Tilbake i 1930, etter oppdagelsen av Pluto, skrev astronomen Frederick Leonard at den fjerneste planeten i solen
Dette konseptet forener alle objekter som befinner segutover Neptun (fra 35 AU) innenfor 50 AU fra Sola. Husk at en astronomisk enhet er avstanden fra jorden til stjernen vår. Det er bemerkelsesverdig at denne regionen ble oppkalt etter den nederlandske og amerikanske astronomen Gerard Kuiper, selv om det var han som på 50-tallet av forrige århundre insisterte på at regionen fra Neptuns bane til Oort-skyen skulle være helt tom. Forskeren mente at Pluto var sammenlignbar i størrelse med jorden, og derfor burde dens gravitasjonspåvirkning ha ryddet rommet langs banen fra alle asteroider.
Kuiperbeltet ligner asteroidebeltetligger mellom banene til Jorden og Mars, men det er mye større, bredere og mer massive objekter observeres i den. Inkludert minst fire dvergplaneter - Pluto, Haumea, Makemake og Eris. I motsetning til de steinete belteobjektene nær Jorden, er Kuiper-beltasteroider for det meste størknet gass.
Asteroidebelte, Kuiperbelte og Oort-sky. Bilde: Mark Garlick, Science Source
Hvordan klarte du å åpne det første objektet?
Selv om ulike antagelser om eksistensentrans-neptunske objekter, det vil si kosmiske kropper som ligger utenfor Neptuns bane, ble fremsatt gjennom hele 1900-tallet, spesielt etter oppdagelsen av Pluto (det første slike objekt). Den første bekreftelsen på eksistensen av fjerne objekter ble oppnådd for bare 30 år siden.
Planetforsker David Jewitt og astronom Jane Luu fraMassachusetts Institute of Technology siden slutten av 80-tallet engasjert seg i uvanlige søk. De brukte teleskoper i Arizona for å ta tilfeldige bilder av flekker på himmelen. En serie bilder tatt med korte pauser kan vise en slags objekt i bevegelse.
Eksperimentene var vellykkede etter tre åretter studiestart. Natt til 30. august 1992 brukte forskerne University of Hawaii-teleskopet på Big Island. De brukte sin vanlige teknikk for å finne fjerne gjenstander. Det ble tatt separate bilder en gang i timen, hvoretter forskerne sammenlignet om noe i bildet hadde endret seg.
Rundt 21:14 forskere tok de to første bildene. Sammenlignet dem på skjermen, så de at en liten lysflekk, som på det andre bildet har forskjøvet seg litt mot vest. For å være sikker på at dette ikke er en feil og ikke et tilfeldig bilde av fjerne kosmiske stråler, ventet forskerne til klokken 23.00 og tok et nytt bilde. På det tredje bildet er det nye objektet bevart og forskjøvet lenger mot vest. Lignende data ble vist av det fjerde bildet tatt like etter midnatt.
Et objekt i bevegelse ved forskjellige observasjonstidspunkter. Bilde: David Jewitt, UCLA
Videre forskning viste så langtObjektet, som forskerne kalte QB1, tok nesten en måned å passere gjennom en himmelflekk på bredden av fullmånen. Basert på objektets lysstyrke og langsomme hastighet, konkluderte forskerne at QB1 er et objekt av is og stein som er omtrent 250 km i diameter og som beveger seg utenfor Neptuns bane.
Det var den første trans-neptuniske etter Pluto.en gjenstand. Den første suksessen ble fulgt av nye: etter noen måneder klarte forskere å åpne et annet objekt. Og etter hvert som følsomheten til digitale sensorer ble bedre, gikk oppdagelsene en etter en. Til dags dato er det kjent at flere tusen gjenstander går i bane rundt Kuiperbeltet.
"New Horizons" og Arrokoths hemmeligheter
Et nytt gjennombrudd i studiet av Kuiperbeltet og solenergienSystemet er knyttet til New Horizons forskningsoppdrag. Den interplanetariske romstasjonen ble skutt opp av NASA i 2006, og allerede i 2015 sendte den tilbake de første bildene av Pluto og Charon-systemet (planetens måne) og mange utrolig detaljerte bilder av Kuiper-belteobjektene.
Men den mest fantastiske oppdagelsen ble gjort"New Horizons" i 2019. Skipet, som i det øyeblikket var i en avstand på omtrent 1,5 milliarder km fra banen til Pluto, oppdaget en asteroide med en uvanlig form - Arrokoth. Dette er et kontaktdobbelt objekt som består av to deler. Den større delen - Ultima - ligner en flat pannekake, hvis kant er festet til en mindre gjenstand - den sfæriske Thule.
