Tajemnicze peryferia Układu Słonecznego

Obrzeża naszego Układu Słonecznego można porównać do ziemskich oceanów. Tak jak one (w skali kosmicznej) są niemal na wyciągnięcie ręki, ale trudno nam je dokładnie zbadać. Znamy wiele innych, bardziej odległych obszarów kosmosu lepiej niż obszary pasa Kuipera za orbitą Neptuna i obłok Oorta za (1).

Sonda Nowe Horyzonty jest już w połowie drogi między Plutonem a jego kolejnym celem eksploracji, obiektem Rok 2014₆₉ w Pas Kuipera. Jest to obszar poza orbitą Neptuna, zaczynając od 30 ja. e. (lub a. e., która jest średnią odległością Ziemi od Słońca) i kończy się na około 100 a. e. od Słońca.

1. Pas Kuipera i chmura Oorta

Bezzałogowy statek powietrzny New Horizons, który w 2015 roku wykonał historyczne zdjęcia Plutona, jest już od niego oddalony o ponad 782 mln km. Kiedy osiągnie MU₆₉ (2) zainstaluje się zgodnie z opisem Alan Stern, główny naukowiec misji, najdalszy rekord eksploracji pokoju w historii ludzkiej cywilizacji.

Planetoida MU₆₉ jest typowym obiektem pasa Kuipera, co oznacza, że ​​jego orbita jest prawie kołowa i nie pozostaje w rezonansie orbitalnym z orbitującym Neptunem. Obiekt został odkryty przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a w czerwcu 2014 roku i został wybrany jako jeden z kolejnych celów misji New Horizons. Eksperci uważają, że MU₆₉ mniej niż 45 km średnicy. Jednak ważniejszym zadaniem statku kosmicznego jest bardziej szczegółowe badanie pasa Kuipera. Naukowcy NASA chcą zbadać ponad dwadzieścia obiektów w okolicy.

2. Tor lotu sondy New Horizons

15 lat szybkich zmian

Już w 1951 Gerarda Kuipera, którego nazwa to najbliższa granica Układu Słonecznego (zwana dalej Chmura Oorta), przewidział, że asteroidy krążą również poza orbitą najbardziej zewnętrznej planety naszego układu, czyli Neptuna, a za nim Plutona. Pierwszy, nazwany 1992 KV1Odkryto go jednak dopiero w 1992 roku. Typowy rozmiar planet karłowatych i asteroid z Pasa Kuipera nie przekracza kilkuset kilometrów. Szacuje się, że liczba obiektów pasa Kuipera o średnicy ponad 100 km sięga kilkuset tysięcy.

Obłok Oorta, który rozciąga się poza Pas Kuipera, powstał miliardy lat temu, kiedy zapadająca się chmura gazu i pyłu uformowała Słońce i krążące wokół niego planety. Pozostałości niewykorzystanej materii zostały następnie wyrzucone daleko poza orbity najbardziej odległych planet. Chmura może składać się z miliardów maleńkich ciał rozsianych wokół Słońca. Jego promień sięga nawet setek tysięcy jednostek astronomicznych, a całkowita masa może być około 10-40 razy większa od masy Ziemi. Istnienie takiej chmury materii przewidział w 1950 roku holenderski astronom Jan H. Oort. Istnieje podejrzenie, że efekty grawitacyjne pobliskich gwiazd od czasu do czasu wypychają poszczególne obiekty obłoku Oorta do naszego regionu, tworząc z nich długowieczne komety.

Piętnaście lat temu, we wrześniu 2002 roku, odkryto największe ciało w Układzie Słonecznym od czasu odkrycia Plutona w 1930 roku, co zapoczątkowało nową erę odkryć i gwałtowną zmianę obrazu obrzeży Układu Słonecznego. Okazało się, że nieznany obiekt krąży wokół Słońca co 288 lat w odległości 6 miliardów km, czyli ponad czterdziestokrotność odległości między Ziemią a Słońcem (Pluton i Neptun są tylko 4,5 miliarda km). Jej odkrywcy, astronomowie z Kalifornijskiego Instytutu Technologii, nazwali go Kuaoara. Według wczesnych obliczeń powinien mieć średnicę 1250 km, czyli ponad połowę średnicy Plutona (2300 km). Nowe banknoty zmieniły ten rozmiar na 844,4 km.

