Классический объект пояса койпера

Обнаружение и название

Впервые в 1930 году
астроном Фредерик Леонард предположил существование транснептуновых объектов.
Он считал, что за Нептуном скрывается не только Плутон.

В 1943 году исследователь
Кеннет Эджворт выдвинул предположение о наличии за орбитой восьмой планеты
туманности, заполненной мелкими небесными телами. Они в силу своей рассеянности
не смогли превратиться в единую планету.

В 1951 году Джерард
Койпер полагал, что если и был пояс за Нептуном, то по сей день он не
сохранился. Причиной этому явилось неверное суждение о том, что Земля и Плутон
примерно одинаковы по размерам.

Джерард Койпер

Следующие десятилетия
теория трансформировалась. В 1962 году астрофизик Алистер Камерон выдвинул
гипотезу существования гигантской массы мелкого космического вещества по краю
нашей Солнечной системы. 1964 год ознаменовался теорией о «грязном снежке»
Фреда Уиппла. Она рассказывает о составе комет, который представляется смесью
космической пыли и льда. Однако в ходе наблюдений эта теория была исключена.

Новые подтверждения
наличия зоны транснептуновых тел были результатом после исследования комет. В
1988 году канадские ученые на основе исследовательской статьи Хулио Фернандеса
и произведенных расчетов по возвращению хвостатых звезд подтвердили
существование «кометного пояса». Уже тогда было понятно, что в нем находится
множество мелких объектов, формируются кометы с хвостом. Пояс Койпера получил
такое имя, так как это название было обозначено в самом первом предложении
статьи Х. Фернандеса. Неопровержимые доказательства в подтверждение слов
канадцев привели Девид Джуит и Джейн Лу. В августе 1992 года на снимках из
космоса они лицезрели первый объект из массы тел этой области, спустя еще
полгода – второй. По сей день открываются новые объекты.

Кометы

Комета Хейла – Боппа , архетипическая комета из облака Оорта

Считается, что кометы имеют две отдельные точки происхождения в Солнечной системе. Принято считать, что короткопериодические кометы (с орбитами до 200 лет) возникли либо из пояса Койпера, либо из рассеянного диска, которые представляют собой два связанных плоских диска из ледяных обломков за орбитой Нептуна на 30 а.е. и совместно простирающиеся за пределы 100 а.е. от Солнца. Считается, что долгопериодические кометы, такие как комета Хейла-Боппа , орбиты которой длятся тысячи лет, происходят из облака Оорта. Кометы, смоделированные как исходящие непосредственно из облака Оорта, включают C / 2010 X1 (Еленин) , Comet ISON , C / 2013 A1 (Siding Spring) и C / 2017 K2 . Орбиты в поясе Койпера относительно стабильны, поэтому считается, что очень мало комет происходит оттуда. Однако рассеянный диск динамически активен и, скорее всего, является местом происхождения комет. Кометы переходят из рассеянного диска в царство внешних планет, становясь так называемыми кентаврами . Затем эти кентавры отправляются дальше внутрь, чтобы стать короткопериодическими кометами.

Есть две основные разновидности короткопериодических комет: кометы семейства Юпитера (те, у которых большая полуось меньше 5 а.е.) и кометы семейства Галлея. Кометы семейства Галлея, названные в честь своего прототипа, кометы Галлея , необычны тем, что, хотя они и являются короткопериодическими кометами, предполагается, что их окончательное происхождение находится в облаке Оорта, а не в рассеянном диске. Основываясь на их орбитах, предполагается, что это были долгопериодические кометы, которые были захвачены гравитацией планет-гигантов и отправлены во внутренние области Солнечной системы. Этот процесс, возможно, также создал нынешние орбиты значительной части комет семейства Юпитера, хотя считается, что большинство таких комет возникло в рассеянном диске.

Оорт отметил, что количество возвращающихся комет было намного меньше, чем предсказывала его модель, и эта проблема, известная как «кометное затухание», еще не решена. Неизвестно ни один динамический процесс, объясняющий меньшее количество наблюдаемых комет, чем оценил Оорт. Гипотезы этого несоответствия включают разрушение комет из-за приливных напряжений, удара или нагрева; потеря всех летучих веществ , что делает некоторые кометы невидимыми, или образование нелетучей корки на поверхности. Динамические исследования гипотетических комет облака Оорта показали, что их появление во внешней области планеты будет в несколько раз выше, чем во внутренней области планеты. Это несоответствие может быть связано с гравитационным притяжением Юпитера , которое действует как своего рода барьер, захватывая входящие кометы и заставляя их сталкиваться с ним, как это было с кометой Шумейкера – Леви 9 в 1994 году. Пример типичного облака Оорта комета могла быть C / 2018 F4.

