1930. gadā pēc Plutona atklāšanas astronoms Frederiks Leonards rakstīja, ka Saules visattālākā planēta
Šis jēdziens apvieno visus objektus, kas atrodasaiz Neptūna (no 35 AU) 50 AU robežās no saules. Atcerieties, ka viena astronomiskā vienība ir attālums no Zemes līdz mūsu zvaigznei. Zīmīgi, ka šis reģions tika nosaukts holandiešu un amerikāņu astronoma Džerara Koipera vārdā, lai gan tieši viņš pagājušā gadsimta 50. gados uzstāja, ka reģionam no Neptūna orbītas līdz Ortas mākonim jābūt absolūti tukšam. Zinātnieks uzskatīja, ka Plutons pēc izmēra ir salīdzināms ar Zemi, un tāpēc tā gravitācijas ietekmei vajadzēja atbrīvot telpu gar orbītu no visiem asteroīdiem.
Kuipera josta atgādina asteroīdu josluatrodas starp Zemes un Marsa orbītām, taču tā ir daudz lielāka, tajā novērojami platāki un masīvāki objekti. Tostarp vismaz četras pundurplanētas - Plutons, Haumea, Makemake un Eris. Turklāt atšķirībā no akmeņainajiem objektiem netālu no Zemes Koipera joslas asteroīdi lielākoties ir sacietējusi gāze.
Asteroīdu josta, Kuipera josta un Orta mākonis. Attēls: Marks Garliks, Zinātnes avots
Kā jums izdevās atvērt pirmo objektu?
Kaut vai dažādi pieņēmumi par esamībuTrans-Neptūna objekti, tas ir, kosmiskie ķermeņi, kas atrodas ārpus Neptūna orbītas, tika izvirzīti visu 20. gadsimtu, īpaši pēc Plutona (pirmā šāda objekta) atklāšanas. Pirmo apstiprinājumu attālu objektu esamībai guva tikai pirms 30 gadiem.
Planētu zinātnieks Deivids Dževits un astronome Džeina Lū no plkstMasačūsetsas Tehnoloģiju institūts kopš 80. gadu beigām nodarbojās ar neparastiem meklējumiem. Viņi izmantoja teleskopus Arizonā, lai nejauši fotografētu debess plankumus. Kadru sērija, kas uzņemta ar īsiem pārtraukumiem, varētu parādīt kādu kustīgu objektu.
Eksperimenti bija veiksmīgi pēc trim gadiempēc pētījuma sākuma. 1992. gada 30. augusta naktī zinātnieki izmantoja Havaju Universitātes teleskopu Lielajā salā. Viņi izmantoja savu parasto tehniku, lai atrastu tālu objektus. Reizi stundā tika uzņemti atsevišķi attēli, pēc kuriem zinātnieki salīdzināja, vai attēlā kaut kas nav mainījies.
Ap 21:14 zinātnieki uzņēma pirmos divus attēlus. Salīdzinot tos uz ekrāna, viņi redzēja nelielu gaismas plankumu, kas otrajā attēlā ir nedaudz novirzījies uz rietumiem. Lai pārliecinātos, ka tā nav kļūda un nav nejaušs tālu kosmisko staru attēls, zinātnieki nogaidīja līdz pulksten 23:00 un uzņēma vēl vienu fotoattēlu. Trešajā attēlā jaunais objekts ir saglabāts un pārvietots tālāk uz rietumiem. Līdzīgus datus parādīja ceturtais attēls, kas uzņemts tikai pēc pusnakts.
Kustīgs objekts dažādos novērošanas laikos. Attēls: David Jewitt, UCLA
Turpmākie pētījumi to parādījaObjektam, ko zinātnieki nosauca par QB1, bija nepieciešams gandrīz mēnesis, lai izietu cauri debess laukumam pilnmēness platumā. Pamatojoties uz objekta spilgtumu un lēno ātrumu, zinātnieki secināja, ka QB1 ir ledus un akmeņu objekts, kura diametrs ir aptuveni 250 km un kas pārvietojas ārpus Neptūna orbītas.
Tas bija pirmais transneptūnietis pēc Plutona.objekts. Pirmajiem panākumiem sekoja jauni: pēc dažiem mēnešiem zinātniekiem izdevās atklāt citu objektu. Un, uzlabojoties digitālo sensoru jutībai, atklājumi gāja viens pēc otra. Līdz šim ir zināms, ka ap Kuipera jostu riņķo vairāki tūkstoši objektu.
"New Horizons" un Arrokoth noslēpumi
Jauns sasniegums Koipera jostas un Saules pētījumosSistēma ir saistīta ar New Horizons pētniecības misiju. Starpplanētu kosmosa staciju NASA palaida 2006. gadā, un jau 2015. gadā tā atsūtīja pirmos Plutona un Šarona sistēmas (planētas mēness) attēlus un daudzus apbrīnojami detalizētus Koipera jostas objektu attēlus.
Bet tika izdarīts pārsteidzošākais atklājums"Jaunie apvāršņi" 2019. gadā. Kuģis, kas tajā brīdī atradās aptuveni 1,5 miljardu km attālumā no Plutona orbītas, atklāja neparastas formas asteroīdu - Arrokotu. Šis ir kontakta dubultais objekts, kas sastāv no divām daļām. Lielāka daļa – Ultima – atgādina plakanu pankūku, kuras maliņa ir piestiprināta pie mazāka priekšmeta – sfēriskās Tules.
