Можем ли мы исключить существование планеты-близнеца Земли по другую сторону Солнца?

Точка, на которую вы ссылаетесь в своем вопросе , — это то, что мы знаем как точку Лагранжа 3 (L3), которая является точкой равновесия в пространстве, расположенной на противоположной стороне от Солнца по отношению к Земле. Это была бы антиподальная точка на орбите нашей планеты. На сфероиде, которым является Земля, антиподы многих испанских населенных пунктов находятся в Новой Зеландии или в водах Тихого океана, которые ее окружают, хотя Австралию исторически называли «антиподами».

L3 — это нестабильная точка равновесия, то есть любой объект, находящийся там, сместился бы со своего положения, если бы не была приложена постоянная сила, удерживающая его там. По этой причине, среди прочего, мы не запускаем спутники в точку L3 , но мы запускаем их в другие точки Лагранжа — L4 или L5 — потому что как только мы помещаем их в одно из этих двух мест, они там остаются, чего не произошло бы в точке L3. В L3 гравитационное притяжение между Солнцем и Землей уравновешено; Но, как я уже говорил, это очень неустойчивое равновесие, поскольку любое другое небесное тело поблизости нарушит его.

Эта точка полностью невидима с Земли, поэтому прямая связь с нашей планетой будет блокирована Солнцем. Полагаю, именно поэтому вы упоминаете в своем вопросе возможность именно здесь: если бы в этом месте находился небесный объект, мы бы его не увидели. Но то, что мы не можем увидеть его напрямую, не означает, что мы не можем определить, есть ли там небесное тело.

Что касается того, сможем ли мы это обнаружить, я могу ответить , что нет, в этой точке нет ни планеты, ни какого-либо массивного небесного объекта. И мы знаем это по нескольким причинам.

Прежде всего, Земля или любая другая планета, расположенная там, оказывала бы гравитационное воздействие, и эта сила влияла бы на все, что движется , поэтому мы бы ее измерили. Например, все зонды, которые мы отправили на Венеру, Марс или в любое другое место, не смогли бы приземлиться, если бы там была Земля, потому что для навигационных расчетов этих зондов необходимо было бы ввести ее гравитационную массу; что было бы не так уж и плохо. И поскольку зонды прибыли без проблем, это первый аргумент. Мы можем исключить объекты диаметром более 100 километров. Ниже этого диаметра сила тяжести была бы незначительной, но выше мы должны были бы ее заметить.

Это первая причина, по которой мы можем исключить наличие того, что обычно называют контр-Землей. Есть и другой аргумент: мы также запускали космические зонды для наблюдения за Солнцем, которые могли бы что-то там увидеть. Например, зонды НАСА STEREO , запущенные в 2006 году, могли бы обнаружить эту гипотетическую Землю, поскольку L3 была им видна.

И, наконец, третий аргумент заключается в том, что, поскольку точка равновесия нестабильна , объект в этой точке в конечном итоге придет в движение. Например, Венера приближается к этому положению каждые несколько месяцев; и, следовательно, он сместит любой массивный объект из этой антиподной точки на другую орбиту, на которой он будет виден с Земли. Итак, ответ ясен: в L3 нет другой Земли.

В целом, мы имеем достаточно полную перепись ярких астероидов в Солнечной системе, хотя она и не является полностью исчерпывающей, особенно потому, что небольшие, слабые и далекие тела трудно обнаружить. Под малыми телами я подразумеваю объекты диаметром сто метров и меньше. Благодаря астероидам и более мелким объектам, подобным этому, перепись становится более полной. Однако их отслеживание и регистрация ведутся лишь относительно недолгое время — несколько десятилетий, — поэтому мы знаем меньше об объектах диаметром 60 или 50 километров, поскольку их сложнее обнаружить.

Мы хорошо измерили крупные тела, планеты, хотя если и есть вероятность, что то, что мы называем планетой 9 или планетой X , существует, то оно будет находиться на окраине Солнечной системы. О его существовании свидетельствует движение определенной группы астероидов в поясе Койпера. Для объяснения движения этой группы астероидов существует гипотеза , что за орбитой Нептуна может находиться планета; и что это будет относительно небольшое тело, но больше Земли. Поиски все еще продолжаются, но проблема с планетой, находящейся на такой далекой от Земли орбите, заключается в том, что ее периоды очень длительны; и очень трудно обнаружить объект, которому требуется столько лет, чтобы завершить свой оборот вокруг Солнца.

Ева Вильявер Собрино — астрофизик, профессор-исследователь и заместитель директора Канарского института астрофизики (IAC).

Координация и написание: Виктория Торо .

Вопрос прислал Алекс .

We Respond — это еженедельная научная консультация, спонсируемая программой L'Oréal-ЮНЕСКО «Для женщин в науке» и компанией Bristol Myers Squibb , которая отвечает на вопросы читателей о науке и технологиях. Это ученые и технологи, члены AMIT (Ассоциации женщин-исследователей и технологов), которые отвечают на эти вопросы. Отправляйте свои вопросы на адрес [email protected] или через X #nosotrasrespondemos.