Die mysteriöse Peripherie des Sonnensystems

Die Randgebiete unseres Sonnensystems können mit den Ozeanen der Erde verglichen werden. Genauso wie sie (im kosmischen Maßstab) fast an unseren Fingerspitzen sind, aber es ist schwierig für uns, sie gründlich zu untersuchen. Wir kennen viele andere weiter entfernte Regionen des Weltraums besser als die Kuipergürtelregionen jenseits der Neptunbahn und die Oortsche Wolke dahinter (1).

Sonde New Horizons es ist bereits auf halbem Weg zwischen Pluto und seinem nächsten Explorationsziel, dem Objekt 2014 Jahr₆₉ w Kuiper Gürtel. Dies ist die Region jenseits der Neptunbahn, beginnend bei 30 AE. e. (oder a. e., was der durchschnittliche Abstand der Erde von der Sonne ist) und endet bei etwa 100 a. B. von der Sonne.

1. Der Kuipergürtel und die Oortsche Wolke

Das unbemannte Luftfahrzeug New Horizons, das 2015 historische Aufnahmen von Pluto gemacht hat, ist bereits mehr als 782 Millionen km von ihm entfernt. Wenn es MU erreicht₆₉ (2) wird wie angegeben installiert Alan Stern, der Chefwissenschaftler der Mission, der am weitesten entfernte Rekord in der Friedensforschung in der Geschichte der menschlichen Zivilisation.

Planetoid MU₆₉ ist ein typisches Kuipergürtelobjekt, was bedeutet, dass seine Umlaufbahn nahezu kreisförmig ist und nicht in Umlaufbahnresonanz mit seinem umlaufenden Neptun bleibt. Das Objekt wurde im Juni 2014 vom Weltraumteleskop Hubble entdeckt und als eines der nächsten Ziele für die Mission New Horizons ausgewählt. Experten glauben, dass MU₆₉ weniger als 45 km im Durchmesser. Eine wichtigere Aufgabe für das Raumschiff ist jedoch eine genauere Untersuchung des Kuipergürtels. Nasa-Forscher wollen mehr als zwanzig Objekte in dem Gebiet inspizieren.

2. Die Flugbahn der Sonde New Horizons

15 Jahre rasanter Wandel

Bereits in 1951, die Gerhard Kuiper, dessen Name die nahe Grenze des Sonnensystems ist (im Folgenden als bezeichnet Oort Cloud) sagte er voraus, dass Asteroiden auch außerhalb der Umlaufbahn des äußersten Planeten in unserem System kreisen, also Neptun und Pluto dahinter. Der erste, benannt 1992 KV1Es wurde jedoch erst 1992 entdeckt. Die typische Größe von Zwergplaneten und Kuipergürtel-Asteroiden übersteigt einige hundert Kilometer nicht. Es wird geschätzt, dass die Zahl der Objekte im Kuipergürtel mit einem Durchmesser von mehr als 100 km mehrere hunderttausend erreicht.

Die Oortsche Wolke, die sich über den Kuipergürtel hinaus erstreckt, entstand vor Milliarden von Jahren, als eine kollabierende Gas- und Staubwolke die Sonne und die sie umkreisenden Planeten formte. Die Reste ungenutzter Materie wurden dann weit über die Umlaufbahnen der entferntesten Planeten hinausgeschleudert. Eine Wolke kann aus Milliarden winziger Körper bestehen, die um die Sonne verstreut sind. Sein Radius erreicht sogar Hunderttausende von astronomischen Einheiten, und seine Gesamtmasse kann etwa das 10- bis 40-fache der Erdmasse betragen. Die Existenz einer solchen Materiewolke wurde 1950 von dem holländischen Astronomen vorhergesagt Jan H. Oort. Es besteht der Verdacht, dass die Gravitationswirkung naher Sterne von Zeit zu Zeit einzelne Objekte der Oortschen Wolke in unsere Region schiebt und daraus langlebige Kometen entstehen lässt.

Vor 2002 Jahren, im September 1930, wurde der größte Körper im Sonnensystem seit der Entdeckung von Pluto im Jahr XNUMX entdeckt, was eine neue Ära der Entdeckungen und einen schnellen Wandel im Bild der Peripherie des Sonnensystems einleitete. Es stellte sich heraus, dass sich alle 288 Jahre ein unbekanntes Objekt in einer Entfernung von 6 Milliarden km um die Sonne dreht, was mehr als dem Vierzigfachen der Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht (Pluto und Neptun sind nur 4,5 Milliarden km entfernt). Seine Entdecker, Astronomen am California Institute of Technology, haben ihm seinen Namen gegeben Kuaoara. Nach ersten Berechnungen hätte er einen Durchmesser von 1250 km haben sollen, was mehr als der Hälfte des Durchmessers von Pluto (2300 km) entspricht. Die neuen Banknoten haben diese Größe auf geändert 844,4 km.

