冥王星の発見後の 1930 年に、天文学者のフレデリック・レナードは、太陽系で最も遠い惑星であると書きました。
この概念は、配置されたすべてのオブジェクトを統合します海王星を超えて (35 AU から) 50 AU 以内太陽から。 1 天文単位は、地球から星までの距離であることを思い出してください。この地域がオランダとアメリカの天文学者ジェラルド・カイパーにちなんで名付けられたことは注目に値しますが、前世紀の50年代に海王星の軌道からオールトの雲までの地域は完全に空であるべきだと主張したのは彼でした.科学者は、冥王星は地球に匹敵する大きさであり、したがってその重力の影響により、軌道に沿った空間からすべての小惑星が取り除かれたはずであると信じていました。
カイパーベルトは小惑星帯に似ている地球と火星の軌道の間に位置していますが、はるかに大きく、より広く、より大規模なオブジェクトが観測されています。冥王星、ハウメア、マケマケ、エリスの少なくとも 4 つの準惑星を含む。また、地球近くの岩石帯天体とは異なり、カイパーベルト小惑星は大部分が固化したガスです。
小惑星帯、カイパーベルト、オールトの雲。画像: Mark Garlick、Science Source
どうやって最初のオブジェクトを開くことができたのですか?
存在については様々な憶測が飛び交いますが、トランスネプチューンオブジェクト、つまり海王星の軌道の外側に位置する宇宙体は、特に冥王星 (最初のそのようなオブジェクト) の発見後、20 世紀を通じて提唱されました。遠方の物体の存在が最初に確認されたのは、わずか 30 年前のことです。
惑星科学者の David Jewitt と天文学者の Jane Luu は、マサチューセッツ工科大学は、80 年代後半から異常な検索を行ってきました。彼らはアリゾナで望遠鏡を使って空のパッチのランダムな写真を撮りました。短い休憩で撮影された一連のショットは、ある種の動くオブジェクトを示す可能性があります。
実験は3年後に成功した研究開始後。 1992 年 8 月 30 日の夜、科学者たちはビッグ アイランドでハワイ大学の望遠鏡を使用しました。彼らは、遠くの物体を見つけるために通常の技術を使用しました。 1時間ごとに別々の写真が撮られ、その後、科学者は画像の何かが変化したかどうかを比較しました.
21時頃：14 人の科学者が最初の 2 つの画像を撮影しました。画面上でそれらを比較すると、2番目の画像ではわずかに西に移動した小さな光の斑点が見えました。これが間違いではなく、遠くの宇宙線のランダムな画像ではないことを確認するために、科学者たちは 23:00 まで待って別の写真を撮りました。 3 番目の画像では、新しいオブジェクトが保存され、さらに西に移動しています。同様のデータは、真夜中過ぎに撮影された 4 枚目の写真にも示されています。
異なる観測時間で動く物体。画像: David Jewitt、UCLA
さらなる研究により、そこまでのことが判明した科学者らがQB1と名付けたこの物体は、満月の幅の空の一部分を通過するのにほぼ1か月かかった。科学者らは、物体の明るさと遅い速度に基づいて、QB1 は直径約 250 km の氷と岩の物体であり、海王星の軌道を超えて移動していると結論付けました。
冥王星に続いて最初のトランスネプチューンでした。オブジェクト。最初の成功の後に新しい成功が続きました。数か月後、科学者は別のオブジェクトを発見することができました。そして、デジタルセンサーの感度が向上するにつれ、発見が相次いだ。現在までに、数千個の天体がカイパーベルトを周回していることが知られています。
「ニューホライズンズ」とアロコスの秘密
カイパーベルトと太陽の研究における新たなブレークスルーこのシステムは、ニュー ホライズンズの研究ミッションに関連付けられています。惑星間宇宙ステーションは 2006 年に NASA によって打ち上げられ、すでに 2015 年には冥王星とカロン システム (惑星の月) の最初の画像と、カイパー ベルト天体の多くの驚くほど詳細な画像が送り返されました。
しかし、最も驚くべき発見がなされました2019年の『ニューホライズンズ』。その時点で冥王星の軌道から約15億kmの距離にあったこの船は、珍しい形の小惑星、アロコスを発見した。これは 2 つの部分で構成される二重接触オブジェクトです。大きな部分 - Ultima - は平らなパンケーキに似ており、その端は小さなオブジェクト - 球形の Thule に取り付けられています。
