“New planet nine stuff soon”: проф. Константин Батыгин и тайна Девятой планеты

Профессор планетологии Калифорнийского технологического института, астрофизик Константин Батыгин вчера написал в своем Фейсбуке: «new planet nine stuff soon» (скоро нечто новое о девятой планете). Речь идет о новой модели и теории, которой они с коллегой Майклом Брауном доработали свое предположение, выдвинутое в январе 2016 года, о существовании в Солнечной системе планеты в 5 раз тяжелее Земли и с периодом обращения 10 тысяч лет. Статью на эту тему принял от них в печать один из научных журналов – пока что Константин его не называет. Возможность пообщаться со знаменитым планетологом лично (через телемост) была 12 апреля у посетителей пермской Yuri’s Night – «Гранит науки» все внимательно слушал, чтобы донести до вас, дорогие читатели.

В феврале этого года заявлению о гигантской Девятой планете на краю Солнечной системы нанесен удар: группа астрономов под руководством Кевина Напьера из Мичиганского университета в Анн Арборе сообщила, что орбиты нескольких транснептуновых объектов, далеких глыб породы, не сгруппированы гравитацией «Девятой планеты», как считали ее сторонники, а только кажутся сгруппированными, потому что именно так — случайно – были направлены телескопы. 

«Я не люблю писать статьи-опровержения, мол, я прав, а ты козел, — объяснил молодой профессор Батыгин пермским любителям космоса свое молчание относительно заявления Напьера. – Единственный способ понять структуру за Нептуном — это наличие там какой-то дополнительной гравитации, которая берет орбиты, их группирует, оттягивает от Нептуна и так далее. Возможно, мне и следовало бы вступить в научный баттл, но я больше люблю писать статьи, когда есть что-то новое. Как, например, сейчас, когда мы с Майклом развили наше теоретическое понимание, и вот сегодня получили из журнала сообщение, что нашу новую статью, в которой излагается новая теоретическая модель, приняли».

Тем не менее, Константин объяснил, что заявление его коллег о том, что группировки орбит, которую нашли Батыгин с Брауном, не существует, «в научном смысле достаточно нейтральный результат: они ни доказывают, ни опровергают ни ту, ни другую сторону». «Они только нашли объекты пояса Койпера там, где они смогли. Логично, если они смотрели только там, то только там нашли. Причем у них была достаточно компактная площадь обзора, Кевин и команда смотрели прямо на сгусток орбит. Но из этого они делают следующий логический прыжок: это якобы значит, что они есть везде, куда бы мы ни смотрели. Там есть сгусток орбит – значит, есть везде… Я считаю, что это не очень логично, даже если про это много написали в новостях. Это все равно что в лесу мы говорим: медведи все на север от нас, наверное, там их логово. А нам отвечают, что нет, это значит, что медведи есть везде! В общем, я абсолютно не волнуюсь за Девятую планету из-за их статьи», — сказал знаменитый планетолог.

Кстати, в прошлом году в интервью научно-популярному каналу «Верт Дайдер» пермяка Алексея Малова Константин рассказал, кто такой планетолог: «Астрономы до сих пор рассматривают небо в телескоп, для них главное – наблюдения. Астрофизика же нужна, чтобы с помощью физики понять, что мы видим: описать математически. Та же разница между физиком в лаборатории и тем, кто пишет на доске уравнения. Планетология – это уже смешанная дисциплина, в которой есть все, что так или иначе касается планетарных процессов. Планеты сложнее звезд, в них больше всякого происходит. Поэтому нельзя, не получится в исследованиях использовать только один подход». Полностью интервью смотрите здесь:

Профессор Калтеха также говорит в этом видео о двух путях подтверждения выдвинутой ими с коллегой гипотезы. Первый – это исследование уже существующих исследовательских выкладок («А вдруг, Девятую планету уже давно обнаружили, просто не поняли, что это она»), второй – пытаться «поймать» объект телескопами. Хотя, согласно гипотезе Брауна-Батыгина, планета расположена на расстоянии 600 астрономических единиц и является объектом 23-й звездной величины, то есть она «супертусклая, на грани возможностей наших современных телескопов». Космические телескопы типа Хаббла тут бесполезны, поскольку у них слишком узкое поле зрения. «Конечно, с их помощью можно глубоко заглянуть, но на данном этапе нам важнее ширина поля зрения, чтобы не тратить на поиски по 5 тысяч лет… Когда мы обнаружим планету, Хаббл сможет ее наблюдать – а пока с этим лучше справится японский телескоп Субару в обсерватарии Мауна Кеа на Гавайях», — сказал тогда Константин. 

