Varför hittar vi just denna så kallade "Planet Nine"?

I veckan upptäckte ett par kaltech-astronomer bevis på en nionde planet i solsystemet. Trots 20 gånger längre från solen än Neptunus, är denna så kallade "Planet Nine" också ungefär tio gånger mer massiv än jorden.

Vi säger bevis, men inget bevis, eftersom den ökända "Pluto Killer", Mike Brown, och hans kollega, Konstantin Batygin, inte faktiskt har observerat planeten direkt. I stället, som en bra brottsutredning, har vi alla ledtrådar som pekar på en planeten misstänkt.

Nu handlar det bara om att hitta den jävla vaggan.

Så varför tog det så lång tid för astronomer att äntligen plocka upp på spåret av något så stort som Planet Nine? Hur gick det hela tiden under våra näsor? Och varför är det att vi fortfarande inte ens ens hittades Det?

Låt oss börja från början och först lära känna Kuiper Belt: Solsystemets område bortom Neptunens bana. Som Brown berättade Omvänd På onsdag sprids de olika objetsna som sipprar runt Kuiperbältet och roterar runt solen på sina egna unika sätt. Det finns ingen anledning att tro att de skulle visa liknande rörelsemönster av något slag.

Och ändå co-författade en av Browns postdocs 2014 ett papper som illustrerade hur 13 av de mest avlägsna föremålen i Kuiperbältet som kretsade solen var märkligt lika. Brown tog märke till och började en djupare observation av dessa föremål med Batygin.

Paret märkte de sex mest avlägsna av de 13 objekten som alla hade elliptiska banor runt solen. Det är en ganska konstig tillfälle själv, men det är även att det är det faktum att alla banor också springer i samma rumsliga riktning. Brown liknar detta för att se flera händer på samma klocka som alla pekar på samma antal - även om alla händer rör sig i olika takt.

Vidare lutar de sex objektens banor alla i ca 30 grader i samma riktning. Det är bara en 0,007 procent chans att det händer. Något orsakade stor störning som skulle påverka alla sex föremål på samma sätt. Ange tanken på en nionde planet.

Det är viktigt att notera här att för att identifiera dessa typer av mönster och trender bland orbitala föremål i rymden, måste du observera dem under en riktigt lång tid - åtminstone flera månader. Brown och Batygin spenderade ungefär ett år med att bara göra observationer och samla in tillräckligt med data för att verifiera dessa mönster som skulle föreslå existensen av en nionde planet.

Det är lätt att förstå att man tar på ett sådant projekt innebär att mycket tid förblir avstängd för något som kan eller kanske inte panar ut. Ingen tid i vetenskaplig studie är någonsin verkligen bortkastad eller förgäves, men om Brown och Batygin faktiskt fann att inga sådana mönster existerade skulle resultaten ha diskuterats som en fotnot - inte ett papper.

Hur som helst är nyckeln till att förstå vad som händer i denna situation allvarlig. Du behöver ett objekt eller en serie objekt som kan utöva tillräcklig tyngdkraft för att hålla en subpopulering av objekt som samlas ihop. Brown och Batygin utsåg snabbt att flera objekt var en orsak, eftersom det skulle ha krävt att Kuiperbältet skulle fyllas med 100 gånger mer massa än vad den egentligen innehar.

Nästa bästa förklaring var en planet. En stor en.

Om din första instinkt är att ta ett teleskop och leta efter planeten, grattis: du skulle vara en hemsk vetenskapsman. Rymden är stor. Om du vill använda din tid effektivt måste du vara mycket mer säker på var du ska se om du inte vill spendera resten av din livstid och stirra i mörkret.

Astronomerna körde en serie simuleringar som skulle placera ett planetobjekt i närheten under olika förhållanden och se vilken som var korrelerad med orbitaldata som de hade samlat in. De hade inte mycket tur till, i det som i grunden var en olycka, körde de en simulering med en planet i en anti-inriktad omloppsbana. Det innebär att den misstänkte planeten skulle vara närmast närma sig solen - en position som kallas "perihelion" - den är också 180 grader från perihelionen av alla andra kända föremål. Och i denna konfiguration fanns simuleringen ihop med data.

Brown och Batygin tyckte att de gjorde något fel. "Ditt naturliga svar är" Denna orbitalgeometri kan inte ha rätt, "sade Batygin i ett uttalande.

"Det här kan inte vara stabilt på lång sikt, eftersom det trots allt skulle leda till att planeten och dessa objekt möts och så småningom kolliderar," sade Batygin.

Inte så i det här fallet tack vare något som kallas medelmotståndsbeständighet, där objekt som närmar sig varandra utbyter energi för att hålla kolliderande och upprätthålla stabila banor. Planet Nine trycker försiktigt banden på andra avlägsna Kuiper Belt-objekt så att allting är säkert och ingen blir skadad.

Detta är en väldigt märklig typ av orbitalfenomen - och absolut inte en astronomer skulle omedelbart tänka på när man försöker förklara planetens rörelse.Men i det här fallet ger denna förklaring inte bara en bra förklaring till hur och varför de tidigare nämnda sex objekten rör sig som de gör. Det lyser också på varför Sedna och 2012 VP113, två andra Kuiper Belt-föremål, inte påverkas gravitationellt av Neptunus, hur andra Kuiper Belt-föremål är - eftersom Planet Nine drar dem bort från den åttonde planeten.

Dessutom matchar denna simulering också positionerna på fyra andra objekt med banor som rör sig längs en vinkelrät linje från Neptunen och den hos ett annat objekt - vilket vi nu vet är Planet Nine.

Så vad ger alla dessa uppgifter oss? I grund och botten är det enda som vi vet säkert vad Planet Nines grova omlopp ser ut. Och det är en ganska lång omlopp - det tar ungefär 10 000 till 20 000 år för objektet att slutföra en full bana runt solen. Sammanfattningsvis kan man försöka hitta Planet Nine som att leta efter en nål i en höstack: Du letar efter något som i sig är väldigt distinkt, men bara en liten prick i rymdens storhet.

Sedan Batygin och Brown bara publicerade sina resultat, börjar loppet väsentligt nu. Om planeten befinner sig i mycket avlägsna delar av sin omlopp, är bara världens största teleskop - som W.M. Keck Observatory och Subaru Telescope, båda på Hawaii - hittar det. Om det är närmare, har mindre kraftfulla instrument en chans att upptäcka den först.

Om du har för avsikt att hitta den först, gör du bättre till en av dessa teleskoppronto. Och medan du är på det, borsta upp reglerna för att namnge planeter!