Еще в 1930 году после открытия Плутона астроном Фредерик Леонард писал, что самая далекая планета Солнечной
Questo concetto unisce tutti gli oggetti localizzatioltre Nettuno (da 35 UA) entro 50 UA dal sole. Ricordiamo che un'unità astronomica è la distanza dalla Terra alla nostra stella. È interessante notare che questa regione prende il nome dall'astronomo olandese e americano Gerard Kuiper, sebbene sia stato lui a insistere negli anni '50 del secolo scorso sul fatto che la regione dall'orbita di Nettuno alla nuvola di Oort dovesse essere assolutamente vuota. Lo scienziato credeva che Plutone fosse di dimensioni paragonabili alla Terra, e quindi la sua influenza gravitazionale avrebbe dovuto liberare lo spazio lungo l'orbita da tutti gli asteroidi.
La cintura di Kuiper ricorda la cintura degli asteroidisituato tra le orbite della Terra e di Marte, ma in esso si osservano oggetti molto più grandi, più larghi e più massicci. Compresi almeno quattro pianeti nani: Plutone, Haumea, Makemake ed Eris. Inoltre, a differenza degli oggetti della cintura rocciosa vicino alla Terra, gli asteroidi della cintura di Kuiper sono per lo più gas solidificato.
Cintura di asteroidi, cintura di Kuiper e nuvola di Oort. Immagine: Mark Garlick, fonte scientifica
Come sei riuscito ad aprire il primo oggetto?
Sebbene varie ipotesi sull'esistenzaoggetti transnettuniani, cioè corpi cosmici situati al di fuori dell'orbita di Nettuno, sono stati proposti per tutto il XX secolo, soprattutto dopo la scoperta di Plutone (il primo oggetto del genere). La prima conferma dell'esistenza di oggetti lontani è stata ottenuta solo 30 anni fa.
Lo scienziato planetario David Jewitt e l'astronoma Jane Luu diIl Massachusetts Institute of Technology dalla fine degli anni '80 si è impegnato in ricerche insolite. Hanno usato i telescopi in Arizona per scattare fotografie casuali di macchie di cielo. Una serie di scatti effettuati con brevi pause potrebbe mostrare un qualche tipo di oggetto in movimento.
Gli esperimenti hanno avuto successo dopo tre annidopo l'inizio dello studio. Nella notte del 30 agosto 1992, gli scienziati hanno utilizzato il telescopio dell'Università delle Hawaii sulla Big Island. Hanno usato la loro solita tecnica per trovare oggetti distanti. Sono state scattate immagini separate una volta all'ora, dopodiché gli scienziati hanno confrontato se qualcosa nell'immagine era cambiato.
Intorno alle 21:14 scienziati hanno scattato le prime due immagini. Confrontandoli sullo schermo, hanno visto un piccolo puntino di luce, che nella seconda immagine si è spostato leggermente a ovest. Per assicurarsi che questo non sia un errore e non un'immagine casuale di raggi cosmici lontani, gli scienziati hanno aspettato fino alle 23:00 e hanno scattato un'altra foto. Nella terza immagine, il nuovo oggetto è conservato e spostato più a ovest. Dati simili sono stati mostrati dalla quarta foto scattata poco dopo la mezzanotte.
Un oggetto in movimento in diversi momenti di osservazione. Immagine: David Jewitt, UCLA
Дальнейшие исследования показали, что далекому объекту, который ученые назвали QB1, потребовался почти месяц, чтобы пройти участок неба шириной с полную Луну. Основываясь на яркости объекта и его медленной скорости, ученые пришли к выводу, что QB1 представляет собой объект из льда и камня около 250 км в диаметре и движется за пределами орбиты Нептуна.
Fu il primo transnettuniano dopo Plutone.un oggetto. Al primo successo ne sono seguiti di nuovi: dopo pochi mesi gli scienziati sono riusciti ad aprire un altro oggetto. E con il miglioramento della sensibilità dei sensori digitali, le scoperte sono andate una dopo l'altra. Ad oggi, è noto che diverse migliaia di oggetti orbitano attorno alla cintura di Kuiper.
"Nuovi Orizzonti" e i segreti di Arrokoth
Una nuova svolta nello studio della fascia di Kuiper e del solareIl sistema è associato alla missione di ricerca New Horizons. La stazione spaziale interplanetaria è stata lanciata dalla NASA nel 2006 e già nel 2015 ha inviato le prime immagini del sistema Plutone e Caronte (la luna del pianeta) e molte immagini incredibilmente dettagliate degli oggetti della cintura di Kuiper.
Но самое удивительное открытие было сделано «Новыми Горизонтами» в 2019 году. Корабль, который в этот момент находился на расстоянии около 1,5 млрд км от орбиты Плутона, обнаружил астероид необычной формы — Аррокот. Это контактно-двойной объект, который состоит из двух частей. Большая часть — Ультима — напоминает плоский блин, ребро которого присоединено к меньшему объекту — сферической Туле.
Arrokoth. Immagine: NASA, laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
L'accrescimento planetario è una delle ipotesiFormazione di oggetti del sistema solare - suggerisce che la formazione di pianeti avvenga a seguito di una serie di collisioni in cui gli oggetti si scontrano e si uniscono, diventando sempre più grandi. Questa ipotesi ha un solo inconveniente: man mano che la massa cresce, tali oggetti acquisiscono una propria gravità. Di conseguenza, le due parti accelerano troppo attivamente prima della collisione e non possono semplicemente connettersi, ma vengono suddivise in parti.
В частности, моделирование столкновения двух частей Аррокота показывает, что при их столкновении не мог получиться такой необычный объект. Ученые предполагают, что другая гипотеза лучше объясняет необычное строение астероида.
Более вероятно, что Аррокот родился в результате процесса, известного как гравитационная неустойчивость, считают исследователи. В этом сценарии при определенных условиях газовое облака, часть которого оказывает более плотным, быстро схлопывается под действием гравитационных сил.
I ricercatori osservano che poiché questo è il caso in tuttoapparenze, si sono formati alcuni oggetti della cintura di Kuiper, forse processi simili si sono verificati nel primo disco protoplanetario, da cui si sono formati tutti gli oggetti del sistema solare. È interessante notare che la formazione dei pianeti in questa teoria richiede migliaia, non milioni di anni, e quindi l'intero processo di formazione del sistema potrebbe procedere molto più velocemente.
New Horizons continua a muoversiattraverso la cintura di Kuiper, forse gli scienziati saranno in grado di identificare un altro oggetto con cui il dispositivo può avvicinarsi. Questa scoperta, forse, cambierà ancora una volta le idee sulla struttura e l'evoluzione del sistema solare.
Illustrazione artistica dell'esplorazione di New Horizons della cintura di Kuiper. Immagine: Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University, Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
Подвижные газовые гиганты
New Horizons ha fornito un assaggio disingoli oggetti della cintura di Kuiper da vicino e lo sviluppo di strumenti di osservazione a terra per considerarli in blocco. Ad esempio, scienziati planetari hanno recentemente completato uno studio sull'origine del sistema solare utilizzando il telescopio Canada-Francia-Hawaii situato a Mauna Kea. Questo è lo stesso picco da cui è stato scoperto il primo oggetto della cintura di Kuiper. Durante la revisione, gli scienziati planetari hanno identificato 800 oggetti precedentemente sconosciuti, a seguito dei quali il loro numero totale ha superato i 3mila.
L'osservazione su larga scala lo ha rivelatoGli oggetti della cintura di Kuiper non sono distribuiti uniformemente, ma sono concentrati in piccoli gruppi. Un tale effetto è possibile come risultato di un potente effetto gravitazionale.
I ricercatori ritengono che la responsabilità pertale distorsione si trova su due giganti gassosi: Nettuno e Saturno. Le simulazioni hanno mostrato che se in passato questi pianeti si muovevano in modo irregolare, avvicinandosi e allontanandosi di tanto in tanto dal Sole, potenti onde gravitazionali associate a un cambiamento nella posizione di oggetti massicci potrebbero influenzare la posizione degli oggetti nella fascia di Kuiper.
Numerosi studi sulla cintura di Kuiper lo hanno già fattoci ha permesso di conoscere meglio il passato del nostro sistema solare. I planetologi sono stati in grado di confermare una delle ipotesi della formazione di pianeti e hanno scoperto l'instabilità dell'orbita dei giganti gassosi nelle prime fasi dell'esistenza del sistema solare.
Nonostante questo, potrebbero essercene molti altri in arrivo.scoperte incredibili. Ad esempio, New Horizons potrebbe incontrare un altro insolito asteroide. E inoltre, il prossimo anno dovrebbe iniziare uno studio su larga scala con l'aiuto dell'osservatorio Vera Rubina in costruzione in Cile. Per 10 anni, i telescopi dell'Osservatorio esploreranno continuamente l'emisfero australe per trovare i più piccoli dettagli. Si prevede che questa ricerca aumenterà il numero di oggetti conosciuti della cintura di Kuiper a 40.000 e porterà sicuramente molte nuove scoperte.
Copertina: cintura di Kuiper. Immagine: NASA
Leggi di più:
La macchia solare delle dimensioni della Terra cresce 10 volte in 2 giorni: è diretta verso di noi
Gli scienziati hanno trovato i resti di un uomo antico con due cromosomi X
Dal corpo alla bocca: gli scienziati hanno capito da dove vengono i denti