На День космонавтики он упомянул также о таких космических телескопах, как New Horizons («к сожалению, он летит в направлении от Девятой планеты»), Voyager («у него недостаточно хорошаятелеметрия, чтобы сказать что-то существенное») и Cassini, который 10 лет летал вокруг Сатурна и 15 сентября 2017 года сгорел в его атмосфере. Недавно, рассказал Константин, группа исследователей из Франции под руководством Аньес Фиенги на основании данных «Кассини» показала вывод, что Девятая планета должна быть «больше, чем 500 астрономических единиц – то есть, в 500 раз дальше от Солнца, чем Земля». «Мы это знали и раньше, но они доказали это совершенно другим подходом. И показали, что есть части неба, где Девятая планета не может существовать. То есть, если бы она была там, то тогда орбита спутника Сатурна была бы достаточно другой. Зато где она может существовать, в их анализе совпадает точно с апогелием той орбиты, которую мы рассчитали. Два разных подхода к одной задаче дали одинаковые решения – это не то чтобы доказательство для нас, но оно добавляет нам оптимизма и энтузиазма!» — поделился ученый. Заметим, что по его мнению, стадию гипотезы («а что, если есть такая планета, давайте проверим») они с Брауном уже прошли: «Гравитация четко указывает на существование Девятой планеты. Сейчас статус наших теоретических выкладок можно сравнить с тем, что было известно про Нептун в 1845 году. Его тоже сначала открыли математически, увидели впервые лишь год спустя, в 1846-м».

На сегодняшний день исследователями полностью осмотрена та часть неба, где есть 70% вероятности обнаружения Девятой планеты. «Мы всегда знали, что это займет года. Не десятилетия, но года. На сегодняшний день выполнено 60% этого прохода, — рассказал профессор Батыгин пермякам. – Дело в том, что не теоретическая, а прямая астрономия – это наука, когда постоянно что-то ломается. Недавно сломался механизм, который открывает телескоп – пока его чинили, мы потеряли 4 часа на телескопе. В другой раз кто-то, кто приехал просто посмотреть на звезды, упал с горы. Скорая искала его час, и засветка красными и синими огнями тоже помешала нашей работе. Так бывает. К научному процессу нужно подходить с пониманием того, что 99% времени все будет ломаться. Ты его чинишь, оно снова ломается, ты его снова чинишь – и так все время, но каждый раз ты можешь узнать что-то новое. Для меня через много лет это стало стандартной операцией».

Константин Батыгин переехал с родителями в Штаты в 1999 году. Окончил здесь школу, университет в Санта-Крузе, аспирантуру, получил работу в своем институте после двухлетней стажировки в Гарварде. «Научная работа очень интересная, но есть огромный период времени подготовки: аспирантура, после этого постдок 3 года, причем часто он не один – то есть, почти 10 лет дополнительного тренинга. Мои университетские друзья сразу пошли работать в Гугл, Фейсбук, Эппл – огромное количество компаний, которые находятся в Калифорнии, — а я все еще занимался этой подготовкой. Но если к этому есть мотивация, то все можно сделать – просто будьте любопытными и занимайтесь тем, чем горите», — показал своим примером Константин. Кстати, по его опыту, для начинающего исследователя-астрофизика иметь фундамент в теоретической физике важнее, чем в астрономии, которую можно понять гораздо легче, если прочитать всего Ландау и Лифшица. Таким образом, для человека специальности Батыгина важны такие дисциплины, как теоретическая механика, теоретический электромагнетизм, в какой-то степени квантовая механика и термодинамика. «Общую относительность не обязательно сразу знать – это действительно красивая теория, но оттуда достаточно понять 50%, полуклассическим путем достигнуть тех же результатов. Если хорошо понимать электродинамику, то потом уже относительность идет очень натурально», — подсказал калифорнийский профессор пермским фанатам космоса. Кстати, некоторое представление о пути Батыгина к открытию Девятой планеты владеющие английским читатели смогут получить из следующего видео (комплексы прочь, профессор, который объявляет Константина, предупреждает, что молодой ученый общается на языке с акцентом калифорнийских пляжных бомжей):