Im November 2003 wurde das Objekt entdeckt 2003 WB 12, später benannt Punkt, im Namen der Eskimo-Göttin, die für die Erschaffung von Meerestieren verantwortlich ist. Die Essenz gehört formal nicht zum Kuipergürtel, sondern ETNO-Klasse - also etwas zwischen dem Kuipergürtel und der Oortschen Wolke. Seitdem begann unser Wissen über dieses Gebiet zusammen mit den Entdeckungen anderer Objekte zu wachsen, unter denen wir zum Beispiel nennen können: Makemake, Haume oder Eris. Gleichzeitig tauchten neue Fragen auf. Sogar der Rang von Pluto. Am Ende wurde er, wie Sie wissen, aus der Elitegruppe der Planeten ausgeschlossen.

Astronomen entdecken weiterhin neue Grenzobjekte (3). Einer der neusten ist Zwergplanet Dee Dee. Es ist 137 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Sie dreht sich in 1100 Jahren um die Sonne. Die Temperatur an seiner Oberfläche erreicht -243°C. Es wurde dank des ALMA-Teleskops entdeckt. Sein Name ist die Abkürzung für „Distant Dwarf“.

3. Transneptunische Objekte

Dunkle Bedrohung

Anfang 2016 berichteten wir MT, dass wir Indizienbeweise für die Existenz eines neunten noch unbekannten Planeten im Sonnensystem (4). Später sagten Wissenschaftler der schwedischen Universität Lund, dass er nicht im Sonnensystem entstanden ist, sondern ein von der Sonne eingefangener Exoplanet war. Computermodellierung Alexandra Mussilla und seine Kollegen schlagen vor, dass die junge Sonne es von einem anderen Stern "gestohlen" hat. Dies könnte geschehen sein, als sich die beiden Sterne einander näherten. Dann wurde der neunte Planet von anderen Planeten aus seiner Umlaufbahn geworfen und nahm eine neue Umlaufbahn ein, die sehr weit von seinem Mutterstern entfernt war. Später waren die beiden Sterne wieder weit voneinander entfernt, aber das Objekt blieb in der Umlaufbahn um die Sonne.

Wissenschaftler des Lund-Observatoriums glauben, dass ihre Hypothese die wahrscheinlichste von allen ist, da es keine bessere Erklärung für das Geschehen gibt, einschließlich Anomalien in den Umlaufbahnen von Objekten, die sich um den Kuipergürtel drehen. Irgendwo da draußen versteckte sich ein mysteriöser hypothetischer Planet vor unseren Augen.

laute Rede Konstantin Batygin i Mike Braun vom California Institute of Technology, die im Januar 2016 verkündeten, einen weiteren Planeten weit jenseits der Umlaufbahn von Pluto gefunden zu haben, ließen Wissenschaftler darüber sprechen, als ob sie bereits wüssten, dass irgendwo am Rande des Sonnensystems ein weiterer großer Himmelskörper umkreist . . Er wird etwas kleiner als Neptun sein und die Sonne auf einer elliptischen Umlaufbahn mindestens 15 20-4,5 Jahre lang umkreisen. Jahre. Batygin und Brown behaupten, dass dieser Planet wahrscheinlich in der frühen Phase seiner Entwicklung vor etwa XNUMX Milliarden Jahren an den Rand des Sonnensystems geschleudert wurde.

Browns Team sprach die Frage an, wie schwierig es sei, die Existenz des sog Kuiper-Klippe, also eine Art Lücke im transneptunischen Asteroidengürtel. Dies lässt sich leicht durch die Schwerkraft eines unbekannten massiven Objekts erklären. Die Wissenschaftler wiesen auch auf die übliche Statistik hin, dass es für Tausende von Gesteinsfragmenten in der Oortschen Wolke und im Kuipergürtel Hunderte von Asteroiden mit mehreren Kilometern Länge und möglicherweise einen oder mehrere Großplaneten geben sollte.

