asta este cu adevărat bizar.
Partea bizară e că în acești 10.000 de ani
Sedna nu ajunge niciodată aproape de nimic altceva din sistemul solar.
Chiar și în punctul cel mai apropiat de Soare,
Sedna este mai departe de Neptun
decât este Neptun de Pământ.
Dacă Sedna ar fi avut o orbită
care să atingă orbita lui Neptun în parcursul în jurul Soarelui,
asta ar fi fost foarte ușor de explicat.
Atunci ar fi fost doar un obiect pe o orbită circulară,
în regiunea corpurilor înghețate
ce a ajuns o dată puțin prea aproape de Neptun,
iar apoi a fost propulsat și acum se întoarce.
Dar Sedna nu ajunge niciodată aproape de nimic cunoscut
din sistemul solar care să o propulseze.
Neptun nu poate fi cauza,
dar ceva trebuie să fie.
Aceasta a fost prima dată, din anul 1845,
când am observat efectele gravitaționale ale unui obiect
din extremitatea sistemului solar despre care nu știam nimic.
Știam totuși care e răspunsul.
Sigur, ar fi putut fi vreo planetă îndepărtată, gigant,
din extremitatea sistemului solar, dar ideea devenise
atât de ridicolă și fusese temeinic discreditată,
încât nu am luat-o în serios.
Dar acum 4,5 miliarde de ani,
atunci când Soarele s-a format într-un cocon de sute de alte stele,
oricare dintre acele stele ar fi putut
să ajungă suficient de aproape de Senda
încât să îi dea orbitei ei forma pe care o are azi.
Când acel roi de stele s-a disipat în galaxie,
orbita Sendei ar fi rămas ca o înregistrare
a acestui episod din istoria timpurie a Soarelui.
Am fost atât de încântat de idee,
de ideea că am putea privi o fosilă a nașterii Soarelui,
încât am petrecut următorul deceniu
căutând alte obiecte cu orbite similare.
În acei 10 ani nu am găsit nimic.
(Râsete)
Dar colegii mei, Chad Trujillo și Scott Sheppard s-au descurcat mai bine
și au găsit mai multe obiecte cu orbite precum Sedna,
ceea ce este deosebit de interesant.
Dar ce este și mai interesant
este că au descoperit că toate aceste obiecte
nu numai că se află pe orbite distante și alungite,
ci și împărtășesc o valoare comună a acestui parametru orbital
pe care, în astrofizică îl numim argumentul periastrului.
Când au observat această caracteristică comună s-au entuziasmat și au spus
că trebuie să fie cauzată de o planetă gigant îndepărtată,
ceea ce e foarte interesant, dar nu are deloc sens.
Vreau să încerc să vă explic printr-o analogie.
Imaginați-vă că o persoană se plimbă printr-o piață publică
și se uită la 45 de grade spre dreapta.
Pot fi multe cauze.
E foarte ușor de explicat, nimic deosebit.
Imaginați-vă acum cum mai mulți oameni
care merg în direcții diferite prin piață,
privesc la 45 de grade față de direcția de mers.
Cu toții merg în direcții diferite,
cu toții se uită în direcții diferite,
dar cu toții se uită la 45 de grade față de direcția de mișcare.
Ce ar putea cauza așa ceva?
Habar nu am.
Este foarte dificil să mă gândesc la vreun motiv.
(Râsete)
Iar asta e în esență ceea ce obiectele adunate
în argumentul periastrului ne arată.
Oamenii de știință au fost mirați
ți au presupus că trebuie să fie ceva întâmplător, o eroare.
Le-au spus astronomilor:
„Faceți măsurători mai bune.”
Am analizat eu însumi foarte atent acele măsurători,
iar astronomii aveau dreptate.
Acele obiecte împărtășeau într-adevăr
o valoare comună a argumentului periastrului,
deși nu ar trebui.
Ceva trebuia să cauzeze asta.
Piesa finală a puzzle-ului a apărut în anul 2016,
când împreună cu un coleg, Konstantin Batygin,
el lucrează într-un birou apropiat, am realizat
că motivul pentru care toată lumea era mirată
era că argumentul periastrului era doar o parte a poveștii.
