Redan 1930, efter upptäckten av Pluto, skrev astronomen Frederick Leonard att den mest avlägsna planeten på solen
Detta koncept förenar alla objekt som finnsbortom Neptunus (från 35 AU) inom 50 AU från solen. Kom ihåg att en astronomisk enhet är avståndet från jorden till vår stjärna. Det är anmärkningsvärt att denna region fick sitt namn efter den nederländska och amerikanske astronomen Gerard Kuiper, även om det var han som insisterade på 50-talet av förra seklet att regionen från Neptunus omloppsbana till Oortmolnet skulle vara helt tom. Forskaren trodde att Pluto var jämförbar i storlek med jorden, och därför borde dess gravitationsinflytande ha rensat utrymmet längs omloppsbanan från alla asteroider.
Kuiperbältet liknar asteroidbältetligger mellan jordens och Mars banor, men det är mycket större, bredare och mer massiva föremål observeras i den. Inklusive minst fyra dvärgplaneter - Pluto, Haumea, Makemake och Eris. Dessutom, till skillnad från de steniga bältobjekten nära jorden, är Kuiperbältets asteroider mestadels stelnad gas.
Asteroidbälte, Kuiperbälte och Oorts moln. Bild: Mark Garlick, Science Source
Hur lyckades du öppna det första objektet?
Även om olika antaganden om existensentrans-neptuniska föremål, det vill säga kosmiska kroppar belägna utanför Neptunus omloppsbana, lades fram under hela 1900-talet, särskilt efter upptäckten av Pluto (det första sådana föremålet). Den första bekräftelsen på existensen av avlägsna föremål erhölls för bara 30 år sedan.
Planetforskaren David Jewitt och astronomen Jane Luu frånMassachusetts Institute of Technology sedan slutet av 80-talet engagerade sig i ovanliga sökningar. De använde teleskop i Arizona för att ta slumpmässiga fotografier av fläckar på himlen. En serie bilder tagna med korta pauser kan visa något slags rörligt föremål.
Experimenten var framgångsrika efter tre årefter studiestart. Natten till den 30 augusti 1992 använde forskare University of Hawaii-teleskopet på Big Island. De använde sin vanliga teknik för att hitta avlägsna föremål. Separata bilder togs en gång i timmen, varefter forskarna jämförde om något i bilden hade förändrats.
Runt 21:14 forskare tog de två första bilderna. När de jämförde dem på skärmen såg de att en liten fläck av ljus, som på den andra bilden har förskjutits något västerut. För att säkerställa att detta inte är ett misstag och inte en slumpmässig bild av avlägsna kosmiska strålar, väntade forskarna till klockan 23:00 och tog ett nytt foto. På den tredje bilden är det nya föremålet bevarat och förskjuts längre västerut. Liknande data visades av den fjärde bilden tagen strax efter midnatt.
Ett rörligt föremål vid olika observationstillfällen. Bild: David Jewitt, UCLA
Ytterligare forskning visade att det avlägsna objektet, som forskarna döpte till QB1, tog nästan en månad på sig att passera genom en fläck på himlen som är lika bred som fullmånen.Baserat på objektets ljusstyrka och dess låga hastighet drog forskarna slutsatsen att QB1 representerarär ett objekt av is och sten med en diameter på cirka 250 km och rör sig bortom Neptunus omloppsbana.
Det var den första trans-neptuniska efter Pluto.ett objekt. Den första framgången följdes av nya: efter några månader lyckades forskare öppna ett annat objekt. Och när känsligheten hos digitala sensorer förbättrades, gick upptäckterna en efter en. Hittills är flera tusen föremål kända som kretsar kring Kuiperbältet.
"New Horizons" och Arrokoths hemligheter
Ett nytt genombrott i studiet av Kuiperbältet och solenerginSystemet är kopplat till New Horizons forskningsuppdrag. Den interplanetära rymdstationen lanserades av NASA 2006, och redan 2015 skickade den tillbaka de första bilderna av Pluto och Charon-systemet (planetens måne) och många fantastiskt detaljerade bilder av Kuiperbältets objekt.
Men den mest överraskande upptäckten gjordes av New Horizons 2019.Rymdfarkosten, som vid den tidpunkten befann sig på ett avstånd av cirka 1,5 miljarder km frånPluto, upptäckte en asteroid med en ovanlig form - Arrokoth.Detta är ett kontakt-binärt objekt som består avDet mesta – Ultima – liknar en platt pannkaka, vars kant är fäst vid ett mindre föremål – en sfärisk Thule.
