Den mystiske periferien til solsystemet

Utkanten av vårt solsystem kan sammenlignes med jordens hav. Akkurat som de (på en kosmisk skala) er nesten til fingerspissene, men det er vanskelig for oss å undersøke dem grundig. Vi kjenner mange andre mer fjerntliggende områder av verdensrommet bedre enn Kuiperbelte-regionene utenfor Neptuns bane og Oort-skyen bortenfor (1).

Sonde New Horizons det er allerede halvveis mellom Pluto og dets neste letemål, objekt 2014 år₆₉ w Kuiperbelte. Dette er regionen utenfor Neptuns bane, med start på 30 AU. e. (eller a. e., som er jordens gjennomsnittlige avstand fra solen) og slutter på omtrent 100 a. e. fra solen.

1. Kuiperbeltet og Oort-skyen

New Horizons ubemannede luftfartøy, som tok historiske bilder av Pluto i 2015, er allerede mer enn 782 millioner km unna. Når den når MU₆₉ (2) vil installere som spesifisert Alan Stern, sjefsforsker for oppdraget, den fjerneste fredsutforskningen i historien til menneskelig sivilisasjon.

Planetoid MU₆₉ er et typisk Kuiper-belteobjekt, noe som betyr at dens bane er nesten sirkulær og ikke forblir i orbital resonans med dens bane Neptun. Objektet ble oppdaget av Hubble-romteleskopet i juni 2014 og ble valgt som et av de neste målene for New Horizons-oppdraget. Eksperter mener at MU₆₉ mindre enn 45 km i diameter. Den viktigste oppgaven til romfartøyet er imidlertid å studere Kuiperbeltet mer detaljert. NASA-forskere ønsker å inspisere mer enn tjue gjenstander i området.

2. Flybanen til New Horizons-sonden

15 år med raske endringer

Så tidlig som i 1951 Gerard Kuiper, hvis navn er nærgrensen til solsystemet (heretter referert til som Oort sky), spådde han at asteroider også går i bane utenfor banen til den ytterste planeten i systemet vårt, det vil si Neptun, og Pluto bak den. Den første, kalt 1992 KV1Imidlertid ble den først oppdaget i 1992. Den typiske størrelsen på dvergplaneter og Kuiperbelteasteroider overstiger ikke noen få hundre kilometer. Det er anslått at antallet Kuiper-belteobjekter med en diameter på mer enn 100 km når flere hundre tusen.

Oortskyen, som strekker seg utover Kuiperbeltet, ble dannet for milliarder av år siden da en kollapsende sky av gass og støv dannet solen og planetene som kretser rundt den. Restene av ubrukt materie ble deretter kastet langt utenfor banene til de fjerneste planetene. En sky kan bestå av milliarder av bittesmå kropper spredt rundt solen. Dens radius når til og med hundretusenvis av astronomiske enheter, og dens totale masse kan være omtrent 10-40 ganger jordens masse. Eksistensen av en slik materiesky ble spådd i 1950 av den nederlandske astronomen Jan H. Oort. Det er en mistanke om at gravitasjonseffektene av nærliggende stjerner fra tid til annen skyver individuelle objekter fra Oort-skyen inn i regionen vår, og skaper langlivede kometer fra dem.

For 2002 år siden, i september 1930, ble det største legemet i solsystemet siden oppdagelsen av Pluto i XNUMX oppdaget, og innledet en ny æra med oppdagelser og rask endring i bildet av solsystemets periferi. Det viste seg at et ukjent objekt kretser rundt Solen hvert 288. år i en avstand på 6 milliarder km, som er mer enn førti ganger avstanden mellom Jorden og Solen (Pluto og Neptun er bare 4,5 milliarder km unna). Dens oppdagere, astronomer ved California Institute of Technology, kalte den Kuaoara. I følge tidlige beregninger skal den ha hatt en diameter på 1250 km, som er mer enn halvparten av diameteren til Pluto (2300 km). De nye sedlene har endret denne størrelsen til 844,4 km.

I november 2003 ble gjenstanden oppdaget 2003 WB 12, navngitt senere Punkt, på vegne av eskimogudinnen som er ansvarlig for opprettelsen av marine dyr. Essensen tilhører formelt sett ikke Kuiperbeltet, men ETNO klasse – altså noe mellom Kuiperbeltet og Oortskyen. Siden den gang begynte vår kunnskap om dette området å øke sammen med funnene av andre gjenstander, blant dem kan vi nevne, for eksempel, Makemake, Haume eller Eris. Samtidig begynte nye spørsmål å dukke opp. Til og med rangering av Pluto. Til slutt ble han, som du vet, ekskludert fra elitegruppen av planeter.

Astronomer fortsetter å oppdage nye grenseobjekter (3). En av de nyeste er dvergplaneten Dee Dee. Den ligger 137 milliarder km fra jorden. Den kretser rundt solen om 1100 år. Temperaturen på overflaten når -243 °C. Det ble oppdaget takket være ALMA-teleskopet. Navnet er forkortelse for "Distant Dwarf".

3. Trans-neptunske objekter

Fantomfare

Tidlig i 2016 rapporterte vi til MT at vi hadde mottatt bevis for eksistensen av en niende ennå ukjent planet i solsystemet (4). Senere sa forskere ved det svenske universitetet i Lund at den ikke ble dannet i solsystemet, men var en eksoplanet fanget av solen. Datamodellering Alexandra Mustilla og kollegene hans foreslår at den unge solen "stjal" den fra en annen stjerne. Dette kunne ha skjedd da de to stjernene nærmet seg hverandre. Så ble den niende planeten kastet ut av sin bane av andre planeter og fikk en ny bane, veldig langt fra sin moderstjerne. Senere var de to stjernene igjen langt fra hverandre, men objektet forble i bane rundt solen.

Forskere fra Lund-observatoriet mener at hypotesen deres er den mest sannsynlige av alle, fordi det ikke finnes noen bedre forklaring på hva som skjer, inkludert anomalier i banene til objekter som kretser rundt Kuiperbeltet. Et sted der ute gjemte en mystisk hypotetisk planet seg for øynene våre.

høylytt tale Konstantin Batygin i Mike Brown fra California Institute of Technology, som kunngjorde i januar 2016 at de hadde funnet en annen planet langt utenfor Plutos bane, fikk forskere til å snakke om det som om de allerede visste at et annet stort himmellegeme kretset et sted i utkanten av solsystemet . . Den vil være litt mindre enn Neptun og vil gå i bane rundt solen i en elliptisk bane i minst 15 20-4,5. år. Batygin og Brown hevder at denne planeten ble kastet ut til utkanten av solsystemet, sannsynligvis i løpet av den tidlige utviklingsperioden, for omtrent XNUMX milliarder år siden.

Browns team tok opp spørsmålet om vanskeligheten med å forklare eksistensen av den såkalte Kuiperklippen, det vil si et slags gap i det trans-neptunske asteroidebeltet. Dette er lett forklart med tyngdekraften til en ukjent massiv gjenstand. Forskerne pekte også på den vanlige statistikken om at for tusenvis av steinfragmenter i Oortskyen og Kuiperbeltet skal det være hundrevis av flere kilometer lange asteroider og muligens en eller flere store planeter.

4. En av de visuelle fantasiene om Planet X.

Tidlig i 2015 ga NASA ut observasjoner fra Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. De viste at i verdensrommet i en avstand på opptil 10 tusen ganger mer enn fra solen til jorden, kunne de ikke finne planeten X. WISE er imidlertid i stand til å oppdage objekter så store som Saturn, og derfor et himmellegeme størrelsen på Neptun kunne unngå oppmerksomheten. Derfor fortsetter forskere også søket med XNUMX-meter Keck Telescope på Hawaii. Så langt til ingen nytte.

Det er umulig å ikke nevne konseptet med å observere den mystiske "uheldige" stjernen, den brune dvergen – som ville gjøre solsystemet til et binært system. Omtrent halvparten av stjernene som er synlige på himmelen er systemer som består av to eller flere komponenter. Vårt binære system kan danne en gul dverg (solen) sammen med en mindre og mye kjøligere brun dverg. Imidlertid virker denne hypotesen usannsynlig for øyeblikket. Selv om overflatetemperaturen til en brun dverg bare var noen få hundre grader, kunne utstyret vårt fortsatt oppdage det. Gemini-observatoriet, Spitzer-teleskopet og WISE har allerede etablert eksistensen av mer enn ti slike objekter på avstander på opptil hundre lysår. Så hvis solens satellitt virkelig er der ute et sted, burde vi ha lagt merke til det for lenge siden.

Eller kanskje planeten var, men den eksisterer ikke lenger? Amerikansk astronom ved Southwestern Research Institute i Boulder, Colorado (SwRI), David Nesvorny, i en artikkel publisert i tidsskriftet Science, beviser at tilstedeværelsen av den såkalte testiklene i Kuiper-beltet sporet til den femte gassgigantensom var der i begynnelsen av dannelsen av solsystemet. Tilstedeværelsen av mange isbiter i dette området indikerer eksistensen av en planet på størrelse med Neptun.

Forskere refererer til kjernen av Kuiperbeltet som et sett av tusenvis av trans-neptunske objekter med lignende baner. Nesvorny brukte datasimuleringer for å modellere bevegelsen til denne "kjernen" de siste 4 milliarder årene. I sitt arbeid brukte han den såkalte Nice-modellen, som beskriver prinsippene for planetarisk migrasjon under dannelsen av solsystemet.

Under migrasjonen flyttet Neptun, som ligger i en avstand på 4,2 milliarder km fra Solen, plutselig 7,5 millioner km. Astronomer vet ikke hvorfor dette skjedde. Gravitasjonspåvirkningen til andre gassgiganter, først og fremst Uranus eller Saturn, har blitt foreslått, men ingenting er kjent om gravitasjonsinteraksjoner mellom disse planetene. I følge Nesvorny skal Neptun ha holdt seg i et gravitasjonsforhold med en annen iskald planet, som ble tvunget ut av sin bane mot Kuiperbeltet under sin migrasjon. Under denne prosessen brøt planeten fra hverandre og ga opphav til tusenvis av enorme isete gjenstander som nå er kjent som dens kjerne eller trans-neptunere.

Sondene til Voyager- og Pioneer-serien ble noen år etter oppskytningen de første landbaserte kjøretøyene som krysset Neptuns bane. Oppdragene har avslørt rikdommen til det fjerne Kuiperbeltet, og gjenopplivet en mengde diskusjoner om opprinnelsen og strukturen til solsystemet som viser seg å være langt utenfor noens gjetning. Ingen av sondene traff den nye planeten, men Pioneer 10 og 11 som rømte tok på en uventet flyvei som ble sett tilbake på 80-tallet. Og igjen dukket det opp spørsmål om gravitasjonskilden til de observerte aberrasjonene, som sannsynligvis er skjult i periferien av solsystemet...