ดาวเคราะห์พ้นดาวเนปจูน
จากการค้นพบดาวเนปจูนในปี พ.ศ. 2389 มีการคาดการณ์ว่าอาจมีดาวเคราะห์อีกดวงอยู่พ้นวงโคจรของดาวเนปจูนออกไป การสำรวจเริ่มขึ้นตอนกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 และได้รับความสนใจสูงสุดตอนต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 เมื่อเปอร์ซิวัล โลเวลล์ประกาศถึงภารกิจการหาดาวเคราะห์ X โลเวลล์เสนอสมมติฐานดาวเคราะห์ X เพื่ออธิบายถึงความคลาดเคลื่อนปรากฏในวงโคจรดาวเคราะห์ยักษ์ โดยเฉพาะวงโคจรของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน[1] ซึ่งคาดการณ์ว่าความโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ดวงที่เก้าขนาดใหญ่อาจรบกวนดาวยูเรนัสเพียงพอที่จะทำให้วงโคจรเกิดความคลาดเคลื่อนอย่างชัดเจน[2]
การค้นพบดาวพลูโตของไคลด์ ทอมบอ ในปี พ.ศ. 2473 ทำให้สมมติฐานของโลเวลล์ถูกต้องและดาวพลูโตได้รับสถานะเป็นดาวเคราะห์ดวงที่เก้าอย่างเป็นทางการ ในปี พ.ศ. 2521 นักดาราศาสตร์สรุปว่าดาวพลูโตมีความโน้มถ่วงน้อยเกินไปที่จะส่งผลกระทบต่อดาวเคราะห์ยักษ์ได้ ทำให้มีการค้นหาดาวเคราะห์ดวงที่สิบขึ้น แต่การค้นหาก็เว้นระยะไปในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1990 เมื่อยานวอยเอจเจอร์ 2 พบว่าความคลาดเคลื่อนของวงโคจรดาวยูเรนัสนั้น เกิดจากการให้ค่ามวลของดาวเนปจูนสูงเกินไป[3] หลังจากปี พ.ศ. 2535 การค้นพบวัตถุน้ำแข็งขนาดเล็กที่มีวงโคจรคล้ายหรือกว้างกว่าดาวพลูโตได้นำไปสู่ข้อสงสัยที่ว่าดาวพลูโตยังควรจะจัดให้เป็นดาวเคราะห์อยู่หรือควรจะจัดให้อยู่กับกลุ่มวัตถุน้ำแข็งเหล่านั้น เหมือนกับดาวเคราะห์น้อยที่จัดแยกเป็นประเภทต่างหาก ถึงแม้ว่าจะมีดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ซึ่งผ่านการสำรวจในขั้นต้นแล้วว่าควรจะจัดให้เป็นดาวเคราะห์ ในปี พ.ศ. 2549 สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลได้จัดกลุ่มให้ดาวพลูโตและดาวอื่น ๆ ที่มีขนาดใหญ่เป็นดาวเคราะห์แคระ ทำให้ดาวเนปจูนกลายเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลที่สุดในระบบสุริยะ[4]
ทุกวันนี้สมาคมดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ทั่วโลกยืนยันว่า ดาวเคราะห์ X ไม่มีอยู่จริง แต่บางส่วนก็ยังคงยืนยันว่าดาวเคราะห์ X นี้มีอยู่จริงเพื่ออธิบายความผิดปกติที่สังเกตได้ในบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ ในวัฒนธรรมสมัยนิยม หรือกระทั่งนักดาราศาสตร์บางคน[5] ดาวเคราะห์ X ยังคงเป็นตัวแทนสำหรับดาวเคราะห์ที่ยังไม่ถูกค้นพบในระบบสุริยะชั้นนอก โดยไม่คำนึงถึงสมมติฐานของโลเวลล์ วัตถุพ้นดาวเนปจูนอื่นๆ ก็ยังเคยได้รับการขนานนามว่าเป็นดาวเคราะห์ X บนพื้นฐานของหลักฐานที่แตกต่างกัน จนถึงวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2557 การสังเกตโดยผ่านกล้องโทรทรรศน์ไวซ์ ได้ให้ข้อมูลว่าอาจมีความเป็นไปได้ที่วัตถุขนาดเท่าดาวเสาร์จะอยู่ในบริเวณ 10,000 หน่วยดาราศาสตร์ และวัตถุขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีหรือใหญ่กว่า จะอยู่ในบริเวณ 26,000 หน่วยดาราศาสตร์ออกไป[6]
