Solsystemets mystiska periferi

Utkanten av vårt solsystem kan jämföras med jordens hav. Precis som de (i kosmisk skala) är nästan till hands, men det är svårt för oss att undersöka dem grundligt. Vi känner till många andra mer avlägsna områden i rymden bättre än Kuiperbältets regioner bortom Neptunus omloppsbana och Oortmolnet bortom (1).

Sond New Horizons det är redan halvvägs mellan Pluto och dess nästa utforskningsmål, objekt 2014 år₆₉ w Kuiperbälte. Detta är regionen bortom Neptunus omloppsbana, med start vid 30 AU. e. (eller a. e., vilket är jordens genomsnittliga avstånd från solen) och slutar på cirka 100 a. e. från solen.

1. Kuiperbältet och Oorts moln

New Horizons obemannade flygfarkost, som tog historiska fotografier av Pluto 2015, är redan mer än 782 miljoner km bort från det. När den når MU₆₉ (2) kommer att installeras som specificerat Alan Stern, uppdragets chefsforskare, det längsta fredsutforskningsrekordet i den mänskliga civilisationens historia.

Planetoid MU₆₉ är ett typiskt Kuiperbältsobjekt, vilket betyder att dess omloppsbana är nästan cirkulär och inte förblir i orbital resonans med dess orbital Neptunus. Objektet upptäcktes av rymdteleskopet Hubble i juni 2014 och valdes ut som ett av nästa mål för New Horizons-uppdraget. Experter tror att MU₆₉ mindre än 45 km i diameter. Rymdfarkostens viktigaste uppgift är dock att studera Kuiperbältet mer i detalj. NASA-forskare vill inspektera mer än tjugo föremål i området.

2. Flygbanan för New Horizons-sonden

15 år av snabba förändringar

Redan 1951 Gerard Kuiper, vars namn är solsystemets närmaste gräns (nedan kallad Oort Cloud), förutspådde han att asteroider också kretsar utanför omloppsbanan för den yttersta planeten i vårt system, det vill säga Neptunus, och Pluto bakom den. Den första, som heter 1992 KV1Den upptäcktes dock först 1992. Den typiska storleken på dvärgplaneter och Kuiperbältets asteroider överstiger inte några hundra kilometer. Det uppskattas att antalet Kuiperbältsobjekt med en diameter på mer än 100 km når flera hundra tusen.

Oortmolnet, som sträcker sig bortom Kuiperbältet, bildades för miljarder år sedan när ett kollapsande moln av gas och damm bildade solen och planeterna som kretsade runt den. Rester av oanvänd materia kastades sedan långt bortom banorna för de mest avlägsna planeterna. Ett moln kan bestå av miljarder små kroppar utspridda runt solen. Dess radie når till och med hundratusentals astronomiska enheter, och dess totala massa kan vara cirka 10-40 gånger jordens massa. Förekomsten av ett sådant moln av materia förutspåddes 1950 av den holländska astronomen Jan H. Oort. Det finns en misstanke om att gravitationseffekterna av närliggande stjärnor då och då trycker in enskilda objekt från Oorts moln i vår region och skapar långlivade kometer från dem.

För femton år sedan, i september 2002, upptäcktes den största kroppen i solsystemet sedan upptäckten av Pluto 1930, vilket inledde en ny era av upptäckter och snabba förändringar i bilden av solsystemets periferi. Det visade sig att ett okänt föremål kretsar runt solen vart 288:e år på ett avstånd av 6 miljarder km, vilket är mer än fyrtio gånger avståndet mellan jorden och solen (Pluto och Neptunus är bara 4,5 miljarder km bort). Dess upptäckare, astronomer vid California Institute of Technology, namngav den Kuaoara. Enligt tidiga beräkningar skulle den ha haft en diameter på 1250 km, vilket är mer än hälften av Plutos diameter (2300 km). De nya sedlarna har ändrat denna storlek till 844,4 km.

I november 2003 upptäcktes föremålet 2003 WB 12, senare namngiven Punkt, på uppdrag av eskimågudinnan som ansvarar för skapandet av marina djur. Essensen hör formellt sett inte till Kuiperbältet, men ETNO klass – det vill säga något mellan Kuiperbältet och Oortmolnet. Sedan dess började vår kunskap om detta område öka tillsammans med upptäckterna av andra föremål, bland vilka vi kan nämna t.ex. Makemake, Haume eller Eris. Samtidigt började nya frågor dyka upp. Till och med Plutos rang. Till slut var han som ni vet utesluten från elitgruppen av planeter.

Astronomer fortsätter att upptäcka nya gränsobjekt (3). En av de nyaste är dvärgplaneten Dee Dee. Den ligger 137 miljarder km från jorden. Den kretsar runt solen på 1100 år. Temperaturen på dess yta når -243°C. Den upptäcktes tack vare ALMA-teleskopet. Dess namn är förkortning för "Distant Dwarf".

3. Trans-neptuniska föremål

Fantomhot

I början av 2016 rapporterade vi till MT att vi hade mottagit indicier för existensen av en nionde ännu okänd planet i solsystemet (4). Senare sa forskare vid Svenska universitetet i Lund att den inte bildades i solsystemet, utan var en exoplanet som fångats av solen. Datormodellering Alexandra Mustilla och hans kollegor föreslår att den unga solen "stal" den från en annan stjärna. Detta kunde ha hänt när de två stjärnorna närmade sig varandra. Sedan kastades den nionde planeten ut ur sin bana av andra planeter och fick en ny bana, väldigt långt från sin moderstjärna. Senare var de två stjärnorna återigen långt ifrån varandra, men föremålet förblev i omloppsbana runt solen.

