Продолжим начатое в первой части очерка обсуждение гипотезы бинарности, выдвинутой Институтом Изучения Двойных Звездных Систем (Binary Research Institute — BRI). Основная идея этой гипотезы состоит в том, что наше Солнце является одной из звезд-компаньонов двойной звездной системы, в которой обе звезды вращаются по эллиптическим орбитам вокруг общего центра равновесия сил. Кратко напомним читателям основные выводы, сделанные ранее на основе этой гипотезы.
1. Причиной существования предварения равноденствий или прецессии является движение всей нашей Солнечной системы по эллиптической орбите относительно некоего другого звездного компаньона с периодом в 24 000 лет. Наше Солнце входит в бинарную систему звезд, в которой имеет место взаимное движение Солнца и какого-то другого, пока еще не обнаруженного объекта, сопоставимой массы вокруг общего для обеих звезд центра равновесия сил.
2. Земля очень мало подвержена прецессии из-за объектов внутри Солнечной системы. Воздействия Луны, Солнца и других планет нашей Солнечной системы по своему влиянию на величину прецессии являются величинами второго порядка малости, по сравнению с воздействием, которое сказывается при движении Солнечной системы по эллиптической орбите.
3. Сравнение прогнозов величин прецессии, вычисленных по бинарной модели и по общепринятой луносолярной модели, с фактической величиной показывает, что бинарная модель будет в 41 раз более точной, чем модель луносолярной прецессии за последние 100 лет (с 1900 – 2000 г.).
Обращаем внимание читателей, что когда говориться о звездном компаньоне или партнере нашего Солнца по общей бинарной системе, то подразумевается, что этот партнер также может иметь свою планетарную систему, которая, подобно нашей системе, обращается вокруг своего центра притяжения. Поэтому партнерами по общей бинарной системе являются не только звезды или солнца, но и связанные с ними планетарные системы. При этом звездные системы, находящиеся в партнерских отношениях, могут находиться как в своих манвантарных (активных) циклах эволюции, так и в периодах пралайи (покоя или отсутствия активности).
Существует еще одно очень важное следствие, вытекающее из гипотезы бинарности, а именно: звездные компаньоны бинарной системы не прецессируют друг относительно друга. Поясним это более подробно.
Ниже представлена иллюстрация, наглядно демонстрирующая это утверждение.
Действительно, если звезды или солнца являются партнерами в бинарной системе, то любое движение одной звезды по своей орбите на какой-то угол сопровождается ответным движением ее компаньона примерно на такой же угол по своей орбите, но в противоположном направлении. В результате оба партнера в звездном танце всегда оказываются на одной прямой, проходящей через общий центр равновесия сил и масс.
При этом совсем не важно, какая именно конфигурация орбит бинарной системы имеет место: либо эллиптическая, либо почти круговая, при очень малых значениях эксцентриситета орбит. Оба этих случая представлены на анимациях ниже.
Оба партнера в звездном танце надежно связаны общим центром равновесия сил, влияющим на их взаимное вращение. Конечно, это не означает, что звездные партнеры не смещаются относительно остальных фоновых звезд. Для каждого солнца бинарной системы фоновые звезды подвержены прецессии, вызванной движением этих солнц по эллипсам своих орбит. Кстати, именно по этому признаку (практическому отсутствию прецессии) можно искать потенциального партнера бинарной системы нашего Солнца. Но, прежде всего, необходимо визуально, телескопическими методами обнаружить этого потенциального претендента, что уже само по себе является очень не простой задачей. Об этих трудностях современной астрономии расскажем ниже.
По вполне понятным причинам профессиональные астрономы весьма скептически относятся к бинарной гипотезе BRI, поскольку партнер в звездном танце нашего Солнца пока не обнаружен, хотя в свое время такие поиски неоднократно проводились. Еще в начале 2000-х годов в BRI были выполнены расчеты величин средних удалений от Солнца потенциальных партнеров по единой бинарной системе.