W listopadzie 2003 obiekt został odkryty 2003 WB 12, nazwany później Punkt, w imieniu eskimoskiej bogini odpowiedzialnej za tworzenie zwierząt morskich. Esencja formalnie nie należy do pasa Kuipera, ale klasa ETNO - czyli coś pomiędzy pasem Kuipera a Obłokiem Oorta. Od tego czasu nasza wiedza o tym terenie zaczęła się powiększać wraz z odkryciami kolejnych obiektów, wśród których możemy wymienić m.in. Makemake, Haume lub Eris. W tym samym czasie zaczęły pojawiać się nowe pytania. Nawet ranga Plutona. W końcu, jak wiecie, został wykluczony z elitarnej grupy planet.

Astronomowie wciąż odkrywają nowe obiekty graniczne (3). Jednym z najnowszych jest planeta karłowata Dee Dee. Znajduje się 137 miliardów km od Ziemi. Krąży wokół Słońca za 1100 lat. Temperatura na jego powierzchni dochodzi do -243°C. Został odkryty dzięki teleskopowi ALMA. Jego nazwa jest skrótem od „Odległego Krasnoluda”.

3. Obiekty transneptunowe

Mroczne widmo

Na początku 2016 roku zgłosiliśmy MT, że otrzymaliśmy poszlakowe dowody na istnienie dziewiątej jeszcze nieznanej planety w Układzie Słonecznym (4). Później naukowcy ze szwedzkiego Uniwersytetu w Lund powiedzieli, że nie powstała w Układzie Słonecznym, ale była egzoplanetą przechwyconą przez Słońce. Modelowanie komputerowe Aleksandra Mustilla a jego koledzy sugerują, że młode słońce „ukradło” je innej gwieździe. Mogło się to zdarzyć, gdy dwie gwiazdy zbliżyły się do siebie. Następnie dziewiąta planeta została wyrzucona ze swojej orbity przez inne planety i uzyskała nową orbitę, bardzo daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Później obie gwiazdy ponownie znalazły się daleko od siebie, ale obiekt pozostał na orbicie wokół Słońca.

Naukowcy z Obserwatorium w Lund uważają, że ich hipoteza jest najbardziej prawdopodobna, ponieważ nie ma lepszego wyjaśnienia tego, co się dzieje, w tym anomalii na orbitach obiektów krążących wokół pasa Kuipera. Gdzieś tam przed naszymi oczami ukrywała się tajemnicza hipotetyczna planeta.

głośna mowa Konstantyna Batygina i Mike Brown z California Institute of Technology, który ogłosił w styczniu 2016 roku, że znaleźli inną planetę daleko poza orbitą Plutona, skłonił naukowców do rozmowy o tym tak, jakby już wiedzieli, że gdzieś na obrzeżach Układu Słonecznego krąży inne duże ciało niebieskie . . Będzie nieco mniejszy niż Neptun i będzie krążył wokół Słońca po orbicie eliptycznej przez co najmniej 15 minut 20-4,5. lat. Batygin i Brown twierdzą, że planeta ta została wyrzucona na obrzeża Układu Słonecznego, prawdopodobnie we wczesnym okresie swojego rozwoju, około XNUMX miliardów lat temu.

Zespół Browna poruszył kwestię trudności w wyjaśnieniu istnienia tzw Klif Kuipera, czyli rodzaj luki w transneptunowym pasie asteroid. Łatwo to wytłumaczyć grawitacją nieznanego masywnego obiektu. Naukowcy wskazali również na zwykłą statystykę, że na tysiące fragmentów skał w Obłoku Oorta i Pasie Kuipera powinny znajdować się setki asteroid o długości kilku kilometrów i być może jedna lub więcej głównych planet.