Его открыли, потому что очень этого хотели

Классический объект пояса койпера

Строение Солнечной системы

Астрономы только предполагали наличие объектов за Плутоном. Споры велись весь двадцатый век. В 1943 г. Кеннет Эджворт выдвинул гипотезу, что кометы, посещающие Солнечную систему, это небесные тела, проживающие за её внешней границей. По неизвестным причинам они покидают привычные места и путешествуют ближе к Солнцу. Своё имя Пояс Койпера получил от Джерарда Койпера. Астроном говорил о возможности наличия диска из множества ледяных тел, но считал влияние Плутона достаточно сильным. Предполагал, что Плутон рассеял тела к далёкому облаку Оорта.

По мере того, как учёные обнаруживали на орбитах Урана, Сатурна, Нептуна ледяные планетоиды, гипотеза об огромном скоплении таких тел крепла и ждала своего подтверждения. Доказательство нашли Девид Джуит и Джейн Лу. Пять лет фотографировали и изучали кажущуюся пустоту. В августе 1992 года они увидели первый объект пояса Койпера, затем, через шесть месяцев, второй объект. Сейчас, в ходе исследования известных тел, продолжают открывать всё новые и новые объекты.

Примечания

  1. Audrey Delsanti and David Jewitt. . Institute for Astronomy, University of Hawaii. Дата обращения 9 марта 2007.
  2. Johnson, Torrence V.; and Lunine, Jonathan I.; Saturn’s moon Phoebe as a captured body from the outer Solar System, Nature, Vol. 435, pp. 69-71
  3. Craig B. Agnor & Douglas P. Hamilton. . Nature (2006). Дата обращения 20 июня 2006.
  4. David Jewitt, Jane Luu. . Nature (1992). Дата обращения 20 июня 2007.
  5. David Jewitt. . Дата обращения 15 октября 2007.
  6. Harold F. Levison, Luke Donnes. Comet Populations and Cometary Dynamics // Encyclopedia of the Solar System / Lucy Ann Adams McFadden, Paul Robert Weissman, Torrence V. Johnson. — 2nd. — Amsterdam; Boston: Academic Press, 2007. — С. 575—588. — ISBN 0120885891.
  7. Gérard FAURE. (2004). Дата обращения 1 июня 2007.
  8. . International Comet Quarterly. Дата обращения 24 октября 2010.
  9. Davies, John. Beyond Pluto: Exploring the outer limits of the solar system. — Cambridge University Press, 2001. — P. xii.
  10. Davies, p. 2
  11. David Jewitt. . University of Hawaii. Дата обращения 14 июня 2007.
  12. ↑ Davies, p. 14
  13. FOR A COMET BELT BEYOND NEPTUNE
    BY FRED L. WHIPPLE. . SMITHSONIAN ASTROPHYSICAL OBSERVATORY AND HARVARD COLLEGE OBSERVATORY (1964). Дата обращения 20 июня 2007.
  14. CT Kowal, W Liller, BG Marsden. . Hale Observatories, Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics (1977). Дата обращения 5 декабря 2010.
  15. Horner, J.; Evans, N.W.; Bailey, M. E. Simulations of the Population of Centaurs I: The Bulk Statistics (англ.) : journal. — The Journal of Business (англ.)русск., 2004.
  16. Davies p. 38
  17. Davies p. 39
  18. JA Fernandez. . Observatorio Astronomico Nacional, Madrid (1980). Дата обращения 20 июня 2007.
  19. M. Duncan, T. Quinn, and S. Tremaine. . The Astrophysical Journal (1988). Дата обращения 20 июня 2007.
  20. Davies p. 191
  21. ↑ Davies p. 50
  22. Davies p. 51
  23. Davies pp. 52, 54, 56
  24. Davies pp. 57, 62
  25. Davies p. 65
  26. Марсден, Брайан. . Minor Planet Center (1993). Дата обращения 28 июля 2015.
  27. Davies p. 199
  28. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 127. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6.
  29. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 131. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6.
  30. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 126. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6.
  31.  (недоступная ссылка). Дата обращения 21 декабря 2010.
  32. Возможно, относится к объектам рассеянного диска.
  33. D. R. Williams. . NASA (7 сентября 2006). Дата обращения 24 марта 2007.
  34. ↑ Плутон и Харон образуют двойную систему.
  35. J. Stansberry, W. Grundy, M. Brown, et al. Physical Properties of Kuiper Belt and Centaur Objects: Constraints from Spitzer Space Telescope (англ.) // The Solar System beyond Neptune : journal. — University of Arizona Press, 2007. — February.
  36. О полемике по поводу даты открытия см. en:Controversy over the discovery of Haumea
  37. Wm. Robert Johnston. . Дата обращения 5 апреля 2008.