В качестве исходной модели солнечной орбиты была выбрана модель Шри Юктешвара с периодом 24 000 лет, апоапсисом, соответствующим 500 г.н.э. и средней величиной прецессии 54″. Рассматриваемый диапазон масс возможных партнеров составлял от 0,6 (для коричневого карлика) до 6 (для нейтронной звезды или мелкой чёрной дыры) масс Солнца.
Расчеты, проведенные в соответствии с законами Кеплера, определили диапазон расстояний, на которых может располагаться гипотетический партнер нашего Солнца — примерно от 850 до 1515 а.е., то есть далеко за пределами пояса Койпера. Напомним, что пояс Койпера начинается в 30 а.е.(орбита Нептуна) и заканчивается примерно в 55 а.е. от Солнца. Если же масса партнера будет равна массе Солнца, то величина расчетного среднего удаления составит около 1050 а.е.
Однако, как отмечают авторы расчетов, при изменении эксцентриситета орбит в большую сторону (более вытянутые эллипсы орбит) величины средних удалений гипотетического партнера Солнца могут возрасти от 2 до 6 раз.
Обращаем внимание читателей, что вычисленные значения средних удалений даже при условии значительной эллиптичности орбит, не превышают 15% от величины светового года (св. г.). По космическим меркам величины такого порядка очень незначительны. Это означает, что искомый партнер по звездному танцу должен находиться практически рядом с нашей системой. Тем не менее, поиски гипотетической темной звезды Немезида, продолжаются уже не одно десятилетие и пока результатов не дали.
Какие же небесные объекты могли бы претендовать на роль вероятного партнера нашего Солнца по бинарной системе?
Сразу отметим, что наличие таких экзотических массивных объектов, как нейтронная звезда (пульсар) или черная дыра на таких близких расстояниях от Солнца (менее 15% св. г.), невозможно не заметить. Во-первых, их сильное гравитационное влияние оказывало бы заметное воздействие практически на все объекты в этом близком регионе космоса, но этого не обнаружено. Во-вторых, подобные экзотические объекты создают вокруг себя очень сильный электромагнитный фон в очень широком диапазоне длин волн, который также невозможно не заметить на таком близком расстоянии. Но пока даже признаков этого сильного электромагнитного фона не обнаружено. Поэтому нейтронные звезды и, уж тем более, черные дыры (если они вообще существуют) должны быть исключены из списка потенциальных партнеров нашего Солнца по бинарной системе.
Известно, что маленькие красные карлики с массами 0,1-0,7 массы Солнца являются самыми распространенными звездами в Галактике. Если бы партнер Солнца был подобным тусклым красным карликом, то на таком близком расстоянии от нас (порядка 15% св. года), он бы сиял на небе звездой, как минимум, первой величины, а его собственное видимое движение по небу составляло бы около 50″ в год.
Не заметить такое яркое, быстро перемещающееся светило, было бы просто невозможно. Однако подобных звезд на столь близком расстоянии от Солнца не обнаружено. Ближайший к нам тусклый карлик Проксима Центавра, расположен на удалении 4,22 св. г. Таким образом, красные карлики, находящиеся в окрестностях Солнца, также могут быть исключены из списка потенциальных партнеров.
Наиболее перспективными претендентами на звание партнера нашего Солнца, наверное, могут считаться коричневые (бурые) карлики и темные карлики – окончательно остывшие белые карлики. Оба типа этих небесных тел практически невозможно обнаружить в видимом диапазоне длин волн, ибо они излучают энергию лишь в инфракрасном диапазоне длин волн (ИК-диапазон). Но даже и в этом диапазоне длин волн их увидеть чрезвычайно трудно, если эти тела «маскируются» на фоне облаков галактической пыли, излучающих сильный фон в ИК-диапазоне длин волн.
