Πίσω το 1930, μετά την ανακάλυψη του Πλούτωνα, ο αστρονόμος Frederick Leonard έγραψε ότι ο πιο μακρινός πλανήτης του ηλιακού
Αυτή η έννοια ενώνει όλα τα αντικείμενα που βρίσκονταιπέρα από τον Ποσειδώνα (από 35 AU) εντός 50 AU από τον ήλιο. Θυμηθείτε ότι μια αστρονομική μονάδα είναι η απόσταση από τη Γη στο αστέρι μας. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η περιοχή πήρε το όνομά της από τον Ολλανδό και Αμερικανό αστρονόμο Gerard Kuiper, αν και ήταν αυτός που επέμενε στη δεκαετία του '50 του περασμένου αιώνα ότι η περιοχή από την τροχιά του Ποσειδώνα μέχρι το Νέφος του Oort πρέπει να είναι απολύτως άδεια. Ο επιστήμονας πίστευε ότι ο Πλούτωνας ήταν συγκρίσιμος σε μέγεθος με τη Γη και επομένως η βαρυτική του επίδραση θα έπρεπε να είχε καθαρίσει το διάστημα κατά μήκος της τροχιάς από όλους τους αστεροειδείς.
Η ζώνη Kuiper μοιάζει με τη ζώνη των αστεροειδώνβρίσκεται μεταξύ των τροχιών της Γης και του Άρη, αλλά είναι πολύ μεγαλύτερο, ευρύτερο και παρατηρούνται πιο ογκώδη αντικείμενα σε αυτό. Συμπεριλαμβανομένων τουλάχιστον τεσσάρων νάνοι πλανητών - Πλούτωνας, Haumea, Makemake και Eris. Επίσης, σε αντίθεση με τα αντικείμενα της βραχώδους ζώνης κοντά στη Γη, οι αστεροειδείς της ζώνης Kuiper είναι ως επί το πλείστον στερεοποιημένο αέριο.
Ζώνη αστεροειδών, ζώνη Kuiper και σύννεφο Oort. Εικόνα: Mark Garlick, Science Source
Πώς κατάφερες να ανοίξεις το πρώτο αντικείμενο;
Αν και διάφορες υποθέσεις για την ύπαρξηΥπερ-Ποσειδώνια αντικείμενα, δηλαδή κοσμικά σώματα που βρίσκονται έξω από την τροχιά του Ποσειδώνα, παρουσιάστηκαν καθ' όλη τη διάρκεια του 20ου αιώνα, ειδικά μετά την ανακάλυψη του Πλούτωνα (το πρώτο τέτοιο αντικείμενο). Η πρώτη επιβεβαίωση της ύπαρξης μακρινών αντικειμένων ελήφθη μόλις πριν από 30 χρόνια.
Ο πλανητολόγος David Jewitt και η αστρονόμος Jane Luu απόΤο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης από τα τέλη της δεκαετίας του '80 ασχολήθηκε με ασυνήθιστες αναζητήσεις. Χρησιμοποίησαν τηλεσκόπια στην Αριζόνα για να τραβήξουν τυχαίες φωτογραφίες τμημάτων του ουρανού. Μια σειρά από λήψεις που τραβήχτηκαν με μικρά διαλείμματα θα μπορούσαν να δείχνουν κάποιο είδος κινούμενου αντικειμένου.
Τα πειράματα ήταν επιτυχή μετά από τρία χρόνιαμετά την έναρξη της μελέτης. Τη νύχτα της 30ης Αυγούστου 1992, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο του Πανεπιστημίου της Χαβάης στο Μεγάλο Νησί. Χρησιμοποίησαν τη συνήθη τεχνική τους για την εύρεση μακρινών αντικειμένων. Ξεχωριστές φωτογραφίες λήφθηκαν μία φορά την ώρα, μετά από τις οποίες οι επιστήμονες συνέκριναν αν κάτι στην εικόνα είχε αλλάξει.
Γύρω στις 21:14 επιστήμονες τράβηξαν τις δύο πρώτες εικόνες. Συγκρίνοντάς τα στην οθόνη, είδαν ότι μια μικρή κηλίδα φωτός, η οποία στη δεύτερη εικόνα έχει μετατοπιστεί ελαφρώς προς τα δυτικά. Για να βεβαιωθούν ότι δεν πρόκειται για λάθος και για τυχαία εικόνα μακρινών κοσμικών ακτίνων, οι επιστήμονες περίμεναν μέχρι τις 23:00 και έβγαλαν άλλη μια φωτογραφία. Στην τρίτη εικόνα, το νέο αντικείμενο διατηρείται και μετατοπίζεται δυτικότερα. Παρόμοια στοιχεία έδειξε η τέταρτη φωτογραφία που τραβήχτηκε λίγο μετά τα μεσάνυχτα.
