Глотова Елена
