Το ηλιακό μας σύστημα είναι η γειτονιά του πλανήτη μας, της Γης, και τα σώματα που το αποτελούν είναι τα κοντινότερα αντικείμενα του Σύμπαντος. Πολλά από τα αντικείμενα αυτά, όπως οι πλανήτες, η Σελήνη και ο Ήλιος (του οποίου τη σημασία δεν χρειάζεται κανείς να υπογραμμίσει), έχουν παρατηρηθεί και μελετηθεί εκτενώς από την αρχαιότητα. Ωστόσο, το ηλιακό μας σύστημα κρύβει ακόμα πολλά μυστικά, καθώς οι πιο μακρινές του γωνιές παραμένουν αχαρτογράφητες. Αμέτρητα μικρά αντικείμενα βρίσκονται κρυμμένα εκεί, αλλά ακόμα και ένας γίγαντας πλανήτης θα περνούσε απαρατήρητος, καθώς σε τόσο μεγάλη απόσταση από τον Ήλιο, το φως που θα αντανακλούσε θα ήταν πολύ αμυδρό.
Τον Ιανουάριο του 2016, οι Κονσταντίν Μπατίγκιν και Μάικλ Ε. Μπράουν, του California Institute of Technology της Πασαντένα, δημοσίευσαν μια εργασία στην οποία γίνεται λόγος για την ύπαρξη ενός ένατου πλανήτη, τουλάχιστον δέκα φορές πιο μαζικού από τη Γη, διακόσιες φορές πιο μακριά από τον Ήλιο. Οι συγγραφείς του άρθρου κατέληξαν σε αυτό το συμπέρασμα μελετώντας τα αντικείμενα της ονομαζόμενης ζώνης του Kuiper (προφέρεται «Κόιπερ»). Η ζώνη αυτή περιβάλλει το ηλιακό μας σύστημα, βρίσκεται έξω από την τροχιά του Ποσειδώνα και τις τελευταίες δεκαετίες έχουν ανακαλυφθεί πολλά από τα σώματα που την απαρτίζουν. Η υπόθεση των συγγραφέων στηρίζεται στη μελέτη των τροχιών των μικρών αυτών αντικειμένων και είχε προκαλέσει έντονο ενδιαφέρον στη δημόσια σφαίρα. Για να αποδειχτεί ή να διαψευστεί η ύπαρξη του μεγάλου αυτού πλανήτη, είναι απαραίτητες περισσότερες μελέτες και απευθείας παρατηρήσεις από μεγάλα τηλεσκόπια, ενώ, σύμφωνα με το περιοδικό “Nature”, αναμένουμε το 2017 να φέρει εξελίξεις σε αυτό το θέμα.
Ανεξάρτητα από την επιβεβαίωση ή απόρριψη αυτού του αποτελέσματος, ένα είναι το ασφαλές συμπέρασμα: H αναζήτηση νέων κόσμων στο ηλιακό σύστημα είναι ένα συναρπαστικό ταξίδι, που ξεκίνησε μετά την κατασκευή των πρώτων τηλεσκοπίων και συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Κάθε φορά χρειάστηκαν πολλές παρατηρήσεις και υποθέσεις και πολλές φορές η επιστημονική κοινότητα οδηγήθηκε σε απροσδόκητες ανακαλύψεις και αναθεωρήσεις.
Το ηλιακό σύστημα «μεγαλώνει»
Η κληρονομιά των αρχαίων αστρονόμων στους μελετητές του 17ου αιώνα ήταν πέντε πλανήτες. Ο Ερμής, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Δίας και ο Κρόνος ήταν οι σύντροφοι της Γης στο ετήσιο ταξίδι της γύρω από τον Ήλιο. Τον Μάρτιο του 1781, ο Βρετανός αστρονόμος Ουίλιαμ Χέρσελ παρατήρησε για πρώτη φορά, από τον κήπο του σπιτιού του, ένα παράξενο «νεφελώδες» αντικείμενο. Η αρχική του άποψη ήταν ότι πρόκειται για έναν κομήτη. Χρειάστηκε η συμβολή και άλλων αστρονόμων της εποχής του για να υπολογιστεί η τροχιά του νέου αυτού αντικειμένου και να διαπιστωθεί τελικά ότι πρόκειται για έναν νέο πλανήτη, ο οποίος ονομάστηκε Ουρανός. Για πρώτη φορά έπειτα από αιώνες, η ηλιακή οικογένεια αποκτούσε ένα νέο μέλος.
