Vuoden 2016 tammikuussa uutisissa jankattiin "yhdeksännen planeetan löytymisestä". Selitimme tuolloin, ettei kyse suinkaan ollut planeettalöydöstä, vaan mallinnuksesta, jonka mukaan Aurinkokunnan ulko-osissa lymyilisi suuri ja vielä tuntematon planeetta.

Oletetun planeetan olemassaololle löytyy vihjaus muutamien kaukana Neptunuksen radan takana kiertävän kappaleiden outo käytös: Ne kiertävät Aurinkoa niin kaukana ja niin elliptisiä ratoja pitkin, ettei asiaa voida nykytiedolla selittää. Niiden kuitenkin oletetaan siirtyneen nykyradoilleen jollain, vielä tuntemattomalla tavalla. Kappaleita, joista kuuluisin on 90377 Sedna, kutsutaan "irronneiksi kappaleiksi" (engl. detached object).

Ongelmakappaleiden radat ovat kaukana Neptunuksen radan tuolla puolen, keskellä aika pitkälti ei mitään. Neptunus ei siis ole voinut tuupata niitä radoilleen. Tähän mennessä paras idea on ollut, että jossain lymyää jotain suurta ja massiivista, joka on saanut ratoja häirittyä.

Vasta julkistettu uusi mallinnus taas osoittaa, että mitään suurta tuntematonta planeettaa ei tarvita. Uuden ajatuksen mukaan alueen kaikki kappaleet yhdessä saisivat itse aikaan ratojen outoudet. Syy olisi niiden kollektiivisessa painovoimassa.

Uusi malli julkistettiin 4.6. American Astronomical Societyn vuotuisessa kokouksessa Koloradossa. Itse tutkimus on vastikään lähetetty vertaisarvioitavaksi the Astrophysical Journaliin.

Tutkimuksessa mukana ollut Ann-Marie Madigan kuvailee mallin antamaa ennustusta: "Siellä on paljon kappaleita, ja mitä niiden kollektiivinen gravitaatio saakaan aikaan. Voimme ratkaista monia ongelmia ottamalla tämän asian huomioon. Oppikirjoihin piirretty kuva Aurinkokunnan ulko-osista joudutaan ehkä tekemään uusiksi. Noilla seuduilla on paljon enemmän tavaraa kuin aiemmin oletimme. Kun päästään Neptunuksesta vähän kauemmas, asioissa ei oikein tunnu enää olevan järkeä, ja se on todella jännittävää!"

Ilmiön huomasi ensimmäisenä opiskelija Jacob Fleisig, jonka tehtävänä oli mallintaa kappaleiden liikkeitä. Hän huomasi, että neptunuksentakaiset jäiset kappaleet kiertävät Aurinkoa kuin kellon viisarit. Jotkin liikkuvat nopeasti ja yhdessä, ikään kuin minuuttiviisarissa. Toiset, Sednan kaltaiset, liikkuvat tuntiviisarin tavoin hitaasti. Ja joskus viisarit myös kohtaavat: Kun nopeammat rykelmänä kulkevat kappaleet pyyhkäisevät hitaamman ja suuremman kohteen suuntaan, niiden yhteinen gravitaatio muokkaa sen rataa. Hitaan kohteen rata muuttuu normaalista irronneeksi. Kappaleiden radat muuttuvat ajan kanssa, sitä mukaa kun ne kohtaavat ja vuorovaikuttavat.

Kun pieniä kappaleita on paljon ja ne pyyhältävät toistuvasti toistensa ohi, tulee vaikutuksesta aikaa myöten hyvin merkittävä.

Malli sopii myös aiempiin havaintoihin ja antaa niille syyn: Vuonna 2012 huomattiin, että mitä suurempi irronut kappale on, sitä kauempana se Aurinkoa kiertää. Sedna on suurin kappale mikä alueelta on toistaiseksi löydetty, ja myös kauimmainen ainakin perihelinsä osalta. Sednan läpimitta on noin 1000 kilometriä. Tämä tekee siitä todennäköisen joskin vielä varmistamattoman kääpiöplaneetan.

Sednan kiertoaika Auringon ympäri on lähes 11500 vuotta. Kauimmillaan se käy 900 AU:n etäisyydellä Auringosta, ja lähimmilläänkin se jää yli 75 AU:n päähän. Neptunus taas viettää kaiken aikansa paljon lähempänä, "vain" 29,8-30,4 AU:n etäisyydellä, Pluto ja muut seudun varmistetut kääpiöplaneetat 30-50 AU:n päässä. (AU tarkoittaa astronomista yksikköä, eli Maan ja Auringon välistä etäisyyttä.)

Malli saattaa myös auttaa ymmärtämään Maassa koettuja joukkotuhoja. Kappaleiden ratojen muuttuessa osa niistä sinkoutuu komeettoina kohti aurinkokunnan sisäosia. Tilastolliset muutokset ovat periodisia ja ennustettavissa. Varmuutta asiaan ei ehkä saa, mutta ajatus on varsin kutkuttava.

Jutun pohjana käytettiin Coloradon yliopiston tiedotetta. Tutkimusartikkelin käsikirjoitukseen voi tutustua ArXiv-palvelussa.