Обнаружение и имя Пояса Койпера

Впервые о присутствии других объектов заявил Фрекрик Леонард, назвавший их ультра-нептуновыми небесными телами за чертой Плутона. Тогда Армин Лейшнер посчитал, что Плутон может выступать всего лишь одним из многих долгопериодических планетных объектов, которые еще предстоит отыскать. Ниже представлены крупнейшие объекты Пояса Койпера.

Название Экваториальный диаметр Большая полуось, а. е. Перигелий, а. е. Афелий, а. е. Период обращения вокруг Солнца (лет) Открыт
Эрида 2330+10/−10. 67,84 38,16 97,52 559 2003 i
Плутон 2390 39,45 29,57 49,32 248 1930 i
Макемаке 1500 +400/−200 45,48 38,22 52,75 307 2005 i
Хаумеа ~1500 43,19 34,83 51,55 284 2005 i
Харон 1207 ± 3 39,45 29,57 49,32 248 1978
2007 OR10 875-1400 67,3 33,6 101,0 553 2007 i
Квавар ~1100 43,61 41,93 45,29 288 2002 i
Орк 946,3 +74,1/−72,3 39,22 30,39 48,05 246 2004 i
2002 AW197 940 47,1 41,0 53,3 323 2002 i
Варуна 874 42,80 40,48 45,13 280 2000 i
Иксион < 822 39,70 30,04 49,36 250 2001 i
2002 UX25 681 +116/−114 42,6 36,7 48,6 278 2002 i

В 1943 году Кеннет Эджворт опубликовал статью. Он писал, что материал за Нептуном слишком рассредоточен, поэтому не может слиться в более крупное тело. В 1951 году в обсуждение вступает Джерард Койпер. Он пишет о диске, появившемся в начале эволюции Солнечной системы. Идея с поясом всем понравилась, потому что она объясняла откуда прибывают кометы.

В 1980 году Хулио Фернандес определил, что Пояс Койпера находится на удаленности в 35-50 а.е. В 1988 году появляются компьютерные модели на основе его расчетов, которые показали, что Облако Оорта не может отвечать за все кометы, поэтому идея с поясом Койпера обретала больше смысла.

В 1987 году Дэвид Джуитт и Джейн Лу занялись активными поисками объектов, используя телескопы в Национальной обсерватории Кит-Пика и Обсерваторию Серро-Тололо. В 1992 году они объявили об открытии 1992 QB1, а через 6 месяцев – 1993 FW.

Во многих статьях авторы начали называть гипотетический участок поясом Койпера, которое и закрепилось как официальное наименование.

Но многие не согласны с этим названием, потому что Джерард Койпер имел в виду нечто иное и все почести следует отдать Фернандесу. Из-за возникших споров в научных кругах предпочитают использовать термин «транс-нептунианские объекты».

Открытие и краткая биография

Вскоре после открытия планеты Плутон астрономы начали задумываться о существовании транс-нептунской системы или скопления объектов во внешней Солнечной системе или в пограничных с ней районах. Первым предложил это сделать Фрекрик К. Леонард в 1921 году, который начал предполагать существование «ультра-нептунианских тел» за пределами Плутона, которые еще не были обнаружены.

В том же году астроном Армин О.Лейшнер предположил, что Плутон «может быть одним из многих долгопериодических (т.е. имеющий период обращения вокруг Солнца десятки земных лет) планетных объектов, которые еще предстоит обнаружить». В 1943 году в «Журнале Британской астрономической ассоциации» Кеннет Эджворт разъяснил эту теорию. Согласно Эджуорту, материал в изначальной солнечной туманности за Нептуном был слишком широко разбросан, чтобы конденсироваться в планеты, и, скорее, сконденсировался в бесчисленное множество мелких тел.

