Загадкавая перыферыя Сонечнай сістэмы

Ускраіны нашай Сонечнай сістэмы можна параўнаць з зямнымі акіянамі. Гэтак жа, як яны (у касмічных маштабах) амаль у нас пад рукой, але нам цяжка іх дасканала разгледзець. Мы ведаем многія іншыя больш аддаленыя вобласці космасу лепш, чым вобласці пояса Койпера за межамі арбіты Нэптуна і аблокі Оорта за межамі (1).

зонд Новыя гарызонты ён ужо на паўдарозе паміж Плютонам і яго наступнай даследчай мэтай, аб'ектам 2014 год₆₉ w Пояс Койпера. Гэта вобласць за арбітай Нэптуна, пачынаючы з 30 а. е. (або а. е., што з'яўляецца сярэдняй адлегласцю Зямлі ад Сонца) і заканчваючы прыкладна ў 100 а. е. ад Сонца.

1. Пояс Койпера і воблака Оорта

Беспілотны лятальны апарат New Horizons, які зрабіў гістарычныя фатаграфіі Плутона ў 2015 годзе, ужо выдалены ад яго больш чым на 782 млн км. Калі ён дасягае МУ₆₉ (2) ўсталюе, як паказана Алан Стэрн, галоўны вучоны місіі, самы далёкі рэкорд даследавання свету ў гісторыі чалавечай цывілізацыі.

Планетоид MU₆₉ з'яўляецца тыповым аб'ектам пояса Койпера, што азначае, што яго арбіта амаль кругавая і не застаецца ў арбітальным рэзанансе з яго арбітальным Нэптунам. Аб'ект быў знойдзены тэлескопам Хабл у чэрвені 2014 года і быў абраны ў якасці адной з наступных мэт місіі New Horizons. Эксперты лічаць, што MU₆₉ дыяметрам менш за 45 км. Аднак важнейшай задачай касмічнага карабля з'яўляецца больш дэталёвае вывучэнне пояса Койпера. Даследчыкі НАСА хочуць агледзець больш за дваццаць аб'ектаў у гэтым раёне.

2. Траекторыя палёту зонда New Horizons

15 гадоў імклівых перамен

Ужо ў 1951 г. Герард Кайпер, чыё імя носіць блізкая мяжа Сонечнай сістэмы (далей гэта воблака Оорта), ён прадказаў, што астэроіды таксама круцяцца за межамі арбіты самай далёкай планеты ў нашай сістэме, гэта значыць Нэптуна, і Плютона ззаду яго. Першы з іх, названы 1992 KV1Аднак ён быў знойдзены толькі ў 1992 годзе. Тыповы памер карлікавых планет і астэроідаў паясы Койпера не перавышае некалькіх сотняў кіламетраў. Паводле ацэнак, колькасць аб'ектаў пояса Койпера дыяметрам больш за 100 км дасягае некалькіх сотняў тысяч.

Воблака Оорта, якое распасціраецца за межы пояса Койпера, утварылася мільярды гадоў таму, калі калапсуючае воблака газу і пылу ўтварыла Сонца і планеты, якія верцяцца вакол яго. Рэшткі нявыкарыстанай матэрыі былі затым выкінуты далёка за межы арбіт самых далёкіх планет. Воблака можа складацца з мільярдаў маленькіх целаў, якія былі раскіданыя вакол Сонца. Яе радыус дасягае нават сотняў тысяч астранамічных адзінак, а яе агульная маса можа прыкладна ў 10-40 разоў перавышаць масу Зямлі. Існаванне такога аблокі матэрыі было прадказана ў 1950 годзе галандскім астраномам Ян Х. Оорт. Ёсць падазрэнне, што гравітацыйныя ўздзеянні блізкіх зорак час ад часу выштурхваюць у наш рэгіён асобныя аб'екты аблокі Оорта, ствараючы з іх доўгажывучыя каметы.

Пятнаццаць гадоў таму, у верасні 2002 года, было адкрыта самае буйное цела Сонечнай сістэмы з моманту адкрыцця Плутона ў 1930 годзе - і гэта стала адкрыццём новай эры адкрыццяў і імклівых змен у вобразе перыферыі Сонечнай сістэмы. Высветлілася, што невядомы аб'ект звяртаецца вакол Сонца раз у 288 гадоў на адлегласці 6 млрд км, што больш чым у сорак разоў перавышае адлегласць паміж Зямлёй і Сонцам (Плутон і Няптун знаходзяцца на адлегласці ўсяго 4,5 млрд км). Першаадкрывальнікі, астраномы з Каліфарнійскага тэхналагічнага інстытута, далечы яму імя Квааара. Па ранніх разліках ён павінен быў мець дыяметр 1250 км, што больш за палову дыяметра Плутона (2300 км). Новыя купюры змянілі гэты памер на 844,4 км.