По своей массе подобные объекты, как правило, не превосходят массу нашего Солнца. Коричневые карлики по своим размерам могут быть соотнесены с такими планетами, как Юпитер и Сатурн, а древние темные карлики могли бы иметь размеры, близкие к размерам нашей Земли, либо Урана. Понятно, что обнаружение таких темных и малоразмерных объектов весьма не простая задача, даже для современного уровня развития космических ИК-телескопов.
Так, например, поисковая миссия за пределами Солнечной системы космического ИК-телескопа WISE, запущенного в 2009 г., окончилась безрезультатно. Правда, WISE был запрограммирован на поиски неких аналогов, соразмерных Юпитеру и Сатурну, обладавших соответствующими собственными ИК-излучениями. WISE просканировал пространство до удалений порядка 30 000 а.е. (намного дальше, чем нужно), но объектов, подобных нашему Юпитеру и Сатурну, не обнаружил.
Вполне возможно, что именно ориентация WISE на поиски только аналогов Юпитера и Сатурна, не позволила ему обнаружить более мелкие и холодные объекты, например типа Нептуна или даже меньшие. На сегодняшний день поиски подобных объектов другими ИК-телескопами также пока не дали ощутимых результатов.
Где надо искать возможного компаньона нашего Солнца?
По словам сотрудников BRI, существуют веские причины, по которым мы не видим и не можем пока найти звездного партнера Солнца по бинарной системе. Во-первых, этот объект должен быть очень тусклым и слабо излучающим во всех диапазонах электромагнитного излучения. А во-вторых, в настоящее время этот объект, скорее всего, расположен в такой области неба, которая успешно «маскирует» его. Такая область пространства может иметь место в направлении, близком к центру Галактики, где много пылевых облаков и фонового инфракрасного шума, что существенно затрудняет обнаружение и последующее отслеживание слабо излучающего объекта, движущегося с угловой скоростью около 50″в год.
По оценкам специалистов BRI, звезда-партнер, скорее всего, может находиться в плоскости, наклоненной к эклиптике Солнечной системы примерно на 1,5 градуса. Это обеспечило бы самую большую стабильность для планетных орбит.
Исходя из этих соображений, в BRI был сделан прогноз, что компаньон Солнца по бинарной системе может быть обнаружен на одной из своих возможных эллиптических орбит, проходящих вблизи прямого восхождения 17 ч 45 мин и склонения -22 градуса. Ниже приведена звездная карта, на которой отмечена область предполагаемого нахождения партнера Солнца.
Поясним читателям, на какую область пространства указывают эти экваториальные координаты. На представленной карте созвездий эта область пространства отмечена красным кружком. Искомая область находится примерно на границе созвездий Змееносца и Стрельца, чуть выше эклиптики (на 1,5 град.). Видно, что данная область пространства находится вблизи галактического центра, закрытого мощными пылевыми облаками. Поэтому обнаружение тусклого, а может и темного объекта на таком галактическом фоне представляется весьма сложной задачей.
Обращаем внимание читателей, что прямое восхождение (некий звездный аналог земной широты) этой области (17 час 45 мин.) примерно соответствует направлению на созвездие Геркулес (см. карту), в сторону которого движется наша Солнечная система со скоростью 15-20 км/сек. А это означает, что в настоящее время наша Солнечная система и ее искомый партнер по бинарной системе движутся в пространстве примерно навстречу друг к другу.
Читатели, интересующиеся космическими исследованиями, наверняка знают о поисках в настоящее время так называемой Планеты Х или Планеты Девять, существование которой теоретически предсказано несколько лет тому назад астрономами Майклом Брауном и Константином Батыгиным. Согласно расчетам, предсказанная Планета Х, скорее всего, представляет из себя темный газовый гигант с массой, как минимум, в 10 масс Земли, и размером вдвое больше Нептуна.
Предполагается также, что Планета Х имеет эллиптическую орбиту и не приближается к Солнцу ближе, чем на 250 а. е., а самая дальняя точка орбиты отстоит от Солнца на 600 -1200 а. е. Согласно предварительным расчетам полный оборот вокруг Солнца Планета Х совершает за 10-12 тысяч лет. По словам Брауна, Планета Х – огромный газовый гигант из камней и льда, одиноко вращающийся на задворках Солнечной системы.