Arrokoth. Bild: NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute, Roman Tkachenko
Planetary accretion är en av hypotesernaSolar System Object Formation - antyder att bildningen av planeter sker som ett resultat av en serie kollisioner där objekt kolliderar och klibbar ihop, blir större och större. Denna hypotes har bara en nackdel: när massan växer får sådana föremål sin egen gravitation. Som ett resultat accelererar de två delarna för aktivt före kollisionen och kan inte bara kopplas ihop, utan delas upp i delar.
I synnerhet simuleringar av kollisionen mellan två delar av Arrokoth visar att deras kollision inte kan ha resulterat i ett så ovanligt föremål.Forskare föreslår att en annan hypotes bättre förklarar asteroidens ovanliga struktur.
Det är mer troligt att Arrocoth föddes som ett resultat av en process som kallas gravitationell instabilitet, enligtI detta scenario, under vissa förhållanden, kan ett gasmoln, varav en del utövartätare, kollapsar snabbt under påverkan av gravitationskrafter.
Forskarna noterar att eftersom detta är fallet genomgåendeframträdanden, några Kuiperbälte-objekt bildades, kanske liknande processer inträffade i den tidiga protoplanetariska skivan, från vilken alla objekt i solsystemet bildades. Det är anmärkningsvärt att bildningen av planeter i denna teori tar tusentals, inte miljoner år, och därför kan hela processen med systembildning gå mycket snabbare.
New Horizons rör sig fortfarandegenom Kuiperbältet kanske forskare kan identifiera ett annat föremål som enheten kan närma sig med. Denna upptäckt kommer kanske återigen att vända idéerna om solsystemets struktur och utveckling.
Konstnärlig illustration av New Horizons utforskning av Kuiperbältet. Bild: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
Mobila gasjättar
New Horizons gav en glimt avenskilda Kuiperbältsobjekt på nära håll, och utvecklingen av markbaserade observatorieinstrument för att överväga dem en masse. Till exempel har planetforskare nyligen avslutat en studie av solsystemets ursprung med hjälp av Kanada-Frankrike-Hawaii-teleskopet som ligger på Mauna Kea. Detta är samma topp som det första Kuiperbältsobjektet upptäcktes från. Under granskningen identifierade planetforskare 800 tidigare okända objekt, vilket resulterade i att deras totala antal översteg 3 tusen.
Storskalig observation avslöjade detKuiperbältesföremål är inte jämnt fördelade, utan är koncentrerade i små grupper. En sådan effekt är möjlig som ett resultat av en kraftfull gravitationseffekt.
Forskare anser att ansvaret försådan förvrängning ligger på två gasjättar - Neptunus och Saturnus. Simuleringarna visade att om dessa planeter tidigare rörde sig oregelbundet, närmade sig och drog sig tillbaka från solen då och då, kan kraftfulla gravitationsvågor associerade med en förändring av platsen för massiva objekt påverka platsen för objekt i Kuiperbältet.
Många studier av Kuiperbältet har redan gjort dettillät oss att lära oss mer om vårt solsystems förflutna. Planetologer kunde bekräfta en av hypoteserna om bildandet av planeter och upptäckte instabiliteten i omloppsbanan för gasjättar i de tidiga stadierna av solsystemets existens.
Trots detta kan det komma många fler.fantastiska upptäckter. Till exempel kan New Horizons stöta på en annan ovanlig asteroid. Och dessutom bör en storskalig studie påbörjas nästa år med hjälp av Vera Rubina-observatoriet under uppbyggnad i Chile. Under 10 år kommer observatoriets teleskop kontinuerligt att skanna det södra halvklotet för att hitta de minsta detaljerna. Denna forskning förväntas öka antalet kända Kuiperbältsobjekt till 40 000 och kommer säkerligen att ge många nya upptäckter.
Omslag: Kuiperbälte. Bild: NASA
Läs mer:
Solfläck i jordstorlek växer 10 gånger på 2 dagar: den är riktad mot oss
Forskare har hittat kvarlevorna av en gammal man med två X-kromosomer
Från kroppen till munnen: forskare har förstått var tänderna kom ifrån