4. Eine der visuellen Fantasien über Planet X.

Anfang 2015 veröffentlichte die NASA Beobachtungen des Wide-Field Infrared Survey Explorer – WISE. Sie zeigten, dass es im Weltraum in einer Entfernung von bis zu 10 Mal mehr als von der Sonne zur Erde nicht möglich war, Planet X zu finden. WISE ist jedoch in der Lage, Objekte zu erkennen, die nicht kleiner als Saturn und daher ein Himmelskörper sind Körper von der Größe Neptuns könnte seiner Aufmerksamkeit entgehen. Daher setzen Wissenschaftler ihre Suche auch mit dem XNUMX-Meter-Keck-Teleskop auf Hawaii fort. Bisher ohne Erfolg.

Es ist unmöglich, das Konzept der Beobachtung des mysteriösen "unglücklichen" Sterns, des Braunen Zwergs, nicht zu erwähnen – was das Sonnensystem zu einem binären System machen würde. Etwa die Hälfte der am Himmel sichtbaren Sterne sind Systeme, die aus zwei oder mehr Komponenten bestehen. Unser Doppelsystem könnte einen Gelben Zwerg (die Sonne) zusammen mit einem kleineren und viel kühleren Braunen Zwerg bilden. Diese Hypothese erscheint derzeit jedoch unwahrscheinlich. Selbst wenn die Oberflächentemperatur eines Braunen Zwergs nur wenige hundert Grad betragen würde, könnten unsere Geräte ihn noch erkennen. Das Gemini-Observatorium, das Spitzer-Teleskop und WISE haben bereits die Existenz von mehr als zehn solcher Objekte in Entfernungen von bis zu hundert Lichtjahren festgestellt. Wenn also der Satellit der Sonne wirklich irgendwo da draußen ist, hätten wir ihn schon vor langer Zeit bemerken müssen.

Oder vielleicht war der Planet, aber er existiert nicht mehr? US-amerikanischer Astronom am Southwestern Research Institute in Boulder, Colorado (SwRI), David Nesworny, in einem in der Zeitschrift Science veröffentlichten Artikel, beweist das Vorhandensein der sogenannten Hoden im Kuipergürtel Fußabdruck des fünften Gasriesendie zu Beginn der Entstehung des Sonnensystems da war. Das Vorhandensein vieler Eisstücke in diesem Gebiet würde auf die Existenz eines Planeten von der Größe von Neptun hindeuten.

Wissenschaftler bezeichnen den Kern des Kuipergürtels als eine Ansammlung von Tausenden von transneptunischen Objekten mit ähnlichen Umlaufbahnen. Nesvorny verwendete Computersimulationen, um die Bewegung dieses "Kerns" in den letzten 4 Milliarden Jahren zu modellieren. In seiner Arbeit verwendete er das sogenannte Nizza-Modell, das die Prinzipien der Planetenwanderung während der Entstehung des Sonnensystems beschreibt.

Während der Migration verschob sich Neptun, der sich in einer Entfernung von 4,2 Milliarden km von der Sonne befindet, plötzlich um 7,5 Millionen km. Astronomen wissen nicht, warum dies geschah. Der gravitative Einfluss anderer Gasriesen, hauptsächlich Uranus oder Saturn, wurde vermutet, aber es ist nichts über gravitative Wechselwirkungen zwischen diesen Planeten bekannt. Laut Nesvorny muss Neptun in einer Gravitationsbeziehung zu einem weiteren Eisplaneten geblieben sein, der während seiner Wanderung aus seiner Umlaufbahn in Richtung des Kuipergürtels gezwungen wurde. Während dieses Prozesses brach der Planet auseinander und ließ Tausende von riesigen Eisobjekten entstehen, die heute als sein Kern oder Transneptunianer bekannt sind.

Die Sonden der Serien Voyager und Pioneer durchquerten einige Jahre nach dem Start als erste terrestrische Fahrzeuge die Umlaufbahn des Neptun. Die Missionen haben den Reichtum des fernen Kuipergürtels enthüllt und eine Fülle von Diskussionen über den Ursprung und die Struktur des Sonnensystems wiederbelebt, die sich als weit über jedermanns Vermutung herausstellen. Keine der Sonden traf den neuen Planeten, aber die ausbrechenden Pioneer 10 und 11 nahmen eine unerwartete Flugbahn ein, die bereits in den 80er Jahren beobachtet wurde, und erneut stellten sich Fragen nach der Gravitationsquelle der beobachteten Aberrationen, die wahrscheinlich in der Peripherie verborgen ist des Sonnensystems ...