Още през 1930 г., след откриването на Плутон, астрономът Фредерик Леонард пише, че най-отдалечената планета на Слънцето
Тази концепция обединява всички разположени обектиотвъд Нептун (от 35 AU) в рамките на 50 AU от слънцето. Припомнете си, че една астрономическа единица е разстоянието от Земята до нашата звезда. Трябва да се отбележи, че този регион е кръстен на холандския и американски астроном Джерард Кайпер, въпреки че именно той настоява през 50-те години на миналия век регионът от орбитата на Нептун до облака на Оорт да бъде абсолютно празен. Ученият смята, че Плутон е сравним по размер със Земята и следователно неговото гравитационно влияние трябва да е изчистило пространството по орбитата от всички астероиди.
Поясът на Кайпер прилича на астероидния поясразположен между орбитите на Земята и Марс, но е много по-голям, по-широк и в него се наблюдават по-масивни обекти. Включително поне четири планети джуджета - Плутон, Хаумеа, Макемаке и Ерида. Освен това, за разлика от обектите от скалистия пояс близо до Земята, астероидите от пояса на Кайпер са предимно втвърден газ.
Астероиден пояс, пояс на Кайпер и облак на Оорт. Изображение: Марк Гарлик, източник на науката
Как успяхте да отворите първия обект?
Макар и различни предположения за съществуванетотранснептунови обекти, т.е. космически тела, разположени извън орбитата на Нептун, бяха предложени през целия 20 век, особено след откриването на Плутон (първият такъв обект). Първото потвърждение за съществуването на далечни обекти е получено едва преди 30 години.
Планетарният учен Дейвид Джуит и астрономът Джейн Луу отМасачузетският технологичен институт от края на 80-те години се занимава с необичайни търсения. Те използваха телескопи в Аризона, за да направят произволни снимки на части от небето. Поредица от снимки, направени с кратки паузи, може да покаже някакъв вид движещ се обект.
Експериментите бяха успешни след три годинислед началото на изследването. В нощта на 30 август 1992 г. учени използваха телескопа на Хавайския университет на Големия остров. Те използваха обичайната си техника за намиране на отдалечени обекти. Отделни снимки са правени веднъж на час, след което учените са сравнявали дали нещо в изображението се е променило.
Около 21:14 учени направиха първите две снимки. Сравнявайки ги на екрана, те видяха малка светлинна петна, която във второто изображение се е изместила леко на запад. За да се уверят, че това не е грешка и не е случаен образ на далечни космически лъчи, учените изчакаха до 23:00 часа и направиха нова снимка. В третото изображение новият обект е запазен и изместен по-на запад. Подобни данни показва и четвъртата снимка, направена малко след полунощ.
Движещ се обект в различно време на наблюдение. Изображение: Дейвид Джуит, UCLA
По-нататъшни изследвания показаха, че далечОбектът, който учените нарекоха QB1, отне почти месец, за да премине през парче небе с ширина на пълната Луна. Въз основа на яркостта и бавната скорост на обекта учените заключиха, че QB1 е обект от лед и скала с диаметър около 250 км и пътува отвъд орбитата на Нептун.
Това беше първият транснептунианец след Плутон.предмет. Първият успех беше последван от нови: след няколко месеца учените успяха да отворят друг обект. И тъй като чувствителността на цифровите сензори се подобряваше, откритията вървяха едно след друго. Към днешна дата са известни няколко хиляди обекта в орбита около пояса на Кайпер.
"Нови хоризонти" и тайните на Arrokoth
Нов пробив в изследването на пояса на Кайпер и слънцетоСистемата е свързана с изследователската мисия New Horizons. Междупланетната космическа станция беше изстреляна от НАСА през 2006 г. и още през 2015 г. тя изпрати първите изображения на системата Плутон и Харон (луната на планетата) и много удивително детайлни изображения на обекти от пояса на Кайпер.
Но най-удивителното откритие беше направено"Нови хоризонти" през 2019 г. Корабът, който в този момент беше на разстояние около 1,5 милиарда километра от орбитата на Плутон, откри астероид с необичайна форма - Arrokoth. Това е контактно-двоен обект, който се състои от две части. По-голямата част - Ultima - прилича на плоска палачинка, чийто ръб е прикрепен към по-малък предмет - сферичната Thule.