การสังเกตช่วงแรก แก้
ในคริสต์ศตวรรษ 1840 อูร์แบ็ง เลอ แวรีเย นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ใช้กลศาสตร์แบบฉบับเพื่อคำนวณถึงความคลาดเคลื่อนของวงโคจรดาวยูเรนัส และสันนิษฐานว่ามันเกิดจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่ยังไม่ค้นพบ เขาได้คำนวณตำแหน่งของดาวเคราะห์นั้น แล้วส่งผลการคำนวณไปให้ โยฮันน์ กอทท์ฟรีด กัลเลอ นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ในวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2389 คืนต่อมาหลังจากที่กัลเลอได้รับจดหมาย เขาและไฮน์ริช ดาร์เรสท์ นักเรียนของเขา ค้นพบดาวเนปจูนในตำแหน่งที่เลอ แวรีเยได้คำนวณไว้[7] แต่ก็ยังพบว่า วงโคจรของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ยังคงคลาดเคลื่อน และได้นำไปสู่การค้นหาดาวเคราะห์ที่อยู่พ้นดาวเนปจูนออกไป
ก่อนการค้นพบดาวเนปจูน นักดาราศาสตร์เชื่อกันว่าดาวเคราะห์ดวงเดียวไม่เพียงพอที่จะอธิบายถึงความคลาดเคลื่อนได้ วันที่ 18 พฤศจิกายน พ.ศ. 2377 ทอมัส จอห์น ฮัสซี นักดาราศาสตร์ชาวบริติช ได้รายงานถึงการถกเถียงระหว่างเขาและอาเลอซี บูวาร์ด นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส กับ จอร์จ บิดเดลล์ ไอรี นักดาราศาสตร์ชาวบริติช ฮัสซีรายงานว่าเมื่อเขาได้เสนอว่าการที่ดาวยูเรนัสมีวงโคจรที่ไม่ตรงกับการคำนวณนั้น เกิดจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งที่ยังไม่ค้นพบต่อบูวาร์ด บูวาร์ดตอบกลับมาว่าเขาก็มีความคิดแบบเดียวกัน และได้ปรึกษากับพีเทอร์ อันเดรียส ฮันเซิน ผู้อำนวยการหอดูดาวซีแบร์กในก็อตธา เกี่ยวกับประเด็นนี้แล้ว ฮันเซินได้แสดงความคิดเห็นว่า วัตถุเดียวไม่อาจอธิบายได้ถึงความคลาดเคลื่อนในการเคลื่อนที่ของดาวยูเรนัสได้ และคาดว่าจะต้องมีดาวเคราะห์ที่อยู่พ้นจากดาวยูเรนัสออกไปอีกสองดวง[8]
ในปี พ.ศ. 2391 ฌัก บาบีแน คัดค้านต่อการคำนวณของเลอ แวรีเย ที่ได้คำนวณออกมาว่ามวลของดาวเนปจูนน้อยกว่าและวงโคจรของมันใหญ่กว่าที่ตัวเขาเองได้ทำนายไว้ บาบีแนตั้งสมมติฐานไว้ว่าจะต้องมีดาวเคราะห์อีกดวงนึง ซึ่งมีมวลอย่างน้อย 12 เท่าของโลกอยู่พ้นวงโคจรของดาวเนปจูนออกไป เขาได้ให้ชื่อดาวเคราะห์นั้นว่า "ไฮพีเรียน"[8] เลอ แวรีเย ประณามต่อสมมติฐานของบาบีแนว่า มันเปล่าประโยชน์ที่จะต้องมาคำนวณหาตำแหน่งของดาวเคราะห์อีกดวง เพียงเพราะสมมติฐานที่เกินจริง[8]