Arrokoth. Attēls: NASA, Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorija, Dienvidrietumu pētniecības institūts, Romāns Tkačenko
Planētu akrecija ir viena no hipotēzēmSaules sistēmas objektu veidošanās – liek domāt, ka planētu veidošanās notiek sadursmju sērijas rezultātā, kurās objekti saduras un salīp kopā, kļūstot arvien lielāki. Šai hipotēzei ir tikai viens trūkums: pieaugot masai, šādi objekti iegūst savu smagumu. Rezultātā abas daļas pārāk aktīvi paātrinās pirms sadursmes un nevar vienkārši savienoties, bet tiek sadalītas daļās.
Jo īpaši, modelējot divu sadursmiArrokoth daļas parāda, ka to sadursme nevarēja radīt tik neparastu objektu. Zinātnieki liek domāt, ka asteroīda neparasto uzbūvi labāk izskaidro cita hipotēze.
Visticamāk, ka Arrokots ir dzimis kā rezultātāprocess, kas pazīstams kā gravitācijas nestabilitāte, saka pētnieki. Šajā scenārijā noteiktos apstākļos gāzes mākonis, kura daļa ir blīvāka, gravitācijas spēku ietekmē ātri sabrūk.
Pētnieki atzīmē, ka, tā kā tas tā ir visāparādīšanās, veidojās daži Koipera jostas objekti, iespējams, līdzīgi procesi notika agrīnajā protoplanetārajā diskā, no kura veidojās visi Saules sistēmas objekti. Zīmīgi, ka planētu veidošanās šajā teorijā aizņem tūkstošiem, nevis miljoniem gadu, un tāpēc viss sistēmas veidošanās process varētu noritēt daudz ātrāk.
New Horizons joprojām turpina kustētiescaur Koipera joslu, iespējams, zinātniekiem izdosies noteikt citu objektu, ar kuru ierīce var tuvoties. Šis atklājums, iespējams, atkal pārvērtīs idejas par Saules sistēmas uzbūvi un evolūciju.
Mākslinieciska ilustrācija New Horizons Koipera jostas izpētei. Attēls: Džona Hopkinsa Universitātes Lietišķās fizikas laboratorija, Dienvidrietumu pētniecības institūts (JHUAPL/SwRI)
Kustīgie gāzes milži
New Horizons sniedza ieskatuatsevišķi Koipera jostas objekti tuvplānā un uz zemes bāzētu observatorijas instrumentu izstrāde, lai tos masveidā aplūkotu. Piemēram, planētu zinātnieki nesen ir pabeiguši pētījumu par Saules sistēmas izcelsmi, izmantojot Kanādas-Francijas-Havaju salu teleskopu, kas atrodas Mauna Kea. Šī ir tā pati virsotne, no kuras tika atklāts pirmais Kuipera jostas objekts. Pārskatīšanas laikā planētu zinātnieki identificēja 800 iepriekš nezināmus objektus, kā rezultātā to kopējais skaits pārsniedza 3 tūkstošus.
To atklāja liela mēroga novērojumiKoipera jostas objekti ir nevienmērīgi sadalīti, bet koncentrēti nelielās grupās. Šāda ietekme ir iespējama spēcīga gravitācijas efekta rezultātā.
Pētnieki uzskata, ka atbildība paršādi kropļojumi gulstas uz diviem gāzes gigantiem – Neptūnu un Saturnu. Simulācijas parādīja, ka, ja agrāk šīs planētas pārvietojās neregulāri, ik pa laikam tuvojoties Saulei un atkāpjoties no tās, spēcīgi gravitācijas viļņi, kas saistīti ar masīvu objektu atrašanās vietas maiņu, varēja ietekmēt objektu atrašanās vietu Kuipera joslā.
Jau ir veikti daudzi Kuipera jostas pētījumiļāva mums uzzināt vairāk par mūsu Saules sistēmas pagātni. Planetologi spēja apstiprināt vienu no hipotēzēm par planētu veidošanos un atklāja gāzes milžu orbītas nestabilitāti Saules sistēmas pastāvēšanas sākumposmā.
Neskatoties uz to, var būt daudz vairāk.pārsteidzoši atklājumi. Piemēram, New Horizons var saskarties ar citu neparastu asteroīdu. Un turklāt nākamgad būtu jāsāk plaša mēroga pētījums ar Čīlē topošās Veras Rubinas observatorijas palīdzību. 10 gadus observatorijas teleskopi nepārtraukti skenēs dienvidu puslodi, lai atrastu mazākās detaļas. Paredzams, ka šis pētījums palielinās zināmo Koipera joslas objektu skaitu līdz 40 000, un tas noteikti radīs daudz jaunu atklājumu.
Vāks: Kuipera josta. Attēls: NASA
Lasīt vairāk:
Zemes lieluma saules plankums 2 dienu laikā pieaug 10 reizes: tas ir vērsts uz mums
Zinātnieki ir atraduši sena cilvēka mirstīgās atliekas ar divām X hromosomām
No ķermeņa līdz mutei: zinātnieki ir sapratuši, no kurienes nāk zobi