Już w 1930 roku, po odkryciu Plutona, astronom Frederick Leonard napisał, że najdalsza planeta Układu Słonecznego
Ta koncepcja łączy wszystkie znajdujące się obiektypoza Neptunem (od 35 AU) w obrębie 50 AU ze słońca. Przypomnijmy, że jedna jednostka astronomiczna to odległość od Ziemi do naszej gwiazdy. Warto zauważyć, że region ten został nazwany na cześć holenderskiego i amerykańskiego astronoma Gerarda Kuipera, choć to on nalegał w latach 50. ubiegłego wieku, aby obszar od orbity Neptuna do Obłoku Oorta był absolutnie pusty. Naukowiec uważał, że Pluton był wielkością porównywalną z Ziemią, a zatem jego grawitacyjny wpływ powinien oczyścić przestrzeń wzdłuż orbity ze wszystkich asteroid.
Pas Kuipera przypomina pas asteroidznajduje się pomiędzy orbitami Ziemi i Marsa, ale jest znacznie większy, szersze i obserwowane są w nim bardziej masywne obiekty. W tym co najmniej cztery planety karłowate - Pluton, Haumea, Makemake i Eris. Ponadto, w przeciwieństwie do obiektów pasa skalistego w pobliżu Ziemi, asteroidy pasa Kuipera są w większości zestalonym gazem.
Pas asteroid, pas Kuipera i chmura Oorta. Zdjęcie: Mark Garlick, Science Source
Jak udało ci się otworzyć pierwszy obiekt?
Chociaż różne założenia dotyczące istnieniaObiekty transneptunowe, czyli ciała kosmiczne znajdujące się poza orbitą Neptuna, były propagowane przez cały XX wiek, zwłaszcza po odkryciu Plutona (pierwszego takiego obiektu). Pierwsze potwierdzenie istnienia odległych obiektów uzyskano dopiero 30 lat temu.
Planetolog David Jewitt i astronom Jane Luu zMassachusetts Institute of Technology od końca lat 80. zajmuje się nietypowymi poszukiwaniami. Użyli teleskopów w Arizonie, aby wykonać losowe zdjęcia fragmentów nieba. Seria ujęć zrobionych z krótkimi przerwami może pokazać jakiś poruszający się obiekt.
Eksperymenty zakończyły się sukcesem po trzech latachpo rozpoczęciu badania. W nocy 30 sierpnia 1992 roku naukowcy użyli teleskopu University of Hawaii na Wielkiej Wyspie. Użyli swojej zwykłej techniki do znajdowania odległych obiektów. Raz na godzinę robiono osobne zdjęcia, po czym naukowcy porównywali, czy coś się zmieniło na zdjęciu.
Około 21:14 naukowców wykonało pierwsze dwa zdjęcia. Porównując je na ekranie, zobaczyli małą plamkę światła, która na drugim zdjęciu przesunęła się nieco na zachód. Aby upewnić się, że to nie pomyłka, a nie przypadkowy obraz odległych promieni kosmicznych, naukowcy poczekali do 23:00 i wykonali kolejne zdjęcie. Na trzecim zdjęciu nowy obiekt jest zachowany i przesunięty dalej na zachód. Podobne dane pokazało czwarte zdjęcie wykonane tuż po północy.
Poruszający się obiekt w różnych momentach obserwacji. Zdjęcie: David Jewitt, UCLA
Dalsze badania wykazały, że tak dalekoObiekt, który naukowcy nazwali QB1, potrzebował prawie miesiąca, aby przelecieć przez fragment nieba o szerokości Księżyca w pełni. Na podstawie jasności obiektu i jego małej prędkości naukowcy doszli do wniosku, że QB1 to obiekt złożony z lodu i skał o średnicy około 250 km, przemieszczający się poza orbitę Neptuna.
Był to pierwszy trans-Neptunian po Plutonie.obiekt. Po pierwszym sukcesie przyszły kolejne: po kilku miesiącach naukowcom udało się otworzyć kolejny obiekt. A wraz z poprawą czułości czujników cyfrowych odkrycia następowały jedno po drugim. Do tej pory wiadomo, że wokół Pasa Kuipera krąży kilka tysięcy obiektów.
„Nowe Horyzonty” i tajemnice Arrokoth
Nowy przełom w badaniach pasa Kuipera i solarSystem związany jest z misją badawczą Nowe Horyzonty. Międzyplanetarna stacja kosmiczna została wystrzelona przez NASA w 2006 roku, a już w 2015 roku przesłała pierwsze zdjęcia układu Plutona i Charona (księżyca planety) oraz wiele niezwykle szczegółowych zdjęć obiektów pasa Kuipera.
Ale dokonano najbardziej niesamowitego odkrycia„Nowe Horyzonty” w 2019 roku. Statek, który w tym momencie znajdował się w odległości około 1,5 miliarda km od orbity Plutona, odkrył asteroidę o nietypowym kształcie – Arrokoth. Jest to obiekt kontaktowo-podwójny, składający się z dwóch części. Większa część – Ultima – przypomina płaski naleśnik, którego krawędź jest przymocowana do mniejszego obiektu – kulistego Thule.