В 1951 году, в статье для журнала Astrophysics, голландский астроном Джерард Койпер предположил, что такие планеты или объекты могут существовать в плоскости орбиты, сформировавшейся в самом начале эволюции Солнечной системы. Некоторые из этих космических тел проходили по внутренней Солнечной системе и превращались в кометы, будучи захваченные гравитационным полем Солнца. Появление идеи «пояса Койпера» имела большой практический смысл для астрономов. Мало того, что это помогло объяснить, почему в Солнечной системе не было больших планет, она также открывала тайну того, откуда прилетают к нам кометы.

В 1980 году, в ежемесячных альманахах Британского Королевского астрономического общества, уругвайский астроном Хулио Фернандес предположил, что для получения наблюдаемого количества комет потребуется кометный пояс, который лежит в диапазоне расстояний между 35 и 50АЕ (астрономическая единица расстояния, которое проходит световой луч за год (световой год).

Следуя открытиям Фернандеса, в 1988 году канадская команда астрономов (команда Мартина Дункана, Тома Куинна и Скотта Тремейна) провела ряд компьютерных исследований и определила, что «облако Оорта» не может учитывать всех короткопериодических комет.

В 1992 году американский астроном Дэвид Джевитт и аспирант Джейн Луу обнаружили космическое тело в предполагаемом ПК. Это был астероид, внесенный в реестр под номером (15760) 1992QB1. Этот объект был первый, который входит в состав ПК. Тело составляет в размерах около 200-250 км в диаметре, по оценкам его яркости (отраженного света). Он движется по почти круговой орбите в плоскости планетной системы на расстоянии от Солнца около 44 AЕ (6,6 миллиарда км). Это происходит вне орбиты Плутона, средний радиус которой составляет 40 АЕ (6 миллиарда км). Открытие 1992QB1 предупредило астрономов о возможности обнаружения других таких космических тел, что и было фактически подтверждено — в течение двадцати лет было обнаружено около полторы тысячи космических тел.

Классический объект пояса койпераКрупнейшие объекты пояса Койпера

На основе оценок яркости размеры более крупных известных объектов ПК близки или превышают размеры самой большой луны Плутона, Харон, диаметр которой составляет 1208 км. Одно из них — с именем Eris, почти, в два раза большего диаметра, т.е. немного меньше самого Плутона. Из-за их местоположения вне орбиты Нептуна (средний радиус орбиты 30,1 AЕ или 4,5 миллиарда км), их также называют транс-нептунианскими объектами (TNO).

Орбиты

Орбиты большинства кьюбивано по своим характеристикам занимают промежуточное положение между орбитальным резонансом 2:3 с Нептуном, характерным для плутино, и резонансом 1:2. Типичный кьюбивано, Квавар, обладает практически круговой орбитой, близкой к плоскости эклиптики. Плутино же движутся по более эксцентрическим орбитам, некоторые из них в перигелии оказываются ближе к Солнцу, чем Нептун.

Большинство объектов (так называемая «холодная популяция») имеет малые углы наклона и близкие к круговым орбиты. Меньшая часть («горячая популяция») характеризуется больши́ми углами наклона и орбитами с бо́льшим эксцентриситетом.

Согласно результатам проекта Глубокий обзор эклиптики, имеется следующее распределение этих двух популяций: одна с наклонением в среднем 4,6° (называемая Центральной) и другая с наклонениями, достигающими и превосходящими 30° (Гало).

Распределение

Классический объект пояса койпера
Этот график показывает распределение кьюбивано и плутино. Гистограммы показывают распределение наклонений орбит, эксцентриситетов и больших полуосей орбит. Вставки слева показывают сравнение населённости кьюбивано и плутино в зависимости от эксцентриситета и наклонения орбит.

Подавляющее большинство объектов пояса Койпера (более двух третей) имеют наклонения менее 5° и эксцентриситеты менее 0,1. Большие полуоси их орбит тяготеют к середине основного облака; вероятно, мелкие объекты, расположенные близко к границе резонансов, были или пойманы в резонанс, или их орбиты изменились под действием тяготения Нептуна.