4. Jedna z wizualnych fantazji o Planecie X.

Na początku 2015 r. NASA opublikowała obserwacje z Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. Pokazali, że w kosmosie w odległości nawet 10 tysięcy razy większej niż od Słońca do Ziemi nie mogli znaleźć Planety X. WISE jest jednak w stanie wykryć obiekty tak duże jak Saturn, a więc ciało niebieskie wielkość Neptuna mogłaby umknąć jej uwadze. Dlatego naukowcy kontynuują swoje poszukiwania za pomocą XNUMX-metrowego Teleskopu Kecka na Hawajach. Jak dotąd bezskutecznie.

Nie sposób nie wspomnieć o koncepcji obserwowania tajemniczej „nieszczęsnej” gwiazdy, brązowego karła – co uczyniłoby Układ Słoneczny układem podwójnym. Około połowa gwiazd widocznych na niebie to układy składające się z dwóch lub więcej elementów. Nasz układ podwójny może utworzyć żółtego karła (Słońce) wraz z mniejszym i znacznie chłodniejszym brązowym karłem. Hipoteza ta wydaje się jednak obecnie mało prawdopodobna. Nawet jeśli temperatura powierzchni brązowego karła wynosiła zaledwie kilkaset stopni, nasz sprzęt wciąż mógł go wykryć. Obserwatorium Gemini, Teleskop Spitzera i WISE ustaliły już istnienie ponad dziesięciu takich obiektów w odległości do stu lat świetlnych. Więc jeśli satelita Słońca naprawdę gdzieś tam jest, powinniśmy go zauważyć już dawno temu.

A może planeta była, ale już nie istnieje? Amerykański astronom w Southwestern Research Institute w Boulder, Kolorado (SwRI), David Nesvornyw artykule opublikowanym w czasopiśmie Science dowodzi, że obecność tzw. jąder w pasie Kuipera ślad piątego gazowego gigantaktóry był tam na początku powstawania Układu Słonecznego. Obecność wielu kawałków lodu w tym obszarze wskazywałaby na istnienie planety wielkości Neptuna.

Naukowcy określają rdzeń pasa Kuipera jako zbiór tysięcy obiektów transneptunowych o podobnych orbitach. Nesvorny wykorzystał symulacje komputerowe do modelowania ruchu tego „rdzenia” w ciągu ostatnich 4 miliardów lat. W swojej pracy wykorzystał tzw. Model Nicejski, który opisuje zasady migracji planet podczas formowania się Układu Słonecznego.

Podczas migracji Neptun, znajdujący się w odległości 4,2 mld km od Słońca, nagle przesunął się o 7,5 mln km. Astronomowie nie wiedzą, dlaczego tak się stało. Sugerowano wpływ grawitacyjny innych gazowych olbrzymów, głównie Urana lub Saturna, ale nic nie wiadomo o grawitacyjnych oddziaływaniach między tymi planetami. Według Nesvorny'ego Neptun musiał pozostawać w związku grawitacyjnym z jakąś dodatkową lodową planetą, która została zepchnięta z orbity w kierunku Pasa Kuipera podczas swojej migracji. Podczas tego procesu planeta rozpadła się i dała początek tysiącom ogromnych lodowych obiektów, znanych obecnie jako jej jądro lub trans-Neptunian.

Sondy z serii Voyager i Pioneer, kilka lat po starcie, stały się pierwszymi pojazdami naziemnymi, które przecięły orbitę Neptuna. Misje ujawniły bogactwo odległego Pasa Kuipera, ożywiając mnóstwo dyskusji na temat pochodzenia i struktury Układu Słonecznego, które okazują się daleko poza wszelkimi domysłami. Żadna z sond nie trafiła w nową planetę, ale uciekające Pioneery 10 i 11 obrały nieoczekiwany tor lotu obserwowany jeszcze w latach 80. I znowu pojawiły się pytania o grawitacyjne źródło obserwowanych aberracji, które prawdopodobnie jest ukryte na obrzeżach układu słonecznego...