Естественно, что неопровержимым доказательством существования Планеты Х может быть только ее снимок с телескопа. Пока же в распоряжении Брауна и Батыгина лишь математические расчеты, основанные на теории, что на несколько отдаленных объектов за орбитой Нептуна влияет некое гравитационное поле неизвестного отдаленного объекта.
Сам Браун вполне допускает, что Планета Х может находиться не там, где ожидают ученые, а ее параметры могут быть совсем не такие, как прогнозируется.
Возникает вполне закономерный вопрос: может ли эта загадочная Планета Х быть партнером нашего Солнца по бинарной системе?
Где и как ищут Планету Х астрономы.
Как утверждают астрономы, подобный слабо светящийся объект может быть обнаружен с помощью 8,2-метрового телескопа «Субару», который находится на Гавайях. Батыгин и Браун решили не искать этот объект самостоятельно, а обнародовали имеющуюся информацию и призвали астрономов подключаться к быстрейшему поиску Планеты Х.
На представленных ниже графиках Майкл Браун показал, какие имеются шансы увидеть Планету Х при различных значениях прямого восхождения (RA): черный цвет – шансов обнаружения нет или критически мало, а оранжевый – никакой другой объект не мешает увидеть Планету Х.
Как следует из графиков, наилучшие шансы обнаружить объект могут быть реализованы в широкой пространственной области, ограниченной значениями прямого восхождения (RA) примерно от 265 до 300 град. и склонением от -30 до -35 град. Заметим, что эти значения не очень сильно отличаются от прогностических данных BRI, особенно по величине прямого восхождения. Напомним, что BRI дал следующие координаты поиска: RA равно 17 час 45 мин. (в градусной мере 262 град.) и величина склонения -22 град. Иными словами, BRI предлагает искать партнера Солнца ближе к плоскости эклиптики (в 1,5 град. над эклиптикой), а Браун считает, что максимальные шансы обнаружить Планету Х имеются на углах от 6,5 до 11,5 град., но уже ниже эклиптики.
Однако по прогнозируемой дальности обнаружения объектов различия между ними куда более существенные. Если Браун ищет свою Планету Х с максимальными шансами на обнаружение на дальностях 300 – 600 а. е., то для BRI границы поиска лежат в диапазоне примерно от 850 до 1500 а. е.
К сожалению, пока поиски Планеты Х не дали каких-либо ощутимых результатов.
Каковы же перспективы открытия Планеты Х в ближайшем будущем?
Как уже ранее отмечалось, в настоящее время есть, по сути, один телескоп, пригодный для поисков Планеты X, – это японский телескоп «Субару». Благодаря 8,2-метровому зеркалу он собирает много света и потому обладает высокой чувствительностью, при этом его оборудование позволяет получать снимки довольно больших участков неба (площадью примерно в полную Луну). Но даже при этих условиях обзор обширного участка неба, где может находиться сейчас Планета X, займет несколько лет.
Если же поиск «Субару» не увенчается успехом, то останется надеяться только на специализированный обзорный телескоп LSST в Чили. При зеркале диаметром 8,4 метра он будет обладать полем зрения диаметром 3,5° (в семь раз больше, чем у «Субару»). При этом обзорные наблюдения будут его основной задачей, в отличие от «Субару», который работает и по многочисленным наблюдательным программам других проектов.
Думается, что ближайшие годы внесут ясность в вопрос существования этого загадочного объекта, названного астрономами Планета Х или Планета Девять. И если этот объект будет действительно найден, а значит, будет определена его орбита, то станет понятным, каковы у этого объекта шансы называться звездным партнером нашего Солнца.
Ну а пока нам остается только пожелать астрономам удачи в их трудном и кропотливом поиске этого неуловимого небесного тела.
Продолжение следует
