Константин Батыгин: астроном, который ищет невидимую Девятую планету

Константин Батыгин

Photo: Christopher Michel / CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Родился	23 марта 1986 г. Moscow, Soviet Union
Род занятий	Астроном, планетолог
Награды	Стипендия Пакарда в области науки и техники

Время от времени Константина Батыгина спрашивают, существует ли Девятая планета, и он отвечает так, как большинство учёных предпочли бы не отвечать: он считает, что она там есть. Почти десять лет он вычисляет, где должен находиться скрытый мир за Нептуном и почему его до сих пор не удалось обнаружить, понимая, что одного достаточно глубокого обзора неба может хватить, чтобы его расчёты сочли либо пророческими, либо нелепыми. Немногие исследователи готовы поставить своё имя под предсказанием, которое может столь громко провалиться. Батыгин, профессор планетологии в Caltech и фронтмен рок-группы, похоже, спокойно относится к такому вниманию.

На пути к этой ставке были три страны. Батыгин родился в Москве. Его отец, Юрий Батыгин, физик-ускорительщик, по работе переехал вместе с семьёй в Вако, пригород Токио, где находился ускорительный комплекс RIKEN. Там мальчик окончил японскую государственную начальную школу и занимался годзю-рю — одним из стилей каратэ.

В 1999 году семья обосновалась в Морган-Хилле, штат Калифорния. Батыгину, родившемуся 23 марта 1986 года, тогда было 13 лет. Он выбрал Калифорнийский университет в Санта-Крузе отчасти из-за близости пляжа, а отчасти потому, что там можно было продолжать играть в группе The Seventh Season. На втором курсе он познакомился с астрономом Грегори Лафлином, и они вместе занялись долгосрочной динамической эволюцией Солнечной системы. За дипломную работу об устойчивости Солнечной системы Батыгин получил премию Лорена Стека, окончив в 2008 году обучение по специальности «астрофизика». В 2012 году он защитил докторскую диссертацию по планетологии в Caltech, затем работал постдокторантом в Обсерватории Лазурного берега в Ницце и в Институте теории и вычислений Гарварда. В 2014 году Caltech пригласил его на должность доцента, а в 2019-м повысил до профессора.

Ещё до того, как Девятая планета сделала его известным широкой публике, Батыгин зарекомендовал себя умением заимствовать физические идеи из одной области, чтобы решать задачи в другой. В 2010 году он вместе с Дэвидом Стивенсоном показал, что горячие юпитеры могут увеличиваться в размерах из-за омической диссипации: тепла, выделяемого электрическими токами, которые возникают под действием ионизированных ветров и проходят через магнитное поле планеты. В 2015 году Батыгин и Лафлин предположили, что в ранней Солнечной системе существовала популяция планет на тесных орбитах вокруг Солнца, уничтоженных в ходе миграции Юпитера через солнечную туманность.

Затем, в январе 2016 года, Батыгин и Майк Браун, астроном из Caltech, чьи открытия во внешней части Солнечной системы помогли исключить Плутон из числа планет, опубликовали в The Astronomical Journal статью. В ней учёные утверждали, что орбиты нескольких далёких тел за Нептуном сгруппированы в одном направлении. Объяснить это, по их мнению, могла невидимая планета в несколько раз массивнее Земли, движущаяся по вытянутой орбите. С тех пор они уточняли свою гипотезу, и к 2021 году их наилучшая оценка остановилась на мире массой примерно в шесть земных. Собственные поиски в архивных данных обзоров неба — сначала Zwicky Transient Facility, а затем Pan-STARRS — ничего не обнаружили, но позволили сузить участок неба, где планета всё ещё может скрываться.

