Vuonna 1930, Pluton löytämisen jälkeen, tähtitieteilijä Frederick Leonard kirjoitti, että aurinkokunnan kaukaisin planeetta
Tämä käsite yhdistää kaikki sijaitsevat kohteetNeptunuksen ulkopuolella (35 AU:sta) 50 AU:n sisällä auringosta. Muista, että yksi tähtitieteellinen yksikkö on etäisyys Maasta tähteemme. On huomionarvoista, että tämä alue on nimetty hollantilaisen ja amerikkalaisen tähtitieteilijän Gerard Kuiperin mukaan, vaikka juuri hän vaati viime vuosisadan 50-luvulla, että alueen Neptunuksen kiertoradalta Oort-pilveen tulisi olla täysin tyhjä. Tiedemies uskoi, että Pluto oli kooltaan verrattavissa Maahan, ja siksi sen painovoiman vaikutuksena oli puhdistaa avaruus kiertoradalla kaikista asteroideista.
Kuiperin vyö muistuttaa asteroidivyöhykettäsijaitsee Maan ja Marsin kiertoratojen välissä, mutta se on paljon suurempi, siinä havaitaan leveämpiä ja massiivisempia esineitä. Mukaan lukien ainakin neljä kääpiöplaneettaa - Pluto, Haumea, Makemake ja Eris. Toisin kuin maapallon lähellä sijaitsevat kivivyöhykekohteet, Kuiper-vyöhykkeen asteroidit ovat enimmäkseen jähmettynyttä kaasua.
Asteroidivyöhyke, Kuiper-vyö ja Oort-pilvi. Kuva: Mark Garlick, Science Source
Kuinka onnistuit avaamaan ensimmäisen esineen?
Vaikka erilaisia oletuksia olemassaolostaTrans-Neptunuksen esineitä, eli kosmisia kappaleita, jotka sijaitsevat Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella, esiteltiin koko 1900-luvun ajan, etenkin Pluton (ensimmäisen sellaisen kohteen) löytämisen jälkeen. Ensimmäinen vahvistus kaukaisten esineiden olemassaolosta saatiin vasta 30 vuotta sitten.
Planeetatieteilijä David Jewitt ja tähtitieteilijä Jane LuuMassachusetts Institute of Technology harjoittanut epätavallisia hakuja 80-luvun lopulta lähtien. He käyttivät kaukoputkia Arizonassa ottaakseen satunnaisia valokuvia taivaan paikoista. Lyhyillä tauoilla otetuissa kuvissa voi näkyä jonkinlainen liikkuva kohde.
Kokeet onnistuivat kolmen vuoden jälkeentutkimuksen alkamisen jälkeen. Elokuun 30. päivän 1992 yönä tutkijat käyttivät Havaijin yliopiston teleskooppia Big Islandilla. He käyttivät tavallista tekniikkaansa etäisten esineiden löytämiseen. Erillisiä kuvia otettiin kerran tunnissa, minkä jälkeen tutkijat vertailivat, oliko jokin kuvassa muuttunut.
Noin 21:14 tutkijaa otti kaksi ensimmäistä kuvaa. Vertaamalla niitä näytöllä he näkivät pienen valopilkun, joka toisessa kuvassa on siirtynyt hieman länteen. Varmistaakseen, että tämä ei ole virhe eikä satunnainen kuva kaukaisista kosmisista säteistä, tutkijat odottivat kello 23.00 ja ottivat uuden valokuvan. Kolmannessa kuvassa uusi kohde säilytetään ja siirretään edelleen länteen. Samanlaisia tietoja osoitti neljäs kuva, joka otettiin juuri puolenyön jälkeen.
Liikkuva kohde eri havaintoaikoina. Kuva: David Jewitt, UCLA
Lisätutkimukset osoittivat niin pitkälleObjekti, jolle tiedemiehet antoivat nimen QB1, kesti lähes kuukauden kulkeakseen täyden kuun leveän taivaanpalan läpi. Objektin kirkkauden ja hitaan nopeuden perusteella tutkijat päättelivät, että QB1 on jää- ja kivikappale, jonka halkaisija on noin 250 km ja joka liikkuu Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella.
Se oli ensimmäinen transneptunlainen Pluton jälkeen.esine. Ensimmäistä menestystä seurasi uudet: muutaman kuukauden kuluttua tutkijat onnistuivat avaamaan toisen kohteen. Ja kun digitaalisten antureiden herkkyys parani, löydöt menivät yksi toisensa jälkeen. Tähän mennessä Kuiperin vyöhykkeellä tiedetään kiertävän useita tuhansia esineitä.
"New Horizons" ja Arrokothin salaisuudet
Uusi läpimurto Kuiperin vyöhykkeen ja aurinkoenergian tutkimuksessaJärjestelmä liittyy New Horizons -tutkimustehtävään. NASA laukaisi planeettojen välisen avaruusaseman vuonna 2006, ja se lähetti jo vuonna 2015 takaisin ensimmäiset kuvat Pluton ja Charonin järjestelmästä (planeetan kuu) sekä monia hämmästyttävän yksityiskohtaisia kuvia Kuiper-vyön kohteista.
Mutta hämmästyttävin löytö tehtiin"New Horizons" vuonna 2019. Alus, joka oli tuolloin noin 1,5 miljardin kilometrin etäisyydellä Pluton kiertoradalta, löysi epätavallisen muotoisen asteroidin - Arrokothin. Tämä on kontakti-kaksoisobjekti, joka koostuu kahdesta osasta. Isompi osa - Ultima - muistuttaa litteää pannukakkua, jonka reuna on kiinnitetty pienempään esineeseen - pallomaiseen Thuleen.
