1930년에 명왕성을 발견한 후 천문학자 프레더릭 레너드(Frederick Leonard)는 태양계에서 가장 먼 행성이 다음과 같이 썼습니다.
이 개념은 위치하는 모든 개체를 통합합니다.Neptune 너머(35AU에서) 50AU 이내 태양으로부터. 하나의 천문 단위는 지구에서 우리 별까지의 거리라는 것을 기억하십시오. 이 지역의 이름은 네덜란드와 미국의 천문학자인 Gerard Kuiper의 이름을 따서 명명되었다는 점에서 주목할 만합니다. 하지만 그는 지난 세기의 50년대에 해왕성 궤도에서 오르트 구름까지의 지역이 절대적으로 비어 있어야 한다고 주장한 사람이었습니다. 과학자는 명왕성이 지구와 크기가 비슷하기 때문에 중력의 영향으로 모든 소행성에서 궤도를 따라 공간을 제거해야 한다고 믿었습니다.
카이퍼 벨트는 소행성 벨트와 유사합니다.지구와 화성의 궤도 사이에 위치하지만 훨씬 더 크고 더 넓고 더 무거운 물체가 관찰됩니다. 최소 4개의 왜행성(명왕성, 하우메아, 마케마케, 에리스)을 포함합니다. 또한, 지구 근처의 암석 벨트 천체와 달리 카이퍼 벨트 소행성은 대부분 응고된 기체입니다.
소행성대, 카이퍼대, 오르트 구름. 이미지: Mark Garlick, Science Source
첫 번째 개체를 어떻게 열 수 있었습니까?
존재에 대한 다양한 가정에도 불구하고해왕성의 궤도 밖에 위치한 천체, 즉 해왕성의 궤도 밖에 있는 천체는 20세기 내내, 특히 명왕성(최초의 그러한 천체)이 발견된 이후에 제시되었습니다. 먼 물체의 존재에 대한 첫 번째 확인은 불과 30년 전에 이루어졌습니다.
행성 과학자 David Jewitt와 천문학자 Jane LuuMassachusetts Institute of Technology는 80년대 후반부터 특이한 검색을 했습니다. 그들은 애리조나에서 망원경을 사용하여 하늘의 일부를 무작위로 사진에 담았습니다. 짧은 휴식 시간에 촬영한 일련의 사진은 일종의 움직이는 물체를 보여줄 수 있습니다.
3년 만에 실험 성공연구 시작 후. 1992년 8월 30일 밤, 과학자들은 빅 아일랜드에서 하와이 대학교 망원경을 사용했습니다. 그들은 먼 물체를 찾는 데 평소의 기술을 사용했습니다. 한 시간에 한 번씩 별도의 사진을 찍은 후 과학자들은 이미지의 무언가가 바뀌었는지 비교했습니다.
21시경:14명의 과학자가 처음 두 개의 이미지를 촬영했습니다. 화면에서 그것들을 비교하면서 그들은 두 번째 이미지에서 약간 서쪽으로 이동한 작은 점의 빛을 보았습니다. 이것이 실수가 아니며 먼 우주 광선의 무작위 이미지가 아닌지 확인하기 위해 과학자들은 23:00까지 기다렸다가 다시 사진을 찍었습니다. 세 번째 이미지에서 새 개체는 보존되고 서쪽으로 더 이동합니다. 자정 직후에 찍은 네 번째 사진에서도 비슷한 데이터가 나타났습니다.
다른 관찰 시간에 움직이는 물체. 이미지: David Jewitt, UCLA
추가 연구에 따르면과학자들이 QB1이라고 명명한 이 물체는 보름달 너비의 하늘 조각을 통과하는 데 거의 한 달이 걸렸습니다. 물체의 밝기와 느린 속도를 토대로 과학자들은 QB1이 직경 약 250km에 해왕성 궤도를 넘어 이동하는 얼음과 암석으로 이루어진 물체라고 결론지었습니다.
명왕성 이후 최초의 해왕성 횡단 행성이었다.객체. 첫 번째 성공은 새로운 성공으로 이어졌습니다. 몇 달 후 과학자들은 다른 개체를 열 수 있었습니다. 그리고 디지털 센서의 감도가 향상되면서 발견이 잇달아 이루어졌습니다. 현재까지 수천 개의 물체가 카이퍼 벨트를 도는 것으로 알려져 있습니다.
"New Horizons"와 Arrokoth의 비밀
카이퍼 벨트와 태양열 연구의 새로운 돌파구이 시스템은 New Horizons 연구 임무와 관련이 있습니다. 행성간 우주 정거장은 2006년 NASA에 의해 발사되었으며 이미 2015년에 명왕성과 카론 시스템(행성의 달)의 첫 번째 이미지와 카이퍼 벨트 천체의 놀랍도록 상세한 이미지를 많이 보냈습니다.