Aiheesta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tähdet ja Avaruus.

Otsikkokuvassa taiteilijan näkemys Sednasta ja Auringosta sieltä nähtynä. Pallomaiseksi oletetun Sednan tiedetään olevan pinnaltaan varsin punertava. (NASA/JPL-Caltech/R. Hurt)

Aurinkokunnan ulkolaidalta on havaittu outo kohde. Löydön tehneet taiwanilaistutkijat antoivat kappaleelle alustavan nimen "Niku". Se tarkoittaa kiinaksi kapinallista.

Ensi silmäyksellä Niku vaikuttaa varsin tyypilliseltä transneptuniselta kohteelta (TNO). Sen koostumus on luultavasti jäinen, ja kirkkaudesta päätellen sen läpimitta lienee ehkä hieman alle sata kilometriä. Sen absoluuttinen magnitudi on ~7.4.

Mikä sitten tekee Nikusta niin oudon? Vastaus piilee sen radassa.

Kaikki Aurinkokunnan kappaleet syntyivät samasta pyörivästä materiakiekosta. Siksi ne myös pyörivät akselinsa ympäri ja kiertävät Aurinkoa - kaikki samaan suuntaan. Yleensä. Poikkeuksia on, mutta ne selitetään suurilla törmäyksillä, planeettojen lähiohituksilla tai niiden sarjoilla. Yleensä.

Niku on poikkeus. Se kiertää päinvastaiseen eli retrogradiseen suuntaan, voimakkaasti (110 astetta) kallistuneella radallaan. Muutoin rata on TNO:lle tyypillinen: Etäisyys Aurinkoon vaihtelee 24 ja 48 AU:n välillä. Tällä hetkellä Niku sijaitsee Neptunuksen radan sisäpuolella.

Nikun rataa ei osata selittää. Se ei ole resonanssissa Neptunuksen kanssa, eikä edes käy planeetan lähellä. Mallinnusten mukaan myöskään Pluto tai muut tunnetut kääpiöplaneetat eivät voi olla syypäitä outoon rataan. Edes hypoteettinen Ykä, yhdeksäs planeetta, ei sovi kuvaan. Se, kuten Jupiter ja Saturnus, olisi aivan liian kaukana vaikuttaakseen Nikun rataan riittävästi.

Outo kappale on seudulla, johon kukaan muu ei näytä vaikuttavan riittävästi.

Cassini-luotaimen tiederyhmä julkaisi myöhään perjantaina Suomen aikaa tiedotteen, jossa todetaan, ettei laitteen kiertoradassa ole huomattu selittämättömiä poikkeamia. Tieto kumoaa mediassa levinneet uutiset tuntemattoman planeetan painovoimavaikutuksesta luotaimen rataan, sekä planeetan paikan määrittämisestä Valaskalan tähdistön tienoille.

Tiedotteen takana ovat sekä luotaintiimin johtohahmot että ratalaskujen ekspertit NASAn Jet Propulsion Laboratorystä.

"Vaikka Cassinia olisikin hienoa käyttää uuden planeetan löytämisessä, me emme vain näe sen radassa mitään sellaista, mitä nykymallit eivät selittäisi", pahoittelee Earl Maize, Cassiniprojektin johtaja JPL:stä.

Useat mediat uutisoivat kuluneella viikolla – ilmeisesti Scientific Americanin innoittamana – Saturnusta kiertävän Cassini-luotaimen radasta havaituista poikkeamista sekä niille mallinnetusta huimasta selityksestä.

Uutisissa levisi muutamia virheitä, jotka on syytä korjata. Hypoteettinen yhdeksäs planeetta, lyhennettynä Ykä, heiluttaisi itse asiassa Saturnuksen eikä Cassinin rataa. Koska Cassini-luotain kuitenkin on täysin sidottu Saturnukseen, senkin rata muuttuisi planeetan heiluessa – mutta siis ainoastaan välillisesti, eikä suoraan Ykän vaikutuksesta kuten uutisissa väitettiin. Ja mikäli luotaintiimiin itseensä on uskominen, Cassinin (tai siis Saturnuksen) radan poikkeamiakaan ei toistaiseksi ole havaittu.

Tutkimuksen tärkein anti jää uutisissa hämärän peittoon. Se ennustaa, että mikäli Cassinin (tai siis Saturnuksen) rataa seurattaisiin tarkasti vuoteen 2020 asti, voitaisiin yhdeksännen planeetan sijainti kenties ehkä mahdollisesti lyödä suurin piirtein lukkoon mikäli se on tietyllä suunnalla. JPL:n tutkija William Folkner on samaa mieltä, tosin tiukoin reunaehdoin: "Tästä voisi syntyä havaittava poikkeama Cassinin radassa, mikäli planeetta [Ykä] olisi tarpeeksi lähellä Aurinkoa. Mutta emme ole havainneet mitään selittämätöntä taustakohinan ylittävää poikkeamaa Cassinin aineistossa vuosien 2004 ja 2016 välisenä aikana." Lisäksi Cassini tulee kohtaamaan loppunsa jo ennen vuotta 2020.