Arrokoth. Bilde: NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
Planetarisk tilvekst er en av hypoteseneSolar System Object Formation - antyder at dannelsen av planeter skjer som et resultat av en rekke kollisjoner der objekter kolliderer og fester seg sammen, og blir større og større. Denne hypotesen har bare én ulempe: når massen vokser, får slike objekter sin egen tyngdekraft. Som et resultat akselererer de to delene for aktivt før kollisjonen og kan ikke bare kobles sammen, men brytes i stykker.
Spesielt modellering av kollisjonen av todeler av Arrokoth viser at deres kollisjon ikke kunne ha produsert en så uvanlig gjenstand. Forskere antyder at en annen hypotese bedre forklarer den uvanlige strukturen til asteroiden.
Det er mer sannsynlig at Arrokoth ble født som et resultaten prosess kjent som gravitasjonsustabilitet, sier forskerne. I dette scenariet, under visse forhold, kollapser gasskyen, hvorav en del er tettere, raskt under påvirkning av gravitasjonskrefter.
Forskerne bemerker at siden dette er tilfellet hele veienopptredener, noen Kuiper-belteobjekter dannet seg, kanskje lignende prosesser skjedde i den tidlige protoplanetariske skiven, hvorfra alle objekter i solsystemet ble dannet. Det er bemerkelsesverdig at dannelsen av planeter i denne teorien tar tusenvis, ikke millioner av år, og derfor kan hele prosessen med systemdannelse gå mye raskere.
New Horizons fortsetter å bevege seggjennom Kuiperbeltet vil kanskje forskere kunne identifisere et annet objekt som enheten kan nærme seg med. Denne oppdagelsen vil kanskje igjen snu ideene om strukturen og utviklingen av solsystemet.
Kunstnerisk illustrasjon av New Horizons-utforskningen av Kuiperbeltet. Bilde: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
Flytte gassgiganter
New Horizons ga et glimt avindividuelle Kuiper-belteobjekter på nært hold, og utvikling av bakkebaserte observatorieinstrumenter for å vurdere dem i massevis. For eksempel har planetariske forskere nylig fullført en studie av opprinnelsen til solsystemet ved å bruke Canada-Frankrike-Hawaii-teleskopet som ligger på Mauna Kea. Dette er den samme toppen som det første Kuiperbelteobjektet ble oppdaget fra. Under gjennomgangen identifiserte planetariske forskere 800 tidligere ukjente objekter, som et resultat av at deres totale antall oversteg 3 tusen.
Storskala observasjon avslørte detKuiperbelteobjekter er ikke jevnt fordelt, men er konsentrert i små grupper. En slik effekt er mulig som følge av en kraftig gravitasjonseffekt.
Forskere mener at ansvaret forslik forvrengning ligger på to gassgiganter - Neptun og Saturn. Simuleringene viste at hvis tidligere disse planetene beveget seg uberegnelig, nærmer seg og trekker seg tilbake fra solen fra tid til annen, kan kraftige gravitasjonsbølger assosiert med en endring i plasseringen av massive objekter påvirke plasseringen av objekter i Kuiperbeltet.
Tallrike studier av Kuiperbeltet har alleredetillot oss å lære mer om fortiden til vårt solsystem. Planetologer var i stand til å bekrefte en av hypotesene om dannelsen av planeter og oppdaget ustabiliteten i bane av gassgiganter i de tidlige stadiene av eksistensen av solsystemet.
Til tross for dette kan det komme mange flere.fantastiske funn. For eksempel kan New Horizons møte en annen uvanlig asteroide. Og dessuten bør en storstilt studie starte neste år ved hjelp av Vera Rubina-observatoriet under bygging i Chile. I 10 år vil observatoriets teleskoper kontinuerlig skanne den sørlige halvkule for å finne de minste detaljene. Denne forskningen forventes å øke antallet kjente Kuiperbelteobjekter til 40 000 og vil garantert bringe mange nye funn.
Omslag: Kuiperbelte. Bilde: NASA
Les mer:
Solflekk på størrelse med jorden vokser 10 ganger på 2 dager: den er rettet mot oss
Forskere har funnet restene av en gammel mann med to X-kromosomer
Fra kroppen til munnen: forskere har forstått hvor tennene kom fra