Классический объект пояса койпера
Вид с полюса и со стороны эклиптики орбит классических объектов (синие), плутино (красные) и Нептуна (жёлтый).

Если сравнить эксцентриситеты орбит кьюбивано и плутино, можно увидеть, что кьюбивано формируют ровное «облако» за орбитой Нептуна, в то время как плутино приближаются или даже пересекают орбиту Нептуна. Если сравнить наклоны орбит, «горячие» кьюбивано могут быть легко определены по высоким углам наклона, в то время как наклоны орбит плутино, как правило, составляют менее 20°.

Избранное

См. также

Классический объект пояса койпера

Охота за планетой X

Дмитрий Вибе • Библиотека • «Популярная механика» №5, 2016

Классический объект пояса койпера

«На кончике пера» открыта трансплутоновая планета размером с Нептун

21.01.2016 • Максим Борисов • Новости науки

«Как я убил Плутон». Глава из книги

2011 • Майк Браун • Книжный клуб • Главы

«Математика космоса». Глава из книги

2018 • Иэн Стюарт • Книжный клуб • Главы

Классический объект пояса койпера

Астероиды — источники опасности и объекты исследований

Натан Эйсмонт • Библиотека • «Наука и жизнь» №1, 2015

Классический объект пояса койпера

«Новые горизонты»: в ожидании второго открытия системы Плутона

Артём Новичонок • Библиотека • «Троицкий вариант» №12, 2015

Классический объект пояса койпера

Постфактум: всё о Плутоне и миссии «Новые горизонты»

Алексей Паевский • Библиотека • «Популярная механика» №9, 2015

Классический объект пояса койпера

Открытие новых планет

12.06.2009 • Владимир Сурдин • Видеотека

Классический объект пояса койпера

Новооткрытый седноид 2015 TG387 прилетел из внутреннего облака Оорта

19.10.2018 • Кирилл Власов • Новости науки

Что такое пояс Койпера?

Пояс Койпера — это область пространства, которая начинается за пределами орбиты планеты Нептун. И если бы этот газовый гигант не образовался, здесь все было бы иначе. Во времена формирования Солнечной системы здесь вполне могла появиться еще одна планета. Однако из-за образования Нептуна исходный материал не смог объединиться. Поэтому он остался поясом разрозненных обломков.

Хотя изначально ученые знали только о существовании Плутона в этом регионе, они считали, что это не единственное тело за орбитой Нептуна. И ожидали открытия других крупных планет в поясе Койпера. Но работа, проводимая в течение десятилетий, ничего не дала.

Однако в 1992 году, после многих лет исследований с помощью мощных телескопов, ученые наконец смогли подтвердить существование в Поясе Койпера относительно крупных объектов. Сегодня мы знаем, что пояс Койпера содержит тысячи тел размерами до 100 километров в поперечнике. Но они не будут существовать там вечно. С течением времени столкновения между ними превратят их в пыль. Возможно, за «всего» 100 миллионов лет от пояса Койпера, который мы знаем сегодня, не останется ничего.  Ну, возможно, кроме самых больших карликовых планет.

Плутон — не единственная карликовая планета в этом регионе. Есть и другие: Квавар (Quaoar), Макемаке (Makemake), Хаумея (Haumea), Орк (Orcus) и Эрида (Eris). У некоторых из этих тел даже есть свои собственные луны.

Структура и состав облака Оорта

Полагают, что облако способно располагаться в 100000-200000 а.е. от Солнца. Состав Облака Оорта включает две части: сферическое внешнее облако (20000-50000 а.е.) и дисковое внутреннее (2000-20000 а.е.). Во внешнем проживают триллионы тел с диаметром в 1 км и миллиарды 20-километровых. Сведений об общей массе нет. Но если комета Галлея выступает типичным телом, то подсчеты выводят на цифру в 3 х 1025 кг (5 земель). Ниже представлен рисунок строения Облака Оорта.

Строение облака Оорта

Большая часть комет наполнена водой, этаном, аммиаком, метаном, цианидом водорода и монооксидом углерода. На 1-2% может состоять из астероидных объектов.

7 интересных фактов о поясе Койпера

1. У многих объектов в поясе Койпера есть спутники

Большое количество объектов Пояса Койпера либо имеют Луны, либо являются двойными объектами. Спутники — это существенно меньшие тела, вращающиеся вокруг больших объектов. Объект в этом регионе может иметь более одной луны. Квавар, Хаумеа, Эрис и Плутон — это все объекты Пояса Койпера, имеющие Луны.