Из каких областей космического исследования Батыгин с Брауном могут рассчитывать на недостающие пазлы для своей теории? «Очень много прогресса идет из компьютерной науки, ИИ и машинного обучения, алгоритмы которых берут огромное количество данных и могут их анализировать более быстрым и эффективным способом, что дает сильное ускорение в астрономии, — говорит Константин. — Все следующее поколение телескопов, такие как, например, телескоп Веры Рубин в Чили,  будет собрать так много данных, что их нельзя будет стандартными путями анализировать. У меня есть коллеги в Принстоне, которые строят телескоп, не помню где, и у них главная проблема, как перевозить данные, которые они собирают каждую ночь. Пересылать по интернету – слишком долго. В итоге они пришли к такому решению, что будут грузить на огромные хард-драйвы и просто пересылать по почте. Поэтому анализ больших сетов данных — это сегодня очень важно».

На вопрос, как Константин проводит карантин, профессор рассказал, что по сравнению с учеными, которые работают в лабораториях, изменения его рабочего графика незначительны. «У моего близкого друга биохимика Франсуа исследования на много месяцев прекратились. Хотя им быстро установили новую систему вентиляции в лабораториях, новые фильтры. Каждый, кто приходит на работу, прежде чем войти в лабораторию, сдает тесты на COVID… Им сложнее, чем мне. Для меня карантин стал хорошим временем для того, чтобы узнать что-то новое, чем я еще не занимался. Вот, например, я написал статью про линейные ускорители, динамику заряженных пучков. У меня папа ускорительный физик, мы с ним много дискутировали на эту тему… В целом это такой интересный опыт, на несколько месяцев отключиться и делать то, чем никогда не занимался», — подытожил ученый.

Если кто-то в лифте спрашивает, чем вы занимаетесь, а вы отмахиваетесь, это говорит лишь о вас: значит, вы сами чего-то не понимаете, чем заняты.

На вопрос, собирается ли он изложить свои мысли в научно-популярной книге, как это сделал его коллега Майкл Браун («Как я убил Плутон и почему это было неизбежно»), Константин говорит, что пока ему интересно оттачивать мастерство увлекательного и внятного рассказа в публичных выступлениях: «Мой первый научный руководитель, когда я был студентом в Санта-Крузе, в 2005 году рассказывал о новых открытиях для экзопланет. Помню, как я был поражен, насколько чисто он может объяснить главную суть. Написать текст, чтоб было понятно и чисто. И мыслит чисто и логическим способом. Астрофизики, которые не могут описать, что они сделали, скорее всего, сами не очень хорошо это понимают. Это большая проблема, я думаю, у многих людей нашего направления. Поэтому для меня в публичных выступлениях есть личный интерес: каждый раз я пытаюсь понять, чем занимаюсь, когда доношу суть своих исследований до публики на понятном языке. Плюс, система научных исследований финансируется из бюджета. Налогоплательщик отдает свои деньги, рассчитывая на то, что мы из возьмем и сделаем что-нибудь интересное. Так что, по моему мнению, это гражданский долг ученого, если ты нашел что-то интересное, то уж будь добр, расскажи, что удалось открыть. Иначе получаются какие-то односторонние отношения». 

«Но даже если я сам считаю, что публичные выступления – это отнюдь не пустая трата времени для ученого, важно не заставлять тех, кому не хочется этого делать. Это гарантированный провал. Для ученых важно создать атмосферу, которая бы способствовала тому, чтобы люди раскрывались, чтобы чувствовали, что им рады, что им комфортно, что на них не будут давить и просто дадут свободу и не станут мешать им работать. Если вокруг хорошие люди и вам всем весело, рано или поздно вы откроете что-нибудь интересное», — поделился своим кредо Константин Батыгин. Обычно он ходил в День космонавтики на большую дискотеку в Музей естественной истории Лос-Анджелеса, который ради этого события открывали на всю ночь, но пандемия внесла свои коррективы – и повезло его землякам, а также всем, кто присоединился к трансляции из Перми.