У лістападзе 2003 года аб'ект быў знойдзены 2003 СБ 12, названы пазней кропка, ад імя эскімоскай багіні, адказнай за стварэнне марскіх жывёл. Сутнасць фармальна належыць не поясу Койпера, а ЭТНА клас - гэта значыць нешта сярэдняе паміж поясам Койпера і Аблокам Оорта. З таго часу нашы веды аб гэтай галіне сталі павялічвацца разам з адкрыццямі іншых аб'ектаў, сярод якіх можна назваць, напрыклад, Макемаке, Хауме або Эрыс. У той жа час пачалі ўзнікаць новыя пытанні. Нават ранг Плютона. У рэшце рэшт, як вядома, ён быў выключаны з элітнай групы планет.

Астраномы працягваюць адкрываць новыя памежныя аб'екты (3). Адным з найноўшых з'яўляецца карлікавая планета ДиДи. Знаходзіцца за 137 млрд км ад Зямлі. Ён абарочваецца вакол Сонца за 1100 гадоў. Тэмпература на яго паверхні дасягае -243 ° С. Яго знайшлі дзякуючы тэлескопу ALMA. Яго назва з'яўляецца скарачэннем ад "Аддалены карлік".

3. Транснэптунавыя аб'екты

прывідная пагроза

У пачатку 2016 года мы паведамілі МТ аб атрыманні ўскосных доказаў існавання дзевятай, пакуль невядомай планеты Сонечнай сістэмы (4). Пазней навукоўцы шведскага ўніверсітэта Лунда заявілі, што яна ўтварылася не ў Сонечнай сістэме, а была экзапланетай, захопленай Сонцам. Кампутарнае мадэляванне Аляксандра Мустылья і яго калегі мяркуюць, што маладое сонца "украла" яго ў іншай зоркі. Гэта магло адбыцца, калі дзве зоркі наблізіліся адна да адной. Затым дзевятая планета была выкінута са сваёй арбіты іншымі планетамі і набыла новую арбіту, вельмі далёкую ад сваёй бацькоўскай зоркі. Пазней дзве зоркі зноў апынуліся далёка сябар ад сябра, але аб'ект застаўся на арбіце вакол Сонцы.

Навукоўцы з Лундскай абсерваторыі лічаць, што іх гіпотэза з'яўляецца найбольш верагоднай з усіх, бо няма лепшага тлумачэння тым, што адбываецца ў тым ліку, анамаліям на арбітах аб'ектаў, якія круцяцца вакол пояса Койпера. Недзе там хавалася ад нашых вачэй таямнічая гіпатэтычная планета.

Гучная гаворка Канстанцін Батыгін i Майка Браўна з Каліфарнійскага тэхналагічнага інстытута, якія заявілі ў студзені 2016 года аб тым, што знайшлі яшчэ адну планету далёка за арбітай Плутона, прымусілі навукоўцаў казаць пра гэта так, як быццам ужо было вядома, што недзе на ўскраіне Сонечнай сістэмы круціцца яшчэ адно вялікае нябеснае цела. . . Ён будзе крыху менш Нэптуна і будзе круціцца вакол Сонца па эліптычнай арбіце не менш за 15 20-4,5 XNUMX. гады. Батыгін і Браўн сцвярджаюць, што гэтая планета была выкінута на ўскраіну Сонечнай сістэмы, верагодна, у ранні перыяд яе развіцця, каля XNUMX млрд гадоў таму.

Каманда Браўна ўзняла пытанне аб цяжкасцях у тлумачэнні існавання так званага Уцёс Койпера, гэта значыць свайго роду разрыў у транснептунавым поясе астэроідаў. Гэта лёгка растлумачыць гравітацыяй невядомага масіўнага аб'екта. Навукоўцы таксама ўказалі на звычайную статыстыку, паводле якой на тысячы фрагментаў горных парод Аблокі Оорта і паясы Койпера павінны прыпадаць сотні астэроідаў даўжынёй некалькі кіламетраў і, магчыма, адна або некалькі буйных планет.

