Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Sökandet efter Planet Nine – en hypotes om en nionde planet i vårt solsystem – kan gå ut på att peka ut de svagaste omloppsspåren i ett otroligt mörkt hörn av rymden.
Det är precis vad Yale-astronomerna Malena Rice och Gregory Laughlin försöker med en teknik som öser upp spritt ljus från tusentals bilder från rymdteleskop och identifierar omloppsbanor för tidigare oupptäckta objekt.
"Du kan verkligen inte se dem utan att använda den här typen av metod. Om Planet Nine finns där ute, det kommer att bli otroligt mörkt, sa Rice, huvudförfattare till en ny studie som har godkänts av The Planetary Science Journal .
Ris, en Ph.D. student i astronomi och National Science Foundation Graduate Research Fellow, presenterade resultaten den 27 oktober vid det årliga mötet för American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences.
Möjligheten av en nionde planet i jordens solsystem, belägen bortom Neptunus omloppsbana, har tagit fart bland astronomer de senaste åren när de har undersökt de märkliga banorna i ett kluster av små, isiga föremål i Kuiperbältet. Många astronomer tror att inriktningen av dessa objekt – och deras banor – pekar på påverkan av ett osynligt objekt.
Även om den stora majoriteten av ljus som observeras från planeter i solsystemet är reflekterat ljus, mängden reflekterat solljus minskar dramatiskt för en planet så avlägsen som planet nio, sannolikt vara 12 till 23 gånger så långt från solen som Pluto är.
Om det finns, Planet Nine skulle vara en så kallad superjord. Den skulle ha fem till tio gånger jordens massa, vara belägen hundratals gånger längre från solen än jorden och 14 till 27 gånger så långt från solen som Neptunus är, sa Laughlin, senior författare till den nya studien och professor i astronomi vid Filosofiska fakulteten.
"Detta är en region i rymden som är nästan helt outforskad, " sa Laughlin.
För att upptäcka objekt som annars inte går att upptäcka, Rice och Laughlin använder en metod som kallas "skifta och stapla." De "skiftar" bilder från ett rymdteleskop - som att flytta en kamera medan du tar bilder - längs fördefinierade uppsättningar av potentiella banor. Sedan "staplar" de hundratals av dessa bilder tillsammans på ett sätt som kombinerar deras svaga ljus.
Då och då, ljuset avslöjar en väg för ett rörligt föremål, som en asteroid eller en planet.
Rice sa att växling och stapling har använts tidigare för att upptäcka nya solsystemsmånar. Detta är första gången som den har använts i stor skala för att söka i ett stort område i rymden. Bilderna hon och Laughlin använde kom från Transiting Exoplanet Survey Satellite, ett rymdteleskop som normalt används för att söka efter planeter utanför vårt solsystem.
Forskarna testade sin metod genom att framgångsrikt söka efter ljussignaler från tre kända, trans-neptuniska objekt (TNO). Nästa, de genomförde en blind sökning av två sektorer i det yttre solsystemet som kan avslöja planet nio eller några tidigare oupptäckta Kuiperbältsobjekt – och upptäckte 17 potentiella objekt.
"Om ens ett av dessa kandidatobjekt är verkligt, det skulle hjälpa oss att förstå dynamiken i det yttre solsystemet och de troliga egenskaperna hos planet nio, " sa Rice. "Det är övertygande ny information."
Hon arbetar för närvarande med tidigare Yale postdoc Songhu Wang, en fakultetsmedlem vid Indiana University, att kontrollera de 17 kandidaterna med markbaserade teleskopobjekt.
Laughlin sa att den framgångsrika användningen av växling och stapling i begränsad skala kommer att bana väg för en bredare undersökning av det yttre solsystemet, vilket är särskilt övertygande med tanke på möjligheten att hitta en ny planet.
"Vi bör följa varje ledtråd för att ta reda på mer information, " sa Laughlin.
Rice sa att hon förblir "agnostisk" om existensen av Planet Nine och vill fokusera på data. "Men det skulle vara vackert om det fanns där ute, " Hon sa.