האם התגלה כוכב הלכת התשיעי?

כמאה שנים אחרי שהועלתה ההשערה בדבר קיומו של כוכב לכת תשיעי במערכת השמש, 85 שנים לאחר שהתגלה פלוטו ועשר שנים אחרי שהוצא מרשימת כוכבי הלכת, נראה כי כוכב לכת תשיעי אולי קיים בכל זאת. כוכב הלכת החדש, אשר לפי שעה התגלה רק בחישובים, אמור להיות מרוחק מהשמש בממוצע פי 600 מכדור הארץ וכבד ממנו פי 10.

לאחרונה פורסם בכתבי העת Astronomical Journal ו־Nature מחקר של החוקרים קונסטנטין באטיגין ומייק בראון (Batygin & Brown) המציג עדויות עקיפות לקיומו של כוכב לכת גדול במערכת השמש החיצונית, הרחק מעבר למסלול נפטון (רהב). לפי חישובי החוקרים, לעצם שהם כינו "כוכב הלכת התשיעי" יש מסה הגדולה פי 10 ויותר מזו של כדור הארץ, קוטרו גדול פי 2־4 מקוטר כדור הארץ, והוא מקיף את השמש אחת ל־10־20 אלף שנה במסלול אליפטי מוארך במרחק של פי 200־1,200 ממרחק כדור הארץ.

למרות ההתלהבות שמעוררות התוצאות הללו בקרב האסטרונומים והציבור הרחב, חשוב לזכור כי לא מדובר בגילוי ממשי של כוכב לכת, כפי שהדגיש מנהל המדעים הפלנטריים של נאס"א ג'ים גרין.

באטיגין ובראון חישבו את קיומו של כוכב הלכת באמצעות מודלים מתמטיים והדמיות (סימולציות) מחשב, על בסיס מסלוליהם של שישה גופים קטנים באזור המכונה "חגורת קויפר" ((Kuiper, אבל איש עדיין לא צפה בו ישירות. בשל מרחקו הגדול מהשמש אפשר יהיה לראותו רק באמצעות טלסקופים גדולים מאוד, ורק אם יודעים בערך היכן לחפש.

אם אמנם יתגלה בתצפית, יהיה זה כוכב הלכת השלישי שמגלים מאז ימי קדם, אחרי אורנוס ונפטון. בתחילת המאה ה־20 העלה האסטרונום החובב פרסיבל לוול השערה כי סטייה במסלולו של נפטון נגרמת על ידי כוכב לכת מרוחק יותר שאותו כינה "X". הוא חישב את מקומו המשוער וקיווה שיתגלה כשם שנפטון התגלה בשנת 1846 באמצעות חישובים של הפרעות למסלולו המחושב של אורנוס (אורון). לפי חישובים אלו התגלה פלוטו בשנת 1930, אולם מאוחר יותר התברר כי מסתו של פלוטו קטנה בהרבה ממה שנחוץ כדי להשפיע על מסלול נפטון, ותעלומת הסטייה במסלול נפטון נפתרה על ידי מדידה מדויקת יותר של מסתו על ידי החללית וויאג'ר בשנת 1989.

מסתו המשוערת של כוכב הלכת המשוער גדולה פי 5,000 ויותר מזו של פלוטו, כלומר הוא גדול מספיק כדי להתאים להגדרה החדשה של כוכב לכת, בניגוד למעמדם של העצמים הקטנים יותר (הנמצאים בקטגוריה של כוכבי לכת ננסיים, שבה נכלל גם פלוטו). באטיגין ובראון הראו כיצד כוכב הלכת התשיעי יכול להסביר את מסלוליהם של העצמים המרוחקים ביותר בחגורת קויפר – שדה העצמים הקַרחיים והסלעיים המקיפים את מערכת השמש מעבר למסלול של נפטון.

בשנת 2014 פרסמו החוקרים טרוחילו ושפרד כי מסלולם של 13 כוכבי הלכת הננסיים הידועים הרחוקים ביותר בחגורת קויפר יוצרים תבנית דומה, וההסבר היחיד לדמיון בתכונות המסלולים הוא קיומו של כוכב לכת באזור זה. בראון ובאטיגין הראו כי שישה מ־13 עצמים אלה נעים במסלוליים אליפטיים שהציר הארוך שלהם פונה בערך לאותו הכיוון במרחב. נוסף על כך, מסלוליהם של ששת העצמים מוטים באותה זווית, 30 מעלות, ביחס למישור המילקֶה (המישור שבו נעים כל כוכבי הלכת). הסיכויים לצירוף מקרים אקראי שכזה הם 0.007 אחוזים, לכן מתבקשת ההשערה שגוף או גופים אחרים משפיעים על המסלולים ומתאמים אותם.

האפשרות הראשונה שבחנו בראון ובאטיגין הייתה שאולי יש מספיק עצמים מרוחקים בחגורת קויפר שחלקם עדיין לא התגלו כדי להפעיל את הכבידה הדרושה. אפשרות זו נפסלה מכיוון שהיא מחייבת את חגורת קויפר להיות בעלת מסה גדולה פי מאה מהמסה הידועה שלה. האפשרות הנותרת הייתה כוכב לכת רחוק המקיף את מסלוליהם של שש עצמי חגורת קויפר וגורם להתאמת כיווני המסלולים. מהחישובים עלה כי מסלול שבו הנקודה הקרובה ביותר לשמש, היא הפֶּריהליון, הפוך ב־180 מעלות מהמסלול של כל העצמים וכוכבי הלכת הידועים, אזי מסלולי אותם עצמי חגורת קויפר אכן מכוונים כמו בתצפיות.

קיומו של כוכב הלכת התשיעי מספק הסבר לתכונות נוספות של מסלולי עצמים בחגורת קויפר. לדוגמה, כוכב הלכת הננסי סֶדנה שהתגלה על ידי בראון בשנת 2003. בניגוד לעצמי חגורת קויפר האחרים נראה כי סדנה נבעט החוצה ממערכת השמש הפנימית על ידי נפטון ואף שהוא חוזר פנימה הוא לא יתקרב לעולם לנפטון. עצם נוסף עם מסלול דומה הוא VP113 שהתגלה בשנת 2012 והוכרז על ידי טרוחיו ושפרד בשנת 2014 ככוכב לכת ננסי. החישובים העלו כי כוכב לכת תשיעי במסלול המוצע גורם לעצמים כגון סֶדנה ו־ VP113להתקרב פחות למסלול נפטון.

ההדמיות גם חזו את קיומם של עצמים בחגורת קויפר הנמצאים במסלולים מאונכים למישור המילקה. בשלוש השנים האחרונות זיהו אסטרונומים ארבעה עצמים בחגורת קויפר שמסלוליהם ניצבים לזה של נפטון. בראון ובאטיגין בדקו את מיקומם של העצמים ומסלוליהם, ולהפתעתם המסלולים תאמו את ההדמיות במדויק.

כעת, משפורסם מסלולו המשוער של כוכב הלכת, מקווים החוקרים כי יתגלה תוך שנים ספורות. בינתיים החלו בראון ואסטרונומים נוספים לחפש את כוכב הלכת התשיעי בטלסקופים. מסלולו ידוע רק באופן גס, ולא ברור היכן הוא נמצא כרגע לאורך מסלולו האליפטי. אם במקרה הוא קרוב לפריהליון, הוא בהיר יותר ואולי אפשר יהיה לזהות אותו בתמונות שצולמו בסקרים קודמים. אם לעומת זאת הוא נמצא בחלק המרוחק של מסלולו, רק הטלסקופים הגדולים בעולם יוכלו להבחין בו.