Forskare från Lunds observatorium tror att deras hypotes är den mest sannolika av alla, eftersom det inte finns någon bättre förklaring till vad som händer, inklusive anomalier i omloppsbanorna för objekt som kretsar runt Kuiperbältet. Någonstans där ute gömde sig en mystisk hypotetisk planet för våra ögon.

högt tal Konstantina Batygina i Mike Brown från California Institute of Technology, som i januari 2016 meddelade att de hittat en annan planet långt bortom Plutos omloppsbana, fick forskare att prata om det som om de redan visste att en annan stor himlakropp kretsade någonstans i utkanten av solsystemet. . . Den kommer att vara något mindre än Neptunus och kommer att kretsa runt solen i en elliptisk bana i minst 15 20-4,5. år. Batygin och Brown hävdar att denna planet kastades ut till utkanten av solsystemet, förmodligen under den tidiga perioden av dess utveckling, för ungefär XNUMX miljarder år sedan.

Browns team tog upp frågan om svårigheten att förklara existensen av den så kallade Kuiperklippan, det vill säga en sorts lucka i det trans-neptuniska asteroidbältet. Detta förklaras lätt av gravitationen hos ett okänt massivt föremål. Forskarna pekade också på den vanliga statistiken att för tusentals stenfragment i Oortmolnet och Kuiperbältet måste det finnas hundratals flera kilometer långa asteroider och möjligen en eller flera större planeter.

4. En av de visuella fantasierna om Planet X.

I början av 2015 släppte NASA observationer från Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. De visade att i rymden på ett avstånd på upp till 10 tusen gånger mer än från solen till jorden, var det inte möjligt att hitta planeten X. WISE kan dock upptäcka objekt lika stora som Saturnus, och därför en himmelsk kropp lika stor som Neptunus kunde undgå dess uppmärksamhet. Därför fortsätter forskare också sitt sökande med XNUMX-meters Keck Telescope på Hawaii. Hittills till ingen nytta.

Det är omöjligt att inte nämna konceptet att observera den mystiska "olyckliga" stjärnan, den bruna dvärgen – vilket skulle göra solsystemet till ett binärt system. Ungefär hälften av stjärnorna som syns på himlen är system som består av två eller flera komponenter. Vårt binära system kan bilda en gul dvärg (solen) tillsammans med en mindre och mycket svalare brun dvärg. Denna hypotes verkar dock osannolik för närvarande. Även om yttemperaturen på en brun dvärg bara var några hundra grader kunde vår utrustning fortfarande upptäcka den. Gemini-observatoriet, Spitzer-teleskopet och WISE har redan konstaterat att det finns mer än tio sådana objekt på avstånd på upp till hundra ljusår. Så om solens satellit verkligen finns där ute någonstans borde vi ha märkt det för länge sedan.

Eller kanske planeten var, men den existerar inte längre? Amerikansk astronom vid Southwestern Research Institute i Boulder, Colorado (SwRI), David Nesvorny, i en artikel publicerad i tidskriften Science, bevisar att närvaron av den så kallade testikeln i Kuiperbältet fotavtryck från den femte gasjättensom fanns där i början av solsystemets bildande. Närvaron av många isbitar i detta område skulle indikera förekomsten av en planet lika stor som Neptunus.

Forskare hänvisar till kärnan i Kuiperbältet som en uppsättning av tusentals trans-neptuniska objekt med liknande banor. Nesvorny använde datorsimuleringar för att modellera rörelsen av denna "kärna" under de senaste 4 miljarder åren. I sitt arbete använde han sig av den så kallade Nice-modellen, som beskriver principerna för planetarisk migration under bildandet av solsystemet.

Under migrationen flyttade Neptunus, som ligger på ett avstånd av 4,2 miljarder km från solen, plötsligt 7,5 miljoner km. Astronomer vet inte varför detta hände. Gravitationspåverkan från andra gasjättar, främst Uranus eller Saturnus, har föreslagits, men ingenting är känt om någon gravitationsinteraktion mellan dessa planeter. Enligt Nesvorny måste Neptunus ha förblivit i ett gravitationsförhållande med någon ytterligare iskall planet, som tvingades ut ur sin bana mot Kuiperbältet under sin migration. Under denna process bröt planeten isär och gav upphov till tusentals enorma isiga föremål som nu är kända som dess kärna eller trans-neptunier.

Sonderna i Voyager- och Pioneer-serien blev några år efter uppskjutningen de första terrestra fordonen som korsade Neptunus omloppsbana. Uppdragen har avslöjat rikedomen i det avlägsna Kuiperbältet, och återupplivat en uppsjö av diskussioner om solsystemets ursprung och struktur som visar sig vara långt bortom någons gissning. Ingen av sonderna träffade den nya planeten, men de flyende Pioneer 10 och 11 tog en oväntad flygbana som sågs tillbaka på 80-talet. Och återigen uppstod frågor om gravitationskällan till de observerade aberrationerna, som förmodligen är gömd i periferin av solsystemet...