ในปี พ.ศ. 2393 เจมส์ เฟอร์กูสัน ผู้ช่วยนักดาราศาสตร์ของหอดูดาวกองทัพเรือสหรัฐอเมริกา ได้บันทึกไว้ว่าเขา "สูญเสีย" การติดตามดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่ชื่อว่า GR1719k ซึ่งร้อยโทแมธิว เมารี ผู้กำกับการของหอดูดาวกองทัพเรือสหรัฐอเมริกา เชื่อว่ามันเป็นหลักฐานของดาวเคราะห์ดวงใหม่ การค้นหาต่อๆมา ไม่สามารถที่จะหา "ดาวเคราะห์" ดวงนั้น ในตำแหน่งที่แตกต่างกันได้ และในปี พ.ศ. 2421 ซีเอชเอฟ ปีเตอส์ ผู้อำนวยการหอดูดาแฮมิลตันคอลเลจในนิวยอร์ก ได้แสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์ดวงนั้นมิได้หายไป แต่เกิดจากความผิดพลาดของตัวมนุษย์เอง[8]
ในปี พ.ศ. 2422 กามิล ฟลามารียง ได้บันทึกว่าดาวหาง 1862 III และ 1889 III มีค่าความเยื้องโคจร 47 และ 49 หน่วยดาราศาสตร์ตามลำดับ เขาเสนอว่าพ้นดาวเนปจูนออกไป ยังมีดาวเคราะห์ที่ดึงดาวหางพวกนี้ให้มีวงโคจรเป็นวงรี[8] จากหลักฐานนี้ทำให้ นักดาราศาสตร์ จอร์จ ฟอร์เบส สรุปได้ว่าจะต้องมีดาวเคราะห์ 2 ดวงที่พ้นดาวเนปจูนออกไป เขาคำนวณบนพื้นฐานของข้อเท็จจริงของดาวหางสี่ดวงที่มีค่าความเยื้องประมาณ 100 หน่วยดาราศาสตร์ และอีกหกดวงที่ความเยื้องประมาณ 300 หน่วยดาราศาสตร์ สมบัติของวงงโคจรของดาวเคราะห์พ้นดาวเนปจูนคู่ สมบัติเหล่านี้ถูกทำให้อิสระมากขึ้นโดยนักดาราศาสตร์อีกคนหนึ่งที่ชื่อว่าเดวิด เพก ทอดด์ เขายังเสนอต่อคนอื่นๆว่า สมบัตินี้อาจไม่เป็นจริง[8] ถึงอย่างนั้น ข้อถกเถียงเกี่ยวกับวงโคจรดาวหางก็ยังคงคลุมเครือเกินกว่าที่จะสรุปออกมาเป็นคำตอบที่ชัดเจนได้[8]
ในปี พ.ศ. 2443 และ พ.ศ. 2444 วิลเลียม เฮนรี พิกเกอร์ริง ผู้อำนวยการหอดูดาวฮาร์วาร์ดคอลเลจได้เริ่มการสำรวจหาดาวเคราะห์พ้นดาวเนปจูนสองครั้ง โดยครั้งแรก เริ่มโดย ฮันส์ เอมิล เลา นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์ก ผู้ซึ่งเคยศึกษาการโคจรของดาวยูเรนัสตั้งแต่ พ.ศ. 2233 ถึง พ.ศ. 2438 เขาสรุปว่าดาวเคราะห์ดวงเดียวยังไม่เพียงพอต่อการอธิบายถึงความคลาดเคลื่อนของวงโคจรของมัน และตั้งสมมติฐานว่าตำแหน่งของดาวเคราะห์อีกสองดวงจะต้องมีอยู่อย่างแน่นอน การสำรวจครั้งที่สอง เริ่มโดยกาเบรียล ดาแย เสนอว่ามีดาวเคราะห์ดวงหนึ่งอยู่เลยออกไปที่ 47 หน่วยดาราศาสตร์ และมันเพียงพอที่จะอธิบายถึงความคลาดเคลื่อนได้แล้ว พิกเกอร์ริงเห็นด้วยที่จะเริ่มการค้นหาดาวเคราะห์ที่ว่านี้ แต่ว่าก็ไม่มีดวงใดถูกค้นพบ[8]
ในปี พ.ศ. 2452 ทอมัส เจฟเฟอร์สัน แจ็คสัน ซี มีความเห็นว่า "จะต้องมีดาวเคราะห์ประมาณหนึ่ง สอง หรือาจจะสามดวงที่อยู่พ้นดาวเนปจูน"[9] เขาได้ให้ชื่อดาวเคราะห์ดวงแรกว่า โอเชียนัส และเขายังให้ระยะทางของพวกมันที่ 42 56 และ72 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ แต่เขาก็ไม่ได้กล่าวอะไรเกี่ยวกับที่มาของระยะทางเหล่านี้ และไม่มีการสำรวจใดๆ เพื่อระบุตำแหน่งพวกมัน[9]
ในปี พ.ศ. 2454 เวนตาเทช พี. เคตาคาร์ นักดาราศาสตร์ชาวอินเดียได้เสนอถึงการมีอยู่ของดาวเคราะห์พ้นดาวเนปจูนสองดวง เขาให้ชื่อว่าพรหมและวิษณุ เขาได้ศึกษาเกี่ยวกับงานที่ปีแยร์-ซีมง ลาปลัสได้สำรวจไว้เกี่ยวกับดาวพฤหัสบดีและดาวเคราะห์ดวงอื่นๆไกลออกไป[10] ดวงจันทร์ของกาลิเลโอสามดวง ได้แก่ ไอโอ ยูโรปา และแกนีมีด โคจรอยู่ในอัตราส่วน 1:2:4 ซึ่งเรียกกันว่าอัตราส่วนลาปลัส[11] เคตาคาร์เสนอว่าดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน และดาวเคราะห์พ้นดาวเนปจูนสมมติของเขานั้น โคจรในอัตราส่วนที่คล้ายกับของลาปลัส ผลการคำนวณของเขาได้ทำนายระยะทางเฉลี่ยของพรหมไว้ว่า 38.95 หน่วยดาราศาสตร์ และมีคาบโคจรอยู่ที่ 242.28 ปีโลก (อัตราส่วน 3:4 กับดาวเนปจูน) เมื่อดาวพลูโตถูกค้นพบในอีก 19 ปีต่อมา มันมีระยะทางเฉลี่ยอยู่ที่ 39.48 หน่วยดาราศาสตร์ และคาบโคจร 248 ปีโลก ซึ่งใกล้เคียงกับที่เคตาคาร์ทำนายไว้มาก (แต่ดาวพลูโตโคจรด้วยอัตราส่วน 2:3 กับดาวเนปจูน) เคตาคาร์ไม่ได้ทำนายสมบัติอะไรอย่างอื่นนอกจากระยะทางเฉลี่ยและคาบโคจรเลย และดาวเคราะห์ดวงที่สองก็ไม่ได้ถูกทำนายอะไรเช่นกัน[10]
อ้างอิง แก้
- ↑ Ernest Clare Bower (1930). "On the Orbit and Mass of Pluto with an Ephemeris for 1931–1932". Lick Observatory Bulletin. 15 (437): 171–178. Bibcode:1931LicOB..15..171B. doi:10.5479/ADS/bib/1931LicOB.15.171B.
- ↑ Tombaugh (1946), p. 73.
- ↑ Tom Standage (2000). The Neptune File: A Story of Astronomical Rivalry and the Pioneers of Planet Hunting. New York: Walker. p. 188. ISBN 978-0-8027-1363-6.
- ↑ "IAU 2006 General Assembly: Resolutions 5 and 6" (PDF). International Astronomical Union. 2006-08-24.
- ↑ S. C. Tegler & W. Romanishin (2001). "Almost Planet X". Nature. 411 (6836): 423–424. doi:10.1038/35078164. PMID 11373654.
- ↑ Luhman, K. L. (2014). "A Search for a Distant Companion to the Sun with the Wide-field Infrared Survey Explorer". The Astrophysical Journal. 781 (1): 4. Bibcode:2014ApJ...781....4L. doi:10.1088/0004-637X/781/1/4.
- ↑ Croswell (1997), p. 43
- ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 Morton Grosser (1964). "The Search For A Planet Beyond Neptune". Isis. 55 (2): 163–183. doi:10.1086/349825. JSTOR 228182.
- ↑ 9.0 9.1 TJ Sherrill (1999). "A Career of Controversy: The Anomaly of T. J. J. See". Journal for the History of Astronomy. 30: 25–50. Bibcode:1999JHA....30...25S. doi:10.1177/002182869903000102.
- ↑ 10.0 10.1 JG Chhabra; SD Sharma; M Khanna (1984). "Prediction of Pluto by V. P. Ketakar" (PDF). Indian Journal of the History of Science. 19 (1): 18–26. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2009-02-25. สืบค้นเมื่อ 2008-09-04.
- ↑ Musotto, Susanna; Varadi, Ferenc; Moore, William; Schubert, Gerald (2002). "Numerical Simulations of the Orbits of the Galilean Satellites". Icarus. 159 (2): 500–504. Bibcode:2002Icar..159..500M. doi:10.1006/icar.2002.6939.