アロコス。画像: NASA、ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所、サウスウェスト研究所、ローマン・タカチェンコ
惑星の降着は仮説の1つです太陽系天体の形成 - 惑星の形成は、天体が衝突してくっつき、どんどん大きくなっていく一連の衝突の結果として起こることを示唆しています。この仮説には欠点が 1 つだけあります。質量が大きくなるにつれて、そのようなオブジェクトは独自の重力を獲得します。その結果、衝突前に 2 つの部分が活発に加速しすぎて、単純に接続できず、部分に分割されます。
特に、2 つの衝突のモデル化アロコスの一部は、それらの衝突によってそのような異常な物体が生成されるはずがないことを示しています。科学者たちは、別の仮説が小惑星の異常な構造をよりよく説明していると示唆しています。
その結果としてアロコスが生まれた可能性が高い研究者らによると、これは重力不安定として知られるプロセスだという。このシナリオでは、特定の条件下で、ガス雲の一部はより密度が高くなり、重力の影響で急速に崩壊します。
研究者は、これは全体に当てはまるため、いくつかのカイパーベルト天体が形成されたが、おそらく同様のプロセスが初期の原始惑星系円盤で発生し、そこから太陽系のすべての天体が形成された.この理論では、惑星の形成には数百万年ではなく数千年かかるため、システム形成のプロセス全体がはるかに速く進行する可能性があることは注目に値します。
New Horizo nsはまだ動き続けていますカイパーベルトを介して、おそらく科学者は、デバイスが接近できる別のオブジェクトを特定できるようになるでしょう。この発見は、おそらく、太陽系の構造と進化についての考えを再び変えるでしょう。
カイパー ベルトのニュー ホライズンズ探査の芸術的なイラスト。画像: ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所、サウスウェスト研究所 (JHUAPL/SwRI)
動くガス巨人
New Horizo nsは垣間見ることができました個々のカイパーベルト天体を間近で観察し、それらをまとめて考察するための地上観測機器の開発。たとえば、惑星科学者は最近、マウナケアにあるカナダ-フランス-ハワイ望遠鏡を使用して、太陽系の起源の研究を完了しました。これは、最初のカイパーベルト天体が発見されたのと同じピークです。レビュー中に、惑星科学者は800個の未知のオブジェクトを特定し、その結果、それらの総数は3,000を超えました。
大規模な観測で明らかになったのは、カイパーベルト天体は不均一に分布していますが、小さなグループに集中しています。このような効果は、強力な重力効果の結果として可能になります。
研究者は、そのような歪みは、海王星と土星という 2 つの巨大ガス惑星にあります。シミュレーションは、過去にこれらの惑星が不規則に動き、時々太陽に近づいたり遠ざかったりした場合、巨大な物体の位置の変化に関連する強力な重力波がカイパーベルト内の物体の位置に影響を与える可能性があることを示しました.
カイパーベルトに関する多くの研究がすでに行われている.太陽系の過去についてもっと知ることができました。惑星学者は、惑星形成の仮説の 1 つを確認することができ、太陽系の存在の初期段階で巨大ガス惑星の軌道が不安定であることを発見しました。
これにもかかわらず、さらに多くのことが来る可能性があります。驚くべき発見。たとえば、ニュー ホライズンズは別の異常な小惑星に遭遇する可能性があります。さらに、チリで建設中のヴェラ・ルビナ天文台の助けを借りて、大規模な研究が来年開始される予定です。 10 年間、天文台の望遠鏡は南半球を継続的にスキャンして、細部を見つけます。この研究により、既知のカイパーベルト天体の数が 40,000 に増えることが期待されており、多くの新しい発見がもたらされることは間違いありません。
表紙：カイパーベルト。画像：NASA
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