Η ανακάλυψη αυτή άνοιξε τον δρόμο και για την επόμενη, αυτή του πλανήτη Ποσειδώνα. Η μελέτη της τροχιάς του Ουρανού οδήγησε αρχικά τον Αλέξις Μπουβάρντ και στη συνέχεια τους Τζον Κόουτς Άνταμς και Ουρμπέν Λε Βεριέ στην υπόθεση ότι ακόμη ένας πλανήτης επιδρά, με τη βαρύτητά του, στην κίνηση του Ουρανού. Οι δύο τελευταίοι μάλιστα υπολόγισαν και τα χαρακτηριστικά του νέου αυτού πλανήτη, ο οποίος εν τέλει παρατηρήθηκε από τον Γιόχαν Γκότφριντ Γκαλ τον Αύγουστο του 1846. Το ενδιαφέρον στην περίπτωση της ανακάλυψης του Ποσειδώνα είναι η έριδα που ξέσπασε σχετικά με την ανακάλυψή του. Δεν είναι πάντα ξεκάθαρο ποια μελέτη είχε τη μεγαλύτερη συνεισφορά σε μια ανακάλυψη, ενώ στην περίπτωση της Αστρονομίας η ίδια η έννοια της ανακάλυψης επιδέχεται ερμηνειών. Ανακαλύπτει αυτός που προβλέπει μέσω υπολογισμών ή αυτός που «βλέπει» με το τηλεσκόπιό του; Στην περίπτωση του Ποσειδώνα, ιστορικοί προτείνουν να χρεωθεί την ανακάλυψη αυτός που κατάφερε να κινητοποιήσει την περαιτέρω αναζήτησή του από την επιστημονική κοινότητα, δηλαδή ο Λε Βεριέ.
Με έναν παρόμοιο τρόπο οδηγηθήκαμε και στην ανακάλυψη του πλανήτη Πλούτωνα το 1930. Η εντατική μελέτη των τροχιών των δύο νέων πλανητών με τη βοήθεια της Μηχανικής του Νεύτωνα οδήγησε πλήθος επιστημόνων τον 19ο αιώνα στην πεποίθηση ότι θα πρέπει να υπάρχει και άλλος πλανήτης έξω από την τροχιά του Ποσειδώνα. Οι Πέρσιβαλ Λόουελ και Ουίλιαμ Χένρι Πίκερινγκ, έχοντας τη φιλοδοξία να λύσουν το μυστήριο, υπολόγισαν, κατόπιν εκτενών παρατηρήσεων, τα πιθανά στοιχεία του άγνωστου πλανήτη. Το 1930, ο «πλανήτης Χ» εντοπίστηκε τελικά από τον νεαρό Κλάιντ Τόμποχ και ο Πλούτωνας έγινε το νέο μέλος της οικογένειας των πλανητών. Οι μελέτες που ακολούθησαν έδειξαν ότι ο Πλούτωνας διαφέρει από τους αέριους γίγαντες Ποσειδώνα, Ουρανό, Δία και Κρόνο, καθώς είναι στερεός και πολύ μικρότερος. Η προέλευσή του αρχικά προβλημάτισε τους αστρονόμους, καθώς θα μπορούσε να είναι ένας μεγάλος αστεροειδής ή ένας δορυφόρος του Ποσειδώνα που «ξέφυγε» από τη βαρυτική του έλξη. Πάντως, από νωρίς αποδείχτηκε ότι η μικρή μάζα του Πλούτωνα δεν επαρκούσε για να λύσει το μυστήριο του πλανήτη Χ, με αποτέλεσμα οι έρευνες να συνεχιστούν.
Η ζώνη του Κόιπερ
Το 1951, ο Ολλανδοαμερικανός αστρονόμος Ζεράρ Π. Κόιπερ διατύπωσε την άποψη ότι, κατά την εξέλιξη του ηλιακού συστήματος, ένας δίσκος από μικρά σώματα μπορεί να έχει σχηματιστεί και να περιβάλλει το ηλιακό μας σύστημα έξω από την τροχιά του τελευταίου γνωστού πλανήτη. Στα χρόνια που ακολούθησαν, παραλλαγές αυτής της υπόθεσης διατυπώθηκαν και από άλλους επιστήμονες. Η ύπαρξη κομητών μικρής περιόδου, οι οποίοι κινούνται κοντά στο επίπεδο της εκλειπτικής (το επίπεδο στο οποίο κινούνται οι πλανήτες) θεωρήθηκε μια ένδειξη της ύπαρξης της ζώνης του Κόιπερ. Ανεξάρτητα, πάντως, από το ζήτημα της προέλευσης των κομητών, η ανακάλυψη του Ουρανού, του Ποσειδώνα και του Πλούτωνα είχε ήδη πυροδοτήσει το ερώτημα κατά πόσο το εξωτερικό ηλιακό μας σύστημα είναι «άδειο» ή περιέχει σκοτεινά αντικείμενα που δεν μπορούμε να δούμε.
Η ύπαρξη της ζώνης του Κόιπερ εξακριβώθηκε μέσω παρατηρήσεων το 1992, όταν εντοπίστηκε το πρώτο αντικείμενο, με το όνομα 1992 QB1 από τους Τζ.Ξ. Λούου και Ντ.Σ. Τζιούιτ. Αυτοί χρησιμοποίησαν διαδοχικές παρατηρήσεις μιας περιοχής του ουρανού που είχαν ληφθεί από το τηλεσκόπιο διαμέτρου 2,2 μέτρων, το οποίο βρίσκεται στο Μάουνα Κέα της Χαβάης. Από τότε έχουν ανακαλυφθεί πάνω από χίλια αντικείμενα, σε μια ζώνη από 30 ως 50 αστρονομικές μονάδες, συμπεριλαμβανομένου, πλέον, και του νάνου πλανήτη Πλούτωνα.