Аррокот. Изображение: НАСА, Лаборатория по приложна физика на университета Джон Хопкинс, Югозападен изследователски институт, Роман Ткаченко
Планетарната акреция е една от хипотезитеФормиране на обекти в Слънчевата система - предполага, че формирането на планетите става в резултат на поредица от сблъсъци, при които обектите се сблъскват и слепват, ставайки все по-големи и по-големи. Тази хипотеза има само един недостатък: с нарастването на масата такива обекти придобиват собствена гравитация. В резултат на това двете части се ускоряват твърде активно преди сблъсъка и не могат просто да се свържат, а се раздробяват на части.
По-специално, моделиране на сблъсъка на двамачасти от Arrokoth показва, че техният сблъсък не би могъл да доведе до такъв необичаен обект. Учените предполагат, че друга хипотеза обяснява по-добре необичайната структура на астероида.
По-вероятно е Arrokoth да се е родил в резултат на товапроцес, известен като гравитационна нестабилност, казват изследователите. При този сценарий при определени условия газовият облак, част от който е по-плътен, бързо се разпада под въздействието на гравитационните сили.
Изследователите отбелязват, че тъй като това е така навсякъдеизглежда, някои обекти от пояса на Кайпер са се образували, вероятно подобни процеси са се случили в ранния протопланетен диск, от който са се образували всички обекти на Слънчевата система. Трябва да се отбележи, че формирането на планетите в тази теория отнема хиляди, а не милиони години и следователно целият процес на формиране на системата може да протече много по-бързо.
New Horizons продължават да се движатпрез пояса на Кайпер може би учените ще успеят да идентифицират друг обект, с който устройството може да се приближи. Това откритие може би отново ще преобърне представите за структурата и еволюцията на Слънчевата система.
Художествена илюстрация на изследването на пояса на Кайпер с New Horizons. Изображение: Лаборатория за приложна физика на университета Джон Хопкинс, Югозападен изследователски институт (JHUAPL/SwRI)
Движещи се газови гиганти
New Horizons предоставиха поглед върхуотделни обекти от пояса на Кайпер отблизо и разработването на наземни инструменти за обсерватория, които да ги разглеждат масово. Например планетарни учени наскоро завършиха изследване на произхода на слънчевата система, използвайки телескопа Канада-Франция-Хавай, разположен на Мауна Кеа. Това е същият връх, от който е открит първият обект от пояса на Кайпер. По време на прегледа планетарните учени идентифицираха 800 неизвестни досега обекта, в резултат на което общият им брой надхвърли 3 хиляди.
Мащабното наблюдение разкри товаОбектите от пояса на Кайпер не са равномерно разпределени, а са концентрирани в малки групи. Такъв ефект е възможен в резултат на мощен гравитационен ефект.
Изследователите смятат, че отговорността затакова изкривяване лежи върху два газови гиганта - Нептун и Сатурн. Симулациите показаха, че ако в миналото тези планети са се движели хаотично, приближавайки и отдалечавайки се от Слънцето от време на време, мощни гравитационни вълни, свързани с промяната в местоположението на масивни обекти, биха могли да повлияят на местоположението на обекти в пояса на Кайпер.
Многобройни изследвания на пояса на Кайпер вече сани позволи да научим повече за миналото на нашата слънчева система. Планетолозите успяха да потвърдят една от хипотезите за образуването на планетите и откриха нестабилността на орбитата на газовите гиганти в ранните етапи от съществуването на Слънчевата система.
Въпреки това може да има още много.невероятни открития. Например New Horizons може да срещне друг необичаен астероид. И освен това през следващата година трябва да започне мащабно изследване с помощта на строящата се обсерватория Вера Рубина в Чили. В продължение на 10 години телескопите на обсерваторията непрекъснато ще сканират южното полукълбо, за да открият и най-малките детайли. Очаква се това изследване да увеличи броя на известните обекти от пояса на Кайпер до 40 000 и със сигурност ще донесе много нови открития.
Корица: Колан на Кайпер. Изображение: НАСА
Прочетете още:
Слънчевото петно с размерите на Земята нараства 10 пъти за 2 дни: то е насочено към нас
Учените откриха останките на древен човек с две Х хромозоми
От тялото до устата: учените разбраха откъде идват зъбите