Arrokot. Zdjęcie: NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
Akrecja planetarna jest jedną z hipotezFormacja obiektów Układu Słonecznego - sugeruje, że formowanie się planet następuje w wyniku serii zderzeń, w których obiekty zderzają się i sklejają ze sobą, stając się coraz większe. Ta hipoteza ma tylko jedną wadę: wraz ze wzrostem masy takie obiekty zyskują własną grawitację. W rezultacie obie części przyspieszają zbyt aktywnie przed zderzeniem i nie mogą się po prostu połączyć, ale są rozbijane na części.
W szczególności modelowanie zderzenia dwóchczęści Arrokoth pokazuje, że ich zderzenie nie mogło spowodować powstania tak niezwykłego obiektu. Naukowcy sugerują, że inna hipoteza lepiej wyjaśnia niezwykłą strukturę asteroidy.
Bardziej prawdopodobne jest, że w rezultacie narodził się Arrokothnaukowcy twierdzą, że jest to proces znany jako niestabilność grawitacyjna. W tym scenariuszu w określonych warunkach chmura gazu, której część jest bardziej gęsta, szybko zapada się pod wpływem sił grawitacyjnych.
Naukowcy zauważają, że skoro tak jest przez cały czaspozornie powstały niektóre obiekty pasa Kuipera, być może podobne procesy zachodziły we wczesnym dysku protoplanetarnym, z którego powstały wszystkie obiekty Układu Słonecznego. Warto zauważyć, że formowanie się planet w tej teorii trwa tysiące, a nie miliony lat, a zatem cały proces formowania się systemu mógłby przebiegać znacznie szybciej.
Nowe Horyzonty wciąż się poruszająprzez pas Kuipera, być może naukowcy będą w stanie zidentyfikować inny obiekt, z którym urządzenie może się zbliżyć. Być może to odkrycie po raz kolejny zmieni poglądy na temat budowy i ewolucji Układu Słonecznego.
Artystyczna ilustracja eksploracji pasa Kuipera przez Nowe Horyzonty. Zdjęcie: Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
Poruszające się gazowe giganty
Nowe Horyzonty dały wgląd wposzczególne obiekty pasa Kuipera z bliska oraz rozwój naziemnych instrumentów obserwacyjnych, aby rozpatrywać je masowo. Na przykład planetolodzy niedawno ukończyli badanie pochodzenia Układu Słonecznego za pomocą teleskopu Kanada-Francja-Hawaje znajdującego się na Mauna Kea. To ten sam szczyt, z którego odkryto pierwszy obiekt pasa Kuipera. Podczas przeglądu planetolodzy zidentyfikowali 800 nieznanych wcześniej obiektów, w wyniku czego ich łączna liczba przekroczyła 3 tys.
Obserwacje na dużą skalę wykazały, żeObiekty pasa Kuipera nie są rozmieszczone równomiernie, ale są skoncentrowane w małych grupach. Taki efekt jest możliwy dzięki silnemu efektowi grawitacyjnemu.
Naukowcy uważają, że odpowiedzialność zatakie zniekształcenie leży na dwóch gazowych olbrzymach – Neptunie i Saturnie. Symulacje pokazały, że jeśli w przeszłości planety te poruszały się chaotycznie, od czasu do czasu zbliżając się i oddalając od Słońca, silne fale grawitacyjne związane ze zmianą położenia masywnych obiektów mogłyby wpływać na położenie obiektów w pasie Kuipera.
Przeprowadzono już liczne badania Pasa Kuiperapozwoliło nam dowiedzieć się więcej o przeszłości naszego Układu Słonecznego. Planetolodzy byli w stanie potwierdzić jedną z hipotez powstawania planet i odkryli niestabilność orbity gazowych gigantów we wczesnych stadiach istnienia Układu Słonecznego.
Mimo to może być ich znacznie więcej.niesamowite odkrycia. Na przykład New Horizons może napotkać inną niezwykłą asteroidę. Poza tym zakrojone na szeroką skalę badania powinny rozpocząć się w przyszłym roku z pomocą budowanego w Chile obserwatorium Vera Rubina. Przez 10 lat teleskopy obserwatorium będą nieprzerwanie skanować półkulę południową, aby znaleźć najdrobniejsze szczegóły. Oczekuje się, że badania te zwiększą liczbę znanych obiektów Pasa Kuipera do 40 000 i z pewnością przyniosą wiele nowych odkryć.
Pokrycie: pas Kuipera. Zdjęcie: NASA
Czytaj więcej:
Plama słoneczna wielkości Ziemi rośnie 10 razy w ciągu 2 dni: jest skierowana na nas
Naukowcy odkryli szczątki starożytnego człowieka z dwoma chromosomami X
Od ciała do ust: naukowcy zrozumieli, skąd pochodzą zęby