Na początku roku stacja międzyplanetarna New Horizons sfotografowała asteroidę w pasie Kuipera, obszarze zatoru małych ciał niebieskich znajdujących się bardzo daleko od Ziemi, poza orbitą Plutona. Uważa się, że pas Kuipera powstał z tego, co pozostało po utworzeniu planet Układu Słonecznego. Według ostatnich obliczeń w Układzie Słonecznym był jeszcze jeden lodowy olbrzym, taki jak Neptun, i możliwe, że nadal krąży wokół Słońca.
Gdzie ukrywa się proto-substancja
W połowie XX wieku astronomowie wysunęli hipotezę: gdzieś poza orbitą Neptuna znajduje się zbiornik specjalnych ciał kosmicznych - planetarnych ziem. Są to skupiska pyłu, kamieni, lodu z chmury protoplanetarnej. Uważa się je za embriony planet.
W 1992 roku potwierdziła się hipoteza: odkryli ciała karłowate poza orbitą Neptuna, w odległości 30-55 jednostek astronomicznych. Na cześć holendersko-amerykańskiego astronoma Gerarda Kuipera obszar ten nazwano Pasem Kuipera.
Mieszkańcy pasa Kuipera
Astronomowie znają teraz około dwóch tysięcy obiektów w tym regionie Układu Słonecznego. Przyjmuje się, że istnieje około stu tysięcy ciał o promieniu ponad stu kilometrów. Niektóre poruszają się po prawie kołowych orbitach, inne po bardzo wydłużonych, z ogromną półosią składającą się z setek jednostek astronomicznych. Prawdopodobnie coś mocno zniekształciło ich trajektorie, więc naukowcy mówią o populacji „gorącej” w przeciwieństwie do populacji „zimnej” z niezakłóconymi orbitami.
Film promocyjny:
W populacji „zimnej” większość obiektów jest bliźniaczych - na przykład asteroida Ultima Tule, z którą sonda New Horizons zbliżyła się w styczniu tego roku. Ciało niebieskie wygląda na jedno, ale w rzeczywistości są to dwa małe obiekty tego samego koloru i prawdopodobnie kompozycji.
Najbardziej szczegółowe zdjęcie Ultima Thule wykonane z odległości 6,6 tys. Km.
Istnieje kategoria ciał, których orbity są w rezonansie z orbitą Neptuna. Oznacza to, że stosunek okresów obrotów wokół Słońca jest wielokrotnością liczb całkowitych, powiedzmy 2: 3 lub 3: 1. Takie obiekty od czasu do czasu zbliżają się i oddziałują na siebie siłami grawitacji, jak Ziemia i Księżyc.
Specjalnym typem są asteroidy trojańskie. Są to małe skalisto-lodowe ciała na orbicie planety, ale poruszające się z nią w rezonansie: przed lub z tyłu w punktach Lagrange'a, gdzie grawitacyjne wpływy Słońca i planety są zrównoważone. Jowisz ma takie. Jak się okazało, Neptun posiada również trojany. Uważa się, że te asteroidy zostały schwytane i przywiezione do pasa Kuipera z zewnątrz.
Tak zwany dysk rozproszony jest bardzo interesujący. Są to pozostałości planet ziemskich, które podróżowały od początku formowania się Układu Słonecznego. Nigdy nie znaleźli stacjonarnej orbity, chociaż niektóre chwilowo wpadły w rezonans z Neptunem i pozostały w pasie Kuipera.
Wśród nich wyróżnia się rozproszony dysk skamieniałości - ciała na orbicie o półosi wielkiej około 500 jednostek astronomicznych (na przykład planeta karłowata Sedna). Ze względu na bardzo wydłużone orbity, ale przy peryheliach obejmujących zaledwie 35-40 jednostek astronomicznych, Neptun nie ma wpływu na te obiekty. Są bardzo trudne do zaobserwowania, a naukowcy uważają, że może istnieć wiele „skamieniałości”, które stanowią większość pasa Kuipera.
Pas Kuipera znajduje się poza orbitą Neptuna. Jest właścicielem około dwóch tysięcy ciał, w tym 31 planet karłowatych. Ilustracja: RIA Novosti.
Ile tam jest substancji
Jak obliczono w Instytucie Astronomii Stosowanej Rosyjskiej Akademii Nauk (St. Petersburg), masa pasa Kuipera jest o dwa rzędy wielkości mniejsza niż dwie masy Ziemi. „Całkowita masa wszystkich obiektów, w tym dużych ciał, takich jak Pluton, jest około pięćdziesiąt razy większa od całkowitej masy pasa asteroid. To rodzi spekulacje na temat pochodzenia Układu Słonecznego. Niektórzy uważają, że początkowo poza orbitą Neptuna było więcej materii. Według innych pomysłów gigantyczne planety podróżowały przez Układ Słoneczny, zbliżyły się do Słońca, a następnie oddalały się”- mówi współautorka pracy RIA Novosti, Elena Pit'eva, kierownik laboratorium astronomii efemerydowej. Przy obliczaniu ruchu planet i statków kosmicznych należy uwzględnić masę pasa Kuipera. „Wpływ pasa Kuipera jest dość duży. Z tego powodu orbity pobliskich planet ulegają przesunięciu o kilka kilometrów w ciągu dziesięciu lat ,- wyjaśnia Pityeva. W Rosji nie ma możliwości obserwowania obiektów z pasa Kuipera. Jedyny teleskop z sześciometrowym zwierciadłem zdolnym do tego, BTA na Kaukazie, pracuje głównie dla astrofizyki. Astrometria, czyli określenie położenia obiektów na niebie, została wykonana w Obserwatorium Pułkowo. Ale jej los jest teraz pod znakiem zapytania.