4. Адна з візуальных фантазій аб Планеце X.

У пачатку 2015 года НАСА апублікавала вынікі назіранняў касмічнага тэлескопа Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. Яны паказалі, што ў космасе на адлегласці да 10 тыс. разоў больш, чым ад Сонца да Зямлі, не ўдалося знайсці Планету X. WISE, аднак, здольны выяўляць аб'екты памерам не менш Сатурна, і таму нябеснае цела памерам з Няптун магло выслізнуць ад яго увагі. Таму навукоўцы таксама працягваюць свае пошукі з дапамогай XNUMX-метровага тэлескопа Кека на Гаваях. Пакуль безвынікова.

Нельга не згадаць аб канцэпцыі назірання загадкавай "няўдалай" зоркі, карычневага карліка. - што зрабіла б Сонечную сістэму падвойнай сістэмай. Каля паловы зорак, бачных на небе, уяўляюць сабой сістэмы, якія складаюцца з двух і больш кампанентаў. Наша падвойная сістэма можа ўтварыць жоўты карлік (Сонца) разам з меншым і значна халаднейшым карычневым карлікам. Аднак у наш час гэтая гіпотэза здаецца малаверагоднай. Нават калі б тэмпература паверхні карычневага карліка складала ўсяго некалькі сотняў градусаў, нашае абсталяванне ўсё роўна магло б яе зафіксаваць. Абсерваторыя Джэміні, тэлескоп Спітцэр і WISE ужо ўсталявалі існаванне больш за дзесяць такіх аб'ектаў на адлегласцях да ста светлавых гадоў. Так што калі спадарожнік сонца сапраўды недзе там, мы павінны былі заўважыць яго ўжо даўнавата.

А можа, планета была, але яе болей няма? Амерыканскі астраном з Паўднёва-Заходняга навукова-даследчага інстытута ў Боўлдэры, штат Каларада (SwRI), Давід Нязграбны, у артыкуле, апублікаванай у часопісе Science, даказвае, што наяўнасць так званага яечкі ў поясе Койпера след пятага газавага гігантаякі быў там у пачатку фарміравання Сонечнай сістэмы. Наяўнасць мноства абломкаў лёду ў гэтай галіне паказвала б на існаванне планеты памерам з Няптун.

Навукоўцы называюць ядро ​​пояса Койпера наборам з тысяч транснептунавых аб'ектаў з падобнымі арбітамі. Нязграбны выкарыстоўваў кампутарнае мадэляванне, каб змадэляваць рух гэтага «ядра» за апошнія 4 мільярды гадоў. У сваёй працы ён выкарыстоўваў так званую Мадэль Ніцы, якая апісвае прынцыпы міграцыі планет пры фарміраванні Сонечнай сістэмы.

Падчас міграцыі Няптун, які знаходзіцца на адлегласці 4,2 км ад Сонца, раптам зрушыўся на 7,5 км. Астраномы не ведаюць, чаму гэта адбылося. Меркаваўся гравітацыйны ўплыў іншых газавых гігантаў, перш за ўсё Урана ці Сатурна, але нічога не вядома пра якія-небудзь гравітацыйныя ўзаемадзеянні паміж гэтымі планетамі. Паводле Нясворнага, Няптун, відаць, заставаўся ў гравітацыйнай сувязі з нейкай дадатковай ледзяной планетай, якая падчас міграцыі была выцесненая са сваёй арбіты ў бок пояса Койпера. Падчас гэтага працэсу планета раскалолася і спарадзіла тысячы велізарных ледзяных аб'ектаў, вядомых цяпер як яе ядро ​​або транснептуніяны.

Зонды серыі "Вояджэр" і "Піянер" праз некалькі гадоў пасля запуску сталі першымі зямнымі апаратамі, якія перасеклі арбіту Нэптуна. Місіі раскрылі багацце далёкага пояса Койпера, ажывіўшы мноства дыскусій аб паходжанні і структуры Сонечнай сістэмы, якія, як аказалася, выходзяць далёка за межы чыйго-небудзь здагадкі. Ніводны з зондаў не патрапіў на новую планету, але ўцякаючыя Піянерскія 10 і 11 прынялі нечаканую траекторыю палёту, якая была заўважана яшчэ ў 80-х гг.