Двойные объекты, с другой стороны, это пары объектов, которые относительно похожи по массе или размеру. Они вращаются вокруг общего центра масс, который лежит между ними

2. Они гораздо менее массивны, чем Земля.

Несмотря на огромную протяженность пояса Койпера, его общая масса составляет менее 2% от массы Земли.

Это противоречит стандартным моделям, которые указывают, что пояс Койпера должен в 30 раз превышать массу Земли. Тайна 99% недостающей массы остается нерешенной.

Однако некоторые исследователи предполагают, что объекты в поясе Койпера из-за большого количества столкновений постепенно разрушают друг друга в пыль. Таким образом, пояс Койпера, вероятно, исчезнет в далеком будущем.

3. Это источник комет

Пояс Койпера — один из регионов, откуда берутся кометы. Когда объекты в поясе Койпера сталкиваются, они создают меньшие части, которые могут быть ускорены гравитацией Нептуна на орбиты, которые направляют их к Солнцу.

Гравитационное притяжение Юпитера затем загоняет эти кусочки в короткие петли, продолжающиеся два десятилетия или меньше. Эти части известны как кометы семейства Юпитера.

Хотя большинство из них в конечном итоге становятся бездействующими, астрономы обнаружили некоторые околоземные астероиды, которые напоминают сгоревшие кометы. Наблюдения показывают, что эти кометы начались бы в Поясе Койпера или Облаке Оорта.

4. Более 6 десятилетий астрономы не осознавали, что обнаружили пояс Койпера

Первый объект в поясе Койпера — Плутон — был открыт в 1930 году. В то время исследователи не имели представления о распределении небесных тел во внешней области Солнечной системы. Несмотря на странно наклоненную орбиту Плутона, исследователи считали его одинокой планетой.

С открытием второго объекта в поясе Койпера в 1992 году исследователи поняли, что Плутон не одинок: в этом регионе миллионы маленьких ледяных объектов, вращающихся вокруг Солнца.

5. Пять крупнейших объектов в поясе Койпера

Классический объект пояса койпера
Учитывая их радиус, пять самых больших объектов пояса Койпера

  • Плутон (1188 км) : самая большая из известных ледяных карликовых планет.
  • Эрида (1163 км) : самая массивная и вторая по величине известная карликовая планета в нашей Солнечной системе.
  • Хаумеа (780 км): самая быстро вращающаяся карликовая планета с кольцом вокруг нее.
  • Макемаке (715 км) : вероятно, карликовая планета со своим спутником, S / 2015 (136472) 1.
  • Квавар (555 км) : возможная карликовая планета с предполагаемой плотностью 2,2 г / см 3.

6. Первый рукотворный объект, входящий в пояс Койпера.

В 1983 году «Пионер 10» стал первым космическим кораблем, вышедшим в космос за пределы орбиты Нептуна. Поскольку в то время Койперский пояс не был обнаружен, космический зонд не изучал ледяной мир в этом регионе.

Зонд «Новые горизонты» НАСА стал первым межпланетным космическим зондом, который был запущен (в 2006 году) с целью пролета и изучения одного или нескольких объектов в поясе Койпера в последующее десятилетие.

В июле 2015 года космический аппарат пролетел над Плутоном и его лунами, собирая данные об атмосфере, и поверхностях. В 2019 году он совершил ближний полет на объекте под названием 486958 Аррокот в районе Койперского пояса.

7. Гипотетическая планета может объяснить некоторые объекты пояса Койпера

В 2015 году исследователи из Калифорнийского технологического института обнаружили математические доказательства, предполагающие, что «Планета X» может скрываться далеко за Плутоном. Она еще не наблюдалась, но расчеты показывают, что она там есть.

Гравитационное притяжение этой неизведанной планеты могло бы объяснить уникальные орбиты, по крайней мере, пяти небольших ледяных объектов в поясе Койпера. Если бы они были обнаружены, это переосмыслило бы наше понимание эволюции Солнечной системы.