Слабым местом гипотезы всегда оставалась доказательная база, и критики не раз указывали именно на это. Группировка орбит прослеживается лишь у небольшой выборки экстремальных транснептуновых объектов, а обзоры, ограниченные определёнными участками неба и сезонами наблюдений, могут создавать иллюзорные закономерности. В тщательно откалиброванной выборке Outer Solar System Origins Survey такой группировки не обнаружилось, а в 2021 году команда под руководством Кевина Нейпира из Мичиганского университета пришла к выводу, что собранные данные не позволяют исключить равномерное распределение орбит. Браун и Батыгин ответили, что после поправки на наблюдательные смещения группировка остаётся статистически значимой с достоверностью 99,6%, а у исследований, на которые опирались критики, тоже были свои слепые зоны. За этим спором стоит вполне обоснованное опасение: гипотеза, массу и орбиту которой пересматривают всякий раз, когда обнаруживают новые объекты, может показаться неопровержимой. Батыгин отвечает на эту критику публикацией предсказаний, которые способны поставить его в неловкое положение, — например, статьи 2024 года, написанной совместно с Алессандро Морбиделли, Брауном и Давидом Несворны. В ней речь идёт о малонаклонённых объектах, пересекающих орбиту Нептуна: планета должна постоянно направлять их во внутреннюю область планет-гигантов.

Девятая планета — тема заголовков, но не основная часть его научной работы. В 2018 году Батыгин показал, что эволюцию астрофизических дисков можно моделировать с помощью уравнения Шрёдингера, и предположил, что магнитное взаимодействие с окружающим диском объясняет, почему Юпитер и Сатурн вращаются значительно медленнее, чем на пределе распада. В 2020 году он и Морбиделли описали формирование галилеевых спутников из ледяных зёрен миллиметрового размера, захваченных вокруг молодого Юпитера. В 2023 году те же учёные выдвинули предположение, что суперземли — самые распространённые планеты в галактике — формируются внутри узких колец из каменистых планетезималей, а в Солнечной системе такой планеты нет, потому что её собственное кольцо было сравнительно лёгким. В 2025 году Батыгин вместе с Фредом Адамсом опубликовал в Nature Astronomy исследование, в котором по орбитам небольших внутренних спутников Юпитера Амальтеи и Фивы восстановил облик планеты примерно через 3,8 миллиона лет после образования первых твёрдых тел: её радиус был примерно вдвое больше нынешнего, а магнитное поле — примерно в 50 раз сильнее современного.

В своей последней работе Батыгин заглядывает далеко вперёд. В 2026 году он, Джим Фуллер и Адамс выдвинули в The Astrophysical Journal Letters предположение, что эпизодическая и неравномерная потеря массы умирающим Солнцем, скорее всего, дестабилизирует внешние планеты примерно в течение миллиарда лет после того, как Солнце станет белым карликом. Это означает, что планетная система просуществует значительно меньше, чем предполагали прежние оценки. В том же году Батыгин и Морбиделли использовали компактные орбитальные резонансы, подобные тем, что наблюдаются в системе Kepler-36, как свидетельство того, что планеты мигрируют на большие расстояния. Кроме того, в 2026–2027 учебном году он ведёт в Caltech курсы по формированию планетных систем и физике планет.

Помимо лаборатории, Батыгин по-прежнему остаётся вокалистом и гитаристом The Seventh Season. Он также появлялся в документальных проектах в роли самого себя, в том числе в NOVA, мини-сериале 2019 года The Planets и нескольких эпизодах How the Universe Works. В 2015 году Forbes включил его в список молодых учёных 30 Under 30, в 2016-м Popular Science назвал его одним из десяти выдающихся новаторов Brilliant 10, а в 2017 году он получил стипендию Паккарда в области науки и инженерии.

Испытание, которого он ждал, уже началось. В 2026 году обсерватория Веры Рубин приступила к десятилетнему обзору неба Legacy Survey of Space and Time. Многократные глубокие наблюдения южного неба должны дать именно те данные, которые либо позволят обнаружить тусклую медленно движущуюся планету, находящуюся в сотни раз дальше от Солнца, чем Земля, либо покажут, что группировки орбит, на которой основана гипотеза, никогда не существовало. Любой из исходов поставит точку в споре, определившем публичную жизнь Батыгина. А в ближайшие несколько лет данные обсерватории Рубин решат, какой из них станет реальностью.

Теги: Солнечная система, Caltech, Konstantin Batygin, Mike Brown, Planet Nine, астрономы