그러나 가장 놀라운 발견은 이루어졌습니다.2019년 '뉴 호라이즌스'. 그 순간 명왕성 궤도에서 약 15억km 떨어진 곳에 있던 배는 특이한 모양의 소행성인 아로코스(Arrokoth)를 발견했습니다. 이것은 두 부분으로 구성된 접촉 이중 개체입니다. 더 큰 부분인 Ultima는 평평한 팬케이크와 비슷하며 그 가장자리는 더 작은 물체인 구형 Thule에 부착되어 있습니다.
아로코스. 이미지: NASA, Johns Hopkins University 응용 물리학 연구소, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
행성 강착은 가설 중 하나입니다.태양계 물체 형성 - 행성의 형성은 물체가 충돌하고 서로 달라붙어 점점 커지는 일련의 충돌 결과로 발생함을 시사합니다. 이 가설에는 단 하나의 단점이 있습니다. 질량이 커짐에 따라 그러한 물체는 자체 중력을 얻습니다. 결과적으로 두 부분은 충돌 전에 너무 적극적으로 가속되어 단순히 연결할 수 없으며 부분으로 나뉩니다.
특히, 두 개의 충돌을 모델링합니다.Arrokoth의 일부는 충돌이 그렇게 특이한 물체를 생성할 수 없었음을 보여줍니다. 과학자들은 또 다른 가설이 소행성의 특이한 구조를 더 잘 설명한다고 제안합니다.
Arrokoth는 결과적으로 태어났을 가능성이 더 높습니다.연구원들은 중력 불안정성으로 알려진 과정이라고 말합니다. 이 시나리오에서는 특정 조건에서 일부가 더 밀도가 높은 가스 구름이 중력의 영향으로 빠르게 붕괴됩니다.
연구자들은 이것이 전체에 걸쳐 사실이기 때문에외관상 일부 Kuiper 벨트 물체가 형성되었으며, 태양계의 모든 물체가 형성된 초기 원시 행성 원반에서 유사한 과정이 발생했을 수 있습니다. 이 이론에서 행성의 형성은 수백만 년이 아니라 수천 년이 걸리므로 시스템 형성의 전체 과정이 훨씬 더 빨리 진행될 수 있다는 점은 주목할 만합니다.
뉴호라이즌스는 계속 움직인다카이퍼 벨트를 통해 아마도 과학자들은 장치가 접근할 수 있는 다른 물체를 식별할 수 있을 것입니다. 이 발견은 아마도 태양계의 구조와 진화에 대한 아이디어를 다시 한 번 뒤집을 것입니다.
카이퍼 벨트의 뉴 호라이즌 탐사에 대한 예술적 삽화. 이미지: Johns Hopkins University 응용 물리학 연구소, Southwest Research Institute(JHUAPL/SwRI)
움직이는 가스 거대 기업
뉴호라이즌스는개별 카이퍼 벨트 개체를 가까이서 관찰하고 이를 일괄적으로 고려하기 위한 지상 관측 장비의 개발. 예를 들어, 행성 과학자들은 최근 마우나 케아에 위치한 캐나다-프랑스-하와이 망원경을 사용하여 태양계의 기원에 대한 연구를 완료했습니다. 이것은 최초의 카이퍼 벨트 물체가 발견된 동일한 봉우리입니다. 검토하는 동안 행성 과학자들은 이전에 알려지지 않은 800개의 물체를 식별했으며 그 결과 총 수가 3,000개를 초과했습니다.
대규모 관찰을 통해 밝혀진카이퍼 벨트 개체는 고르게 분포되어 있지 않지만 소규모 그룹에 집중되어 있습니다. 이러한 효과는 강력한 중력 효과의 결과로 가능합니다.
연구원들은 에 대한 책임이이러한 왜곡은 해왕성과 토성의 두 가스 거인에 있습니다. 시뮬레이션에 따르면 과거에 이 행성이 불규칙하게 움직이며 때때로 태양에 접근했다가 멀어지면 거대한 물체의 위치 변화와 관련된 강력한 중력파가 카이퍼 벨트에 있는 물체의 위치에 영향을 줄 수 있음을 보여주었습니다.
카이퍼 벨트에 대한 수많은 연구는 이미태양계의 과거에 대해 더 많이 알 수 있었습니다. 행성 학자들은 행성 형성 가설 중 하나를 확인할 수 있었고 태양계 존재의 초기 단계에서 가스 거인의 궤도의 불안정성을 발견했습니다.
그럼에도 불구하고 앞으로 더 많이 있을 수 있습니다.놀라운 발견. 예를 들어, New Horizons는 또 다른 특이한 소행성을 만날 수 있습니다. 게다가 내년에는 칠레에 건설 중인 베라 루비나 천문대의 도움으로 대규모 연구가 시작될 예정이다. 10년 동안 천문대의 망원경은 남반구를 지속적으로 스캔하여 가장 작은 세부 사항을 찾습니다. 이 연구는 알려진 카이퍼 벨트 개체의 수를 40,000개로 늘릴 것으로 예상되며 많은 새로운 발견을 가져올 것입니다.
커버: 카이퍼 벨트. 이미지: NASA
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