Изучение облака Оорта

Нам все еще не удалось добраться к поясу Койпера, а Облако Оорта расположено еще дальше. Дальше всех вылетел Вояджер-1, но ему все еще далеко. Если учитывать теперешнее ускорение, то у аппарата (сейчас в межзвездном пространстве) уйдет еще 300 лет, чтобы прибыть к началу, и 30000 лет, чтобы полностью миновать облако.

За ним следуют Пионер-10 и 11, Вояджер-2, а также Новые Горизонты. Но они выйдут из строя и не смогут передать нам сигнал.

Итак, главная трудность в исследовании – огромная удаленность. Пока зонд доберется, у нас минуют века. Сейчас мы можем лишь рассматривать прибывающие кометы. Теперь вы узнали, где находятся Пояс Койпера и Облако Оорта, а также получили представление об объектах и их движении по Солнечной системе.

Ссылки

Объекты Солнечной системы
Карликовые планеты Плутон · Церера · Хаумеа · Макемаке · Эрида
Планеты Земной группы Меркурий · Венера · Земля · Марс
Газовые гиганты Юпитер · Сатурн · Уран · Нептун
Другие объекты Солнце · Астероиды · Пояс астероидов· Кометы· Метеоры и метеориты· Пояс Койпера и Облако Оорта· За пределами Солнечной системы

Образование Солнечной системы

Проблема происхождения малых тел Солнечной системы тесно связана с проблемой происхождения самих планет. В 1796 году французский ученый П. Лаплас выдвинул гипотезу об образовании Солнца и всей Солнечной системы из сжимающейся газовой туманности. Согласно Лапласу, часть газового вещества отделилась от ядра туманности под действием возросшей при сжатии центробежной силы. Это прямо следует из закона сохранения момента количества движения. Это вещество и послужило материалом для образования планет.

Эта гипотеза встретилась с трудностями, которые были преодолены в работах американских ученых Ф. Мультона и Т. Чемберлена. Они показали, что более вероятным является образование планет не прямо из газа, а скорее из малых твердых частиц, названных ими планетозималями. Поэтому в настоящее время считается, что процесс образования планет Солнечной системы проходил в два этапа. На первом этапе из пылевого компонента первичного облака околосолнечного вещества образовалось множество промежуточных тел размером в сотни километров (планетозималей). И лишь затем на втором этапе из роя промежуточных тел и их обломков аккумулировались планеты.

​В Солнечной системе может существовать несколько резервуаров таких промежуточных тел, или планетозималей. В 1949 году астроном К.Е. Эджворт (K.E. Edgeworth), а затем в 1951 году астроном Дж.П. Койпер (G.P. Kuiper) предсказали существование другого резервуара — семейства транснептуновых объектов. Они возникли на ранней стадии образования Солнечной системы. Являясь остатками протопланетного диска, эти предсказанные объекты должны были концентрироваться на орбитах с малыми эксцентриситетами и углами наклона непосредственно вокруг Нептуна. Гипотетический резервуар таких объектов и получил название пояс Койпера (КП, Kuiper Belt).

Состав пояса Койпера

На этом расстоянии
солнечное тепло намного слабее, чем на Земле, и поэтому температура на этих
объектах чрезвычайно низкая. Мы можем определить их состав дистанционно с
помощью телескопов и спектрального анализа, изучая отраженный свет. Результаты
изучения показали, что большинство фрагментов поясной области состоят из
твердого метана, аммиака и льда. Хотя эти объекты не были видны напрямую,
компьютерные модели показали, что наиболее крупные из них могут иметь легкую
метановую атмосферу. По составу пояс Койпера делится на:

  • Классические объекты.  От остальных их отличает наклонность орбиты и
    четкая круглая форма. Эти тела – «кьюбивано», существующие независимо от
    движения планет. Четырнадцать лет назад «кьюбивано» можно было насчитать
    порядка 524 штук.
  • Резонансные объекты. Это тела, образующие
    орбитальный резонанс непосредственно с Нептуном. Таких в общей массе примерно
    10-20%
  • Рассеянные объекты. У них большой
    орбитальный эксцентриситет, позволяющий удаляться от небесного светила на
    расстояние нескольких астрономических единиц. Некоторые представители науки
    рассматривают эти тела как отдельно существующую субстанцию и причисляют их к
    транснептуновым образованиям.

Астероид 2004 yh32 — кентавр и
дамоклоид, вращающийся вокруг дневного светила с очень высоким наклоном почти
80 градусов, также принадлежит поясу Койпера.

admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий