В начале года межпланетная станция «Новые горизонты» сфотографировала астероид в поясе Койпера — области скопления небольших небесных тел, находящейся очень далеко от Земли, за орбитой Плутона. Считается, что пояс Койпера сформировался из того, что осталось после образования планет Солнечной системы. По последним расчетам, в Солнечной системе был еще один ледяной гигант вроде Нептуна, и не исключено, что он по-прежнему вращается вокруг Солнца.
В середине XX века астрономы выдвинули гипотезу: где-то за орбитой Нептуна находится резервуар особых космических тел — планетоземалей. Это сгустки пыли, камней, льда из протопланетного облака. Их считают зародышами планет, пишет РИА Новости.
В 1992 году гипотеза подтвердилась: открыли карликовые тела дальше орбиты Нептуна, на расстоянии 30-55 астрономических единиц. В честь голландско-американского астронома Джерарда Койпера эту область назвали поясом Койпера.
Сейчас астрономам известны примерно две тысячи объектов в этой области Солнечной системы. Предполагается, что там порядка ста тысяч тел с радиусом больше ста километров. Одни движутся по почти круговым орбитам, другие — по сильно вытянутым, с огромной полуосью в сотни астрономических единиц. Вероятно, что-то сильно исказило их траектории, поэтому ученые говорят о «горячей» популяции в противовес «холодной», с невозмущенными орбитами.
В «холодной» популяции большинство объектов сдвоенные — например астероид Ультима Туле, с которым в январе этого года сближался аппарат «Новые горизонты». Небесное тело выглядит единым, но на самом деле это два небольших объекта одинакового цвета и, вероятно, состава.
Есть категория тел, чьи орбиты находятся в резонансе с орбитой Нептуна. То есть соотношение периодов обращения вокруг Солнца кратно целым числам, скажем, 2:3 или 3:1. Такие объекты время от времени сближаются и влияют друг на друга посредством сил тяготения, как Земля и Луна.
Особый тип — троянские астероиды. Это небольшие каменно-ледяные тела на орбите планеты, но движущиеся в резонансе с ней: впереди или позади в точках Лагранжа, где гравитационные влияния Солнца и планеты уравновешиваются. Такие есть у Юпитера. Как выяснилось, троянцами располагает и Нептун. Считается, что эти астероиды были захвачены и принесены в пояс Койпера извне.
Очень интересен так называемый рассеянный диск. Это остатки планетоземалей, путешествующих с момента начала формирования Солнечной системы. Они так и не обрели стационарную орбиту, хотя некоторые временно попали в резонанс с Нептуном и задержались в поясе Койпера.
Среди них выделяют ископаемый рассеянный диск — тела на орбите с большой полуосью порядка 500 астрономических единиц (например, карликовая планета Седна). Из-за очень вытянутых орбит, но в перигелиях всего 35-40 астрономических единиц эти объекты не подвержены влиянию Нептуна. Их очень сложно наблюдать, и ученые полагают, что «ископаемых» может быть много, на них приходится основная масса пояса Койпера.
Пояс Койпера расположен дальше орбиты Нептуна. Ему принадлежат порядка двух тысяч тел, включая 31 карликовую планету.
Как вычислили в Институте прикладной астрономии РАН (Санкт-Петербург), масса пояса Койпера — на два порядка меньше двух масс Земли.
«Общая масса всех объектов, а там есть крупные тела типа Плутона, примерно в пятьдесят раз больше общей массы пояса астероидов. Это дает основания для предположений о происхождении Солнечной системы. Одни считают, что за орбитой Нептуна изначально было больше вещества. По другим представлениям, планеты-гиганты путешествовали по Солнечной системе, приближались к Солнцу, потом отодвигались подальше», — рассказывает РИА Новости соавтор работы Елена Питьева, заведующая лабораторией эфемеридной астрономии.
Массу пояса Койпера необходимо учитывать при расчете движения планет и космических аппаратов.
Украинцев в Польше предупредили о смертельной опасности
Спрос на опыт: украинские работодатели предлагают пенсионерам зарплаты до 12 000 гривен
До 800 евро штрафа: какие наказания грозят украинцам в Германии за превышение скорости
Мобилизация транспортных средств: у кого и какие авто начнут изымать уже в мае
«Влияние пояса Койпера довольно большое. Из-за него орбиты близких планет смещаются за десять лет на несколько километров», — уточняет Питьева.
В России нет возможности наблюдать за объектами пояса Койпера. Единственный телескоп с шестиметровым зеркалом, способный на это, БТА на Кавказе, работает главным образом на астрофизику. Астрометрией же, то есть определением положения объектов на небе, занимались в Пулковской обсерватории. Но ее судьба теперь под вопросом.
В недавнем обзоре ученые из Франции и США описывают историю пояса Койпера с помощью модели Ниццы, разработанной в 2005 году. Согласно ей, Солнечная система была более компактной, планеты вращались вокруг звезды по круговым орбитам и располагались ближе друг к другу, чем сейчас.
Затем, после удаления газа из системы, вся «конструкция» пришла в движение, планеты меняли орбиты, раскидывая и рассеивая протопланетное вещество. Все, что осталось позади Нептуна, а также захваченные объекты типа троянских астероидов и нестабильных спутников образовали пояс Койпера. Вероятно, оттуда часть комет была выброшена планетами-гигантами еще дальше — в облако Оорта. Так называют гипотетическую зону на самой окраине Солнечной системы, на расстоянии десять тысяч астрономических единиц.
По мнению авторов обзора, модель Ниццы согласуется со многими наблюдаемыми фактами и позволяет сделать ряд предположений, которые уже подтвердились экспериментально или проверяемы. Но есть и нестыковки.
Ученые разработали собственную версию модели Ниццы — NM12 (аббревиатура имен авторов и год). Она эффективнее всего, если принять, что в Солнечной системе было пять или больше планет-гигантов, а затем осталось четыре.
Сценарий примерно такой. Четыре миллиарда лет назад из газопылевого облака начала формироваться Солнечная система. Через шесть миллионов лет планетам стало тесно и они принялись менять орбиты. Далеко прыгнули Сатурн и Юпитер, вытолкав безымянного ледяного гиганта за пределы нашей планетной системы. Уран и Нептун удалялись от Солнца и через сто миллионов лет достигли своего нынешнего места.
Не исключено, что пятый ледяной гигант до сих пор находится в Солнечной системе — на орбите гораздо дальше нептунианской. Такую идею высказали американские астрономы Константин Батыгин и Майкл Браун в 2016 году, проанализировав аномальные орбиты рассеянных объектов пояса Койпера, в том числе Седны, не объяснимые влиянием известных планет. Эти орбиты очень вытянутые, и перигелии группируются в одной области. Как будто что-то очень массивное на них повлияло. Так возникла гипотеза о девятой планете — до сих пор не подтвержденная и не опровергнутая. Возможно, ее удастся проверить в ближайшие годы с помощью наблюдений на телескопах или в планируемых космических миссиях к Урану и Нептуну.
Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, на канал «Хвилі» в Youtube, страницу «Хвилі» в Facebook
