Мистериозната периферия на Слънчевата система

Покрайнините на нашата слънчева система могат да се сравнят със земните океани. Точно както те (в космически мащаб) са почти на една ръка разстояние, но ни е трудно да ги разгледаме задълбочено. Познаваме много други по-далечни области на космоса по-добре от районите на пояса на Кайпер отвъд орбитата на Нептун и облака на Оорт отвъд (1).

Сонда New Horizons той вече е по средата между Плутон и следващата му цел за изследване, обект 2014 година₆₉ w Колан на Кайпер. Това е регионът отвъд орбитата на Нептун, започващ от 30 AU. д. (или а. е., което е средното разстояние на Земята от Слънцето) и завършва на около 100 а. д. от Слънцето.

1. Поясът на Кайпер и облакът на Оорт

Безпилотният летателен апарат New Horizons, който направи исторически снимки на Плутон през 2015 г., вече е на повече от 782 милиона километра от него. Когато достигне MU₆₉ (2) ще се инсталира, както е посочено Алън Стърн, главният учен на мисията, най-далечното изследване на мира в историята на човешката цивилизация.

Планетоиден MU₆₉ е типичен обект от пояса на Кайпер, което означава, че орбитата му е почти кръгла и не остава в орбитален резонанс с орбиталния си Нептун. Обектът е открит от космическия телескоп Хъбъл през юни 2014 г. и е избран за една от следващите цели за мисията New Horizons. Експертите смятат, че MU₆₉ по-малко от 45 км в диаметър. По-важната задача на космическия кораб обаче е да изследва по-подробно пояса на Кайпер. Изследователите на НАСА искат да инспектират повече от двадесет обекта в района.

2. Траекторията на полета на сондата New Horizons

15 години бърза промяна

Още през 1951г Джерард Койпер, чието име е близката граница на Слънчевата система (наричана по-долу като Oort Cloud), той прогнозира, че астероидите също орбитират извън орбитата на най-външната планета в нашата система, т.е. Нептун и Плутон зад нея. Първият, на име 1992 KV1Той обаче е открит едва през 1992 г. Типичният размер на планетите джуджета и астероидите от пояса на Кайпер не надвишава няколкостотин километра. Смята се, че броят на обектите от пояса на Кайпер с диаметър над 100 км достига няколкостотин хиляди.

Облакът на Оорт, който се простира отвъд пояса на Кайпер, се е образувал преди милиарди години, когато колапсиращ облак от газ и прах образува Слънцето и планетите, обикалящи около него. След това остатъците от неизползвана материя били изхвърлени далеч отвъд орбитите на най-далечните планети. Облак може да бъде съставен от милиарди малки тела, разпръснати около слънцето. Радиусът му достига дори стотици хиляди астрономически единици, а общата му маса може да бъде около 10-40 пъти по-голяма от масата на Земята. Съществуването на такъв облак от материя е предсказано през 1950 г. от холандския астроном Янг Х. Оорт. Има подозрение, че гравитационните ефекти на близките звезди от време на време изтласкват отделни обекти от облака Оорт в нашия регион, създавайки от тях дългоживеещи комети.

Преди 2002 години, през септември 1930 г., беше открито най-голямото тяло в Слънчевата система след откриването на Плутон през XNUMX г., което постави началото на нова ера на открития и бърза промяна в образа на периферията на Слънчевата система. Оказа се, че неизвестен обект се върти около Слънцето на всеки 288 години на разстояние от 6 милиарда км, което е повече от четиридесет пъти разстоянието между Земята и Слънцето (Плутон и Нептун са само на 4,5 милиарда километра). Неговите откриватели, астрономи от Калифорнийския технологичен институт, го кръстиха Куаоара. Според ранните изчисления той е трябвало да има диаметър от 1250 km, което е повече от половината от диаметъра на Плутон (2300 km). Новите банкноти са променили този размер на 844,4 км.

През ноември 2003 г. обектът е открит 2003 WB 12, наречен по-късно точка, от името на ескимосската богиня, отговорна за създаването на морски животни. Същността формално не принадлежи на пояса на Кайпер, а ЕТНО клас - тоест нещо средно между пояса на Кайпер и облака на Оорт. Оттогава познанията ни за тази област започнаха да се увеличават заедно с откритията на други обекти, сред които можем да посочим, например, Makemake, Хауме или Ерис. В същото време започнаха да възникват нови въпроси. Дори рангът на Плутон. В крайна сметка, както знаете, той беше изключен от елитната група планети.

Астрономите продължават да откриват нови гранични обекти (3). Един от най-новите е планетата джудже Дий Дий. Намира се на 137 милиарда км от Земята. Той се върти около Слънцето за 1100 години. Температурата на повърхността му достига -243°C. Открит е благодарение на телескопа ALMA. Името му е съкратено от "Distant Dwarf".