Arrokoth. Kuva: NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
Planeettojen lisääntyminen on yksi hypoteeseistaAurinkokunnan objektien muodostuminen - viittaa siihen, että planeettojen muodostuminen tapahtuu sarjan törmäysten seurauksena, joissa esineet törmäävät ja tarttuvat yhteen, kasvaen ja suuremmaksi. Tällä hypoteesilla on vain yksi haittapuoli: massan kasvaessa tällaiset esineet saavat oman painovoimansa. Tämän seurauksena molemmat osat kiihtyvät liian aktiivisesti ennen törmäystä eivätkä voi yksinkertaisesti liittyä toisiinsa, vaan ne hajoavat osiin.
Erityisesti kahden törmäyksen mallintaminenArrokothin osat osoittavat, että niiden törmäys ei olisi voinut tuottaa niin epätavallista esinettä. Tiedemiehet ehdottavat, että toinen hypoteesi selittää paremmin asteroidin epätavallisen rakenteen.
On todennäköisempää, että Arrokoth syntyi seurauksenaprosessi, joka tunnetaan painovoiman epävakaudena, tutkijat sanovat. Tässä skenaariossa tietyissä olosuhteissa kaasupilvi, josta osa on tiheämpää, romahtaa nopeasti gravitaatiovoimien vaikutuksesta.
Tutkijat huomauttavat, että koska näin on koko ajanesiintymisiä, joitain Kuiper-vyön esineitä muodostui, ehkä samanlaisia prosesseja tapahtui varhaisessa protoplanetaarisessa levyssä, josta kaikki aurinkokunnan esineet muodostuivat. On huomionarvoista, että planeettojen muodostuminen tässä teoriassa kestää tuhansia, ei miljoonia vuosia, ja siksi koko järjestelmän muodostumisprosessi voisi edetä paljon nopeammin.
New Horizons jatkaa edelleen liikkeessäKuiper-vyön kautta, ehkä tutkijat pystyvät tunnistamaan toisen kohteen, jonka kanssa laite voi lähestyä. Tämä löytö ehkä kääntää jälleen kerran ajatukset aurinkokunnan rakenteesta ja kehityksestä.
Taiteellinen kuva New Horizons -tutkimuksesta Kuiperin vyöhykkeellä. Kuva: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
Liikkuvat kaasujättiläiset
New Horizons tarjosi vilauksenYksittäisten Kuiper-vyöhykkeiden kohteiden läheltä ja maanpäällisten observatorioinstrumenttien kehittäminen niiden massa huomioon ottamiseksi. Esimerkiksi planeettatieteilijät ovat äskettäin saaneet päätökseen tutkimuksen aurinkokunnan alkuperästä käyttämällä Kanada-Ranska-Hawaii-teleskooppia, joka sijaitsee Mauna Keassa. Tämä on sama huippu, josta ensimmäinen Kuiper-vyöhykkeen esine löydettiin. Katsauksen aikana planeettatutkijat tunnistivat 800 aiemmin tuntematonta esinettä, minkä seurauksena niiden kokonaismäärä ylitti 3 tuhatta.
Laajamittainen havainto paljasti senKuiper-vyön esineet eivät ole jakautuneet tasaisesti, vaan ne ovat keskittyneet pieniin ryhmiin. Tällainen vaikutus on mahdollista voimakkaan gravitaatiovaikutuksen seurauksena.
Tutkijat uskovat, että vastuutällainen vääristymä on kahdessa kaasujättiläisessä - Neptunuksessa ja Saturnuksessa. Simulaatiot osoittivat, että jos aiemmin nämä planeetat liikkuivat satunnaisesti, lähestyen ja vetäytyen Auringosta aika ajoin, massiivisten esineiden sijainnin muutokseen liittyvät voimakkaat gravitaatioaallot saattoivat vaikuttaa objektien sijaintiin Kuiper-vyöhykkeellä.
Lukuisat tutkimukset Kuiperin vyöhykkeestä ovat jo tehneetantoi meille mahdollisuuden oppia lisää aurinkokuntamme menneisyydestä. Planetologit pystyivät vahvistamaan yhden hypoteeseista planeettojen muodostumisesta ja havaitsivat kaasujättiläisten kiertoradan epävakauden aurinkokunnan olemassaolon alkuvaiheessa.
Tästä huolimatta niitä voi olla paljon lisää tulossa.hämmästyttäviä löytöjä. Esimerkiksi New Horizons voi kohdata toisen epätavallisen asteroidin. Ja sitä paitsi ensi vuonna pitäisi alkaa laaja tutkimus Chileen rakenteilla olevan Vera Rubinan observatorion avulla. 10 vuoden ajan observatorion kaukoputket skannaavat jatkuvasti eteläistä pallonpuoliskoa löytääkseen pienimmätkin yksityiskohdat. Tämän tutkimuksen odotetaan lisäävän Kuiperin vyöhykkeen tunnettujen esineiden määrän 40 000:een ja tuovan varmasti monia uusia löytöjä.
Kansi: Kuiperin vyö. Kuva: NASA
Lue lisää:
Maan kokoinen auringonpilkku kasvaa 10 kertaa kahdessa päivässä: se on suunnattu meihin
Tutkijat ovat löytäneet muinaisen miehen jäännökset, jolla on kaksi X-kromosomia
Kehosta suuhun: tutkijat ovat ymmärtäneet, mistä hampaat ovat peräisin