Ένα κινούμενο αντικείμενο σε διαφορετικούς χρόνους παρατήρησης. Εικόνα: David Jewitt, UCLA
Περαιτέρω έρευνα έδειξε μέχρι τώραΤο αντικείμενο, το οποίο οι επιστήμονες ονόμασαν QB1, χρειάστηκε σχεδόν ένα μήνα για να περάσει μέσα από ένα κομμάτι του ουρανού στο πλάτος της Πανσελήνου. Με βάση τη φωτεινότητα και την αργή ταχύτητα του αντικειμένου, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το QB1 είναι ένα αντικείμενο πάγου και βράχου με διάμετρο περίπου 250 km και ταξιδεύει πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα.
Ήταν ο πρώτος δια-Ποσειδώνιος μετά τον Πλούτωνα.ένα αντικείμενο. Την πρώτη επιτυχία ακολούθησαν νέες: μετά από λίγους μήνες, οι επιστήμονες κατάφεραν να ανοίξουν ένα άλλο αντικείμενο. Και καθώς η ευαισθησία των ψηφιακών αισθητήρων βελτιωνόταν, οι ανακαλύψεις πήγαιναν η μία μετά την άλλη. Μέχρι σήμερα, αρκετές χιλιάδες αντικείμενα είναι γνωστό ότι περιφέρονται γύρω από τη ζώνη Kuiper.
"New Horizons" και τα μυστικά του Arrokoth
Μια νέα ανακάλυψη στη μελέτη της ζώνης Kuiper και του ηλιακούΤο σύστημα συνδέεται με την ερευνητική αποστολή New Horizons. Ο διαπλανητικός διαστημικός σταθμός εκτοξεύτηκε από τη NASA το 2006 και ήδη το 2015 έστειλε πίσω τις πρώτες εικόνες του συστήματος Πλούτωνα και Χάροντα (το φεγγάρι του πλανήτη) και πολλές εκπληκτικά λεπτομερείς εικόνες των αντικειμένων της ζώνης Kuiper.
Αλλά έγινε η πιο εκπληκτική ανακάλυψη"New Horizons" το 2019. Το πλοίο, το οποίο εκείνη τη στιγμή βρισκόταν σε απόσταση περίπου 1,5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από την τροχιά του Πλούτωνα, ανακάλυψε έναν αστεροειδή ασυνήθιστου σχήματος - το Arrokoth. Αυτό είναι ένα αντικείμενο διπλής επαφής που αποτελείται από δύο μέρη. Το μεγαλύτερο μέρος - Ultima - μοιάζει με μια επίπεδη τηγανίτα, η άκρη της οποίας είναι στερεωμένη σε ένα μικρότερο αντικείμενο - τη σφαιρική Thule.
Arrokoth. Εικόνα: NASA, Πανεπιστήμιο Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
Η πλανητική προσαύξηση είναι μία από τις υποθέσειςΣχηματισμός αντικειμένων του Ηλιακού Συστήματος - υποδηλώνει ότι ο σχηματισμός πλανητών συμβαίνει ως αποτέλεσμα μιας σειράς συγκρούσεων κατά τις οποίες τα αντικείμενα συγκρούονται και κολλάνε μεταξύ τους, γίνονται όλο και μεγαλύτερα. Αυτή η υπόθεση έχει μόνο ένα μειονέκτημα: καθώς η μάζα αυξάνεται, τέτοια αντικείμενα αποκτούν τη δική τους βαρύτητα. Ως αποτέλεσμα, τα δύο μέρη επιταχύνονται πολύ ενεργά πριν από τη σύγκρουση και δεν μπορούν απλά να συνδεθούν, αλλά διασπώνται σε μέρη.
Συγκεκριμένα, μοντελοποιώντας τη σύγκρουση δύομέρη του Arrokoth δείχνει ότι η σύγκρουσή τους δεν θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει ένα τόσο ασυνήθιστο αντικείμενο. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι μια άλλη υπόθεση εξηγεί καλύτερα την ασυνήθιστη δομή του αστεροειδούς.
Είναι πιο πιθανό ότι το Arrokoth γεννήθηκε ως αποτέλεσμαμια διαδικασία γνωστή ως βαρυτική αστάθεια, λένε οι ερευνητές. Σε αυτό το σενάριο, υπό ορισμένες συνθήκες, το νέφος αερίων, μέρος του οποίου είναι πιο πυκνό, καταρρέει γρήγορα υπό την επίδραση βαρυτικών δυνάμεων.
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι αφού αυτό ισχύει καθ' όλη τη διάρκειαεμφανίσεις, σχηματίστηκαν ορισμένα αντικείμενα της ζώνης Kuiper, ίσως παρόμοιες διεργασίες συνέβησαν στον πρώιμο πρωτοπλανητικό δίσκο, από τον οποίο δημιουργήθηκαν όλα τα αντικείμενα του ηλιακού συστήματος. Είναι αξιοσημείωτο ότι ο σχηματισμός των πλανητών σε αυτή τη θεωρία διαρκεί χιλιάδες, όχι εκατομμύρια χρόνια, και ως εκ τούτου ολόκληρη η διαδικασία σχηματισμού του συστήματος θα μπορούσε να προχωρήσει πολύ πιο γρήγορα.