Η εξορία του Πλούτωνα και η οικογένεια των νάνων πλανητών
Μέχρι τον Αύγουστο του 2006, εννέα πλανήτες περιστρέφονταν γύρω από τον Ήλιο. Η ανακάλυψη, όμως, του Πλούτωνα έμελε να σημάνει και την εξορία του από την οικογένεια των πλανητών, καθώς έφεραν τους επιστήμονες μπροστά σε ένα σημαντικό ερώτημα: Με ποια κριτήρια ένα αντικείμενο ονομάζεται πλανήτης;
Παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον ότι η έννοια του πλανήτη δεν ήταν πλήρως καθορισμένη μέχρι τότε, καθώς δεν υπήρχε η ανάγκη για κάτι τέτοιο. Με την ανακάλυψη του Πλούτωνα, όμως, η κατάσταση άλλαξε. Ο εντοπισμός του δορυφόρου του Χάροντα το 1978 και η μέτρηση της μάζας του έδειξαν ότι ο Πλούτωνας είναι πολύ μικρότερος από ό,τι αρχικά πιστευόταν. Τα ευρήματα αυτά ακολούθησε η ανακάλυψη των αντικειμένων της ζώνης του Κόιπερ, πολλά από τα οποία είχαν μεγάλες ομοιότητες με τον Πλούτωνα. Ήταν όλα αυτά πλανήτες; Ή μήπως έπρεπε να ξεκαθαριστεί τι εννοούμε με τον όρο «πλανήτης»;
Τον Αύγουστο του 2006 πραγματοποιήθηκε στην Πράγα το 26o Συνέδριο της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, στο οποίο ορίστηκαν οι τρεις προϋποθέσεις που θα πρέπει να πληροί ένα αντικείμενο ώστε να ονομάζεται πλανήτης: Θα πρέπει να περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο, να έχει αρκετά ισχυρή βαρύτητα, ώστε το σχήμα του να είναι σφαιρικό, και να έχει «καθαρίσει» την περιοχή της τροχιάς του από αντικείμενα παρόμοιου μεγέθους. Η τρίτη προϋπόθεση σημαίνει πρακτικά ότι ο υπό εξέταση πλανήτης θα πρέπει να είναι σημαντικά μεγαλύτερος από τα υπόλοιπα αντικείμενα της «περιοχής του». Τα τρία αυτά κριτήρια ικανοποιούνται για τους οκτώ πρώτους πλανήτες, όχι όμως και για τον Πλούτωνα. Αντίθετα, αποφασίστηκε ότι αυτός αποτελεί έναν «νάνο πλανήτη», ενώ το ίδιο ισχύει και για μερικά από τα σώματα που ανακαλύφθηκαν αργότερα, όπως για παράδειγμα η Έριδα, η οποία έχει μεγαλύτερη μάζα και βρίσκεται περίπου τρεις φορές πιο μακριά από τον Πλούτωνα.
Πάντως, παρά την εξορία του, το ενδιαφέρον για τον Πλούτωνα αναζωπυρώθηκε τα τελευταία χρόνια. Η αποστολή New Horizons, η οποία προσέγγισε τον νάνο πλανήτη τον Ιούλιο του 2015, έστειλε εντυπωσιακές φωτογραφίες από τον παγωμένο και σκοτεινό αυτό κόσμο του Πλούτωνα και του Χάροντα.
Πότε ξέρουμε ότι ανακαλύφθηκε ένας πλανήτης; Όταν τον «βλέπουμε» ή όταν πιστεύουμε ότι είναι εκεί; Μπορεί να επιβεβαιωθεί η ύπαρξη του μυστηριώδη ένατου πλανήτη; Η απευθείας παρατήρησή του με τηλεσκόπιο είναι πολύ δύσκολη, καθώς, λόγω της απόστασής του και της τροχιάς του, ο πλανήτης βρίσκεται για πολλές χιλιάδες χρόνια πολύ μακριά από τον Ήλιο. Οι παρατηρήσεις από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια του κόσμου που είναι προγραμματισμένες για τα επόμενα χρόνια καθώς και η περαιτέρω μελέτη των σκοτεινών αντικειμένων της ζώνης του Κόιπερ αναμένουμε να μας δώσουν περισσότερες απαντήσεις. Είναι πιθανό νέοι υπολογισμοί να απορρίψουν εξ ολοκλήρου την ύπαρξή του ή απλώς να διαψεύσουν τις εκτιμήσεις των Μπατίγκιν και Μπράουν σχετικά με το μέγεθος και τη θέση του. Ακόμα κι αν ο συγκεκριμένος «πλανήτης εννέα» αποδειχθεί μια επιστημονική υπόθεση με άδοξο τέλος, το ερώτημα θα παραμείνει και οι πιο μακρινές περιοχές του ηλιακού μας συστήματος θα εξακολουθήσουν να είναι γεμάτες μυστήριο και εκπλήξεις.