Dacă vă uitați corect la aceste obiecte
acestea sunt de fapt aliniate în spațiu în aceeași direcție
și sunt înclinate în spațiu în aceeași direcție.
E ca și cum toți acei oameni din piață ar merge în aceeași direcție
și ar privi la 45 de grade spre dreapta.
Asta e ușor de explicat.
Se uită cu toții la ceva.
Obiectele din extremitatea sistemului solar reacționează la ceva.
Dar la ce?
Konstantin și cu mine am petrecut un an încercând
să găsim o explicație care să nu includă o planetă gigantică,
îndepărtată din sistemul solar.
Nu am vrut să fim și noi în situația celorlalți care au propus
existența planetei, doar pentru a fi contraziși din nou.
Dar după un an, nu am avut de ales.
Nu găsisem nicio altă explicație în afara existenței planetei gigant îndepărtate,
aflate pe o orbită alungită și înclinată
față de restul sistemului solar,
care influențează aceste obiecte din extremitatea sistemului solar.
Ghiciți și altceva despre o planetă ca aceasta.
Vă amintiți de orbita bizară a Sednei
și cum aceasta era ușor înclinată față de Soare?
O planetă ca aceasta ar avea mereu o astfel de orbită.
Știam că descoperiserăm ceva. Așa că ajungem în prezent.
Suntem practic în Paris, în 1845.
(Râsete)
Observăm efectele gravitaționale ale unei planete gigant îndepărtate,
și încercam să facem calcule care să ne arate
încotro să îndreptăm telescoapele pentru a găsi această planetă.
Am creat o multitudine de simulări pe calculator,
am petrecut luni făcând calcule analitice
și iată ce vă pot spune până acum:
în primul rând, această planetă pe care o numim
Planeta Nouă, pentru că este, în fapt, a noua,
are de sașe ori masa Pământului.
Nu este o simplă entitate mai mică decât Pluto,
haideți să vedem dacă e planetă sau nu.
E a cincea cea mai mare planetă din întregul sistem solar.
Pentru a avea un context, permiteți-mi să vă arăt dimensiunile planetelor.
În spate, puteți vedea giganticele Jupiter și Saturn.
Lângă ele, puțin mai mici, Uranus și Neptun.
Sus, în colț, planetele terestre, Mercur, Venus, Pământ și Marte.
Puteți vedea chiar și centura de corpuri înghețate,
de dincolo de Neptun, din care face parte și Pluto
Vă doresc succes în a o identifica.
Iar aici este Planeta Nouă.
Planeta Nouă este mare.
Este atat de mare încât vă întrebați
de ce nu am găsit-o încă.
Ei bine, Planeta Nouă e mare, dar și foarte, foarte îndepărtată.
Este cam de 15 ori mai îndepărtată decât Neptun.
Iar aceasta o face de aproape 50.000 de ori mai greu de observat.
De asemenea, cerul este un spațiu imens.
Am identificat cam pe unde credem că ar fi,
undeva într-o porțiune mică de cer,
dar ar dura ani de zile
pentru a putea acoperi sistematic aria de cer
cu telescoapele de care avem nevoie
pentru a vedea ceva atât de îndepărtat și vag.
Din fericire, s-ar putea să nu fie nevoie.
Exact precum Bouvard a folosit observații nerecunoscute ale lui Uranus,
colectate cu 91 de ani înainte de descoperirea planetei,
pun pariu că există imagini neexplorate
care arată poziția planetei Nouă.
Va fi vorba de o operațiune computațională imensă
pentru a parcurge vechile date
și a descoperi o planetă mică în mișcare.
Dar suntem pe drumul cel bun.
Iar eu cred că suntem aproape.
Așa că vă spun: fiți pregătiți!
Nu îl vom putea egala niciodată pe Le Verrier;
nu vom putea face o predicție și găsi planeta într-o noapte,
atât de aproape de locul prezis.
Totuși pun pariu că în următorii ani
un astronom, undeva, va găsi un punct vag de lumină
care se mișcă încet pe cer
și va anunța triumfător descoperirea unei noi,
și posibil nu ultime, planete reale
din sistemul nostru solar.
Vă mulțumesc!
(Aplauze)