Το New Horizons εξακολουθεί να κινείταιμέσω της ζώνης Kuiper, ίσως οι επιστήμονες θα μπορέσουν να αναγνωρίσουν ένα άλλο αντικείμενο με το οποίο μπορεί να προσεγγίσει η συσκευή. Αυτή η ανακάλυψη, ίσως, θα ανατρέψει για άλλη μια φορά τις ιδέες για τη δομή και την εξέλιξη του ηλιακού συστήματος.
Καλλιτεχνική απεικόνιση της εξερεύνησης των New Horizons της ζώνης Kuiper. Εικόνα: Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins, Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
Κινούμενοι γίγαντες αερίου
Το New Horizons παρείχε μια ματιάμεμονωμένα αντικείμενα της ζώνης Kuiper από κοντά και την ανάπτυξη επίγειων οργάνων παρατηρητηρίου για να τα εξετάσουμε μαζικά. Για παράδειγμα, πλανητικοί επιστήμονες ολοκλήρωσαν πρόσφατα μια μελέτη για την προέλευση του ηλιακού συστήματος χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Καναδά-Γαλλία-Χαβάη που βρίσκεται στο Mauna Kea. Αυτή είναι η ίδια κορυφή από την οποία ανακαλύφθηκε το πρώτο αντικείμενο της ζώνης Kuiper. Κατά τη διάρκεια της ανασκόπησης, οι πλανητολόγοι εντόπισαν 800 άγνωστα στο παρελθόν αντικείμενα, με αποτέλεσμα ο συνολικός αριθμός τους να ξεπεράσει τις 3 χιλιάδες.
Η παρατήρηση μεγάλης κλίμακας το αποκάλυψεΤα αντικείμενα της ζώνης Kuiper δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα, αλλά συγκεντρώνονται σε μικρές ομάδες. Ένα τέτοιο φαινόμενο είναι δυνατό ως αποτέλεσμα ενός ισχυρού βαρυτικού φαινομένου.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ευθύνη γιαμια τέτοια παραμόρφωση βρίσκεται σε δύο γίγαντες αερίου - τον Ποσειδώνα και τον Κρόνο. Οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι εάν στο παρελθόν αυτοί οι πλανήτες κινούνταν ακανόνιστα, πλησιάζοντας και υποχωρώντας από τον Ήλιο κατά διαστήματα, ισχυρά βαρυτικά κύματα που σχετίζονται με μια αλλαγή στη θέση των ογκωδών αντικειμένων θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη θέση των αντικειμένων στη ζώνη Kuiper.
Έχουν ήδη γίνει πολυάριθμες μελέτες για τη ζώνη του Κάιπερμας επέτρεψε να μάθουμε περισσότερα για το παρελθόν του ηλιακού μας συστήματος. Οι πλανητολόγοι μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν μια από τις υποθέσεις του σχηματισμού πλανητών και ανακάλυψαν την αστάθεια της τροχιάς των γιγάντων αερίων στα πρώτα στάδια της ύπαρξης του ηλιακού συστήματος.
Παρόλα αυτά, μπορεί να υπάρχουν πολλά ακόμη.καταπληκτικές ανακαλύψεις. Για παράδειγμα, το New Horizons μπορεί να συναντήσει έναν άλλο ασυνήθιστο αστεροειδή. Και επιπλέον, μια μεγάλης κλίμακας μελέτη θα πρέπει να ξεκινήσει το επόμενο έτος με τη βοήθεια του υπό κατασκευή παρατηρητηρίου Vera Rubina στη Χιλή. Για 10 χρόνια, τα τηλεσκόπια του παρατηρητηρίου θα σαρώνουν συνεχώς το νότιο ημισφαίριο για να βρουν τις πιο μικρές λεπτομέρειες. Αυτή η έρευνα αναμένεται να αυξήσει τον αριθμό των γνωστών αντικειμένων της ζώνης Kuiper σε 40.000 και είναι βέβαιο ότι θα φέρει πολλές νέες ανακαλύψεις.
Κάλυμμα: Ζώνη Kuiper. Εικόνα: NASA
Διαβάστε περισσότερα:
Η ηλιακή κηλίδα στο μέγεθος της γης μεγαλώνει 10 φορές σε 2 ημέρες: κατευθύνεται σε εμάς
Οι επιστήμονες βρήκαν τα λείψανα ενός αρχαίου ανθρώπου με δύο χρωμοσώματα Χ
Από το σώμα στο στόμα: οι επιστήμονες κατάλαβαν από πού προέρχονται τα δόντια