3. Транснептунови обекти

Фантомната заплаха

В началото на 2016 г. съобщихме на МТ, че сме получили косвени доказателства за съществуването на девета, все още неизвестна планета в Слънчевата система (4). По-късно учени от шведския университет в Лунд заявиха, че тя не се е образувала в Слънчевата система, а е екзопланета, уловена от Слънцето. Компютърно моделиране Александра Мустила а колегите му предполагат, че младото слънце го е "откраднало" от друга звезда. Това можеше да се случи, когато двете звезди се приближиха. Тогава деветата планета била изхвърлена от орбитата си от други планети и придобила нова орбита, много далеч от родителската си звезда. По-късно двете звезди отново бяха далеч една от друга, но обектът остана в орбита около Слънцето.

Учени от обсерваторията в Лунд смятат, че тяхната хипотеза е най-вероятната от всички, защото няма по-добро обяснение за случващото се, включително аномалии в орбитите на обекти, въртящи се около пояса на Кайпер. Някъде там от очите ни се криеше мистериозна хипотетична планета.

силна реч Константина Батигина i Майк Браун от Калифорнийския технологичен институт, който обяви през януари 2016 г., че са открили друга планета далеч отвъд орбитата на Плутон, накара учените да говорят за нея, сякаш вече знаят, че друго голямо небесно тяло обикаля някъде в покрайнините на Слънчевата система . . Той ще бъде малко по-малък от Нептун и ще обикаля около Слънцето по елиптична орбита за поне 15 20-4,5. години. Батигин и Браун твърдят, че тази планета е била изхвърлена в покрайнините на Слънчевата система, вероятно през ранния период на нейното развитие, преди около XNUMX милиарда години.

Екипът на Браун повдигна въпроса за трудността при обяснението на съществуването на т.нар Кайпер Клиф, тоест един вид празнина в транснептуновия астероиден пояс. Това лесно се обяснява с гравитацията на неизвестен масивен обект. Учените също така посочиха обичайната статистика, че за хиляди скални фрагменти в облака Оорт и пояса на Кайпер трябва да има стотици астероиди дълги няколко километра и вероятно една или повече големи планети.

4. Една от визуалните фантазии за Планета X.

В началото на 2015 г. НАСА пусна наблюдения от Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. Те показаха, че в космоса на разстояние до 10 хиляди пъти повече, отколкото от Слънцето до Земята, не е било възможно да се намери Планета X. WISE обаче е в състояние да открива обекти, не по-малки от Сатурн, и следователно небесен тяло с размерите на Нептун би могло да избяга от вниманието му. Затова учените също продължават търсенето си с XNUMX-метровия телескоп Кек в Хавай. Засега без резултат.

Невъзможно е да не споменем концепцията за наблюдение на мистериозната "нещастна" звезда, кафявото джудже – което би направило слънчевата система двоична система. Около половината звезди, видими в небето, са системи, състоящи се от два или повече компонента. Нашата двоична система може да образува жълто джудже (Слънцето) заедно с по-малко и много по-хладно кафяво джудже. Тази хипотеза обаче изглежда малко вероятна в момента. Дори температурата на повърхността на кафяво джудже да е само няколкостотин градуса, нашето оборудване пак може да го открие. Обсерваторията Gemini, телескопът Spitzer и WISE вече са установили съществуването на повече от десет такива обекта на разстояние до сто светлинни години. Така че, ако спътникът на слънцето наистина е някъде там, трябваше да сме го забелязали отдавна.

Или може би планетата е била, но вече не съществува? Американски астроном от Югозападния изследователски институт в Боулдър, Колорадо (SwRI), Дейвид Несворни, в статия, публикувана в списание Science, доказва, че наличието на т. нар. тестис в пояса на Кайпер отпечатък на петия газов гиганткойто е бил там в началото на формирането на Слънчевата система. Наличието на много парчета лед в тази област би означавало съществуването на планета с размерите на Нептун.

Учените наричат ​​ядрото на пояса на Кайпер набор от хиляди транснептунови обекти с подобни орбити. Несворни използва компютърни симулации, за да моделира движението на това "ядро" през последните 4 милиарда години. В работата си той използва така наречения модел на Ница, който описва принципите на планетарната миграция по време на формирането на Слънчевата система.

По време на миграцията Нептун, разположен на разстояние 4,2 милиарда километра от Слънцето, внезапно се измести на 7,5 милиона километра. Астрономите не знаят защо се е случило това. Предполага се гравитационното влияние на други газови гиганти, предимно Уран или Сатурн, но нищо не се знае за гравитационни взаимодействия между тези планети. Според Несворни, Нептун трябва да е останал в гравитационна връзка с някаква допълнителна ледена планета, която е била изтласкана от орбитата си към пояса на Кайпер по време на миграцията си. По време на този процес планетата се разпадна и даде началото на хиляди огромни ледени обекти, сега известни като нейно ядро ​​или транс-нептуни.

Няколко години след изстрелването сондите от серията Voyager и Pioneer станаха първите наземни апарати, които пресичат орбитата на Нептун. Мисиите разкриха богатството на далечния пояс на Кайпер, съживявайки множество дискусии за произхода и структурата на слънчевата система, които се оказват далеч отвъд предположението на никого. Нито една от сондите не удари новата планета, но избягалите Pioneer 10 и 11 поеха по неочаквана траектория на полета, която беше наблюдавана още през 80-те г. И отново възникнаха въпроси относно гравитационния източник на наблюдаваните аберации, който вероятно е скрит в периферията на слънчевата система...