Skaczący gigant
W niedawnym przeglądzie naukowcy z Francji i Stanów Zjednoczonych opisują historię pasa Kuipera za pomocą modelu Nicejskiego opracowanego w 2005 roku. Według niej układ słoneczny był bardziej zwarty, planety krążyły wokół gwiazdy po orbitach kołowych i znajdowały się bliżej siebie niż obecnie. Następnie po usunięciu gazu z układu cała „struktura” zaczęła się poruszać, planety zmieniały orbity, rozpraszając i rozpraszając materię protoplanetarną. Wszystko, co pozostało za Neptunem, a także przechwycone obiekty, takie jak asteroidy trojańskie i niestabilne satelity, utworzyło Pas Kuipera. Prawdopodobnie stamtąd część komet została wyrzucona przez gigantyczne planety jeszcze dalej - do chmury Oorta. Tak nazywa się hipotetyczna strefa na skraju Układu Słonecznego, w odległości dziesięciu tysięcy jednostek astronomicznych. Zdaniem autorów przegląduModel Nicea jest zgodny z wieloma zaobserwowanymi faktami i pozwala na przyjęcie szeregu założeń, które zostały już potwierdzone eksperymentalnie lub zweryfikowane. Ale są też niespójności. Naukowcy opracowali własną wersję modelu nicejskiego - NM12 (skrót nazwisk autorów i roku). Jest najbardziej skuteczny, jeśli przyjmie się, że w Układzie Słonecznym było pięć lub więcej gigantycznych planet, a następnie zostały cztery. Scenariusz jest mniej więcej taki. Cztery miliardy lat temu Układ Słoneczny zaczął się formować z chmury gazu i pyłu. Po sześciu milionach lat planety stały się ciasne i zaczęły zmieniać orbity. Saturn i Jowisz skoczyli daleko, wypychając nienazwanego lodowego olbrzyma z naszego układu planetarnego. Uran i Neptun odsunęły się od Słońca i po stu milionach lat osiągnęły swoje obecne położenie. Nie jest wykluczoneże piąty lodowy olbrzym nadal znajduje się w Układzie Słonecznym - na orbicie znacznie dalej niż Neptun. Idea ta została wyrażona przez amerykańskich astronomów Konstantina Batygina i Michaela Browna w 2016 roku, po przeanalizowaniu anomalnych orbit rozproszonych obiektów w pasie Kuipera, w tym Sedny, czego nie można wyjaśnić wpływem znanych planet. Orbity te są bardzo wydłużone, a peryhelium są zgrupowane w jednym obszarze. Jakby miało na nich wpływ coś bardzo masywnego. Powstała więc hipoteza o dziewiątej planecie - wciąż nie potwierdzona i nie obalona. Być może uda się to zweryfikować w najbliższych latach przy pomocy obserwacji teleskopami lub w planowanych misjach kosmicznych na Urana i Neptuna.analiza anomalnych orbit rozproszonych obiektów w pasie Kuipera, w tym Sedny, czego nie można wytłumaczyć wpływem znanych planet. Orbity te są bardzo wydłużone, a peryhelium są zgrupowane w jednym obszarze. Jakby miało na nich wpływ coś bardzo masywnego. Powstała więc hipoteza o dziewiątej planecie - wciąż nie potwierdzona i nie obalona. Być może uda się to zweryfikować w najbliższych latach przy pomocy obserwacji teleskopami lub w planowanych misjach kosmicznych na Urana i Neptuna.analiza anomalnych orbit rozproszonych obiektów w pasie Kuipera, w tym Sedny, czego nie można wytłumaczyć wpływem znanych planet. Orbity te są bardzo wydłużone, a peryhelium są zgrupowane w jednym obszarze. Jakby miało na nich wpływ coś bardzo masywnego. Powstała więc hipoteza o dziewiątej planecie - wciąż nie potwierdzona i nie obalona. Być może uda się to zweryfikować w najbliższych latach przy pomocy obserwacji teleskopami lub w planowanych misjach kosmicznych na Urana i Neptuna.będzie można to zweryfikować w najbliższych latach przy pomocy obserwacji teleskopami lub podczas planowanych misji kosmicznych na Urana i Neptuna.będzie można to zweryfikować w najbliższych latach przy pomocy obserwacji teleskopami lub podczas planowanych misji kosmicznych na Urana i Neptuna.
Orbita hipotetycznej dziewiątej planety obliczona na podstawie anomalnych obiektów z pasa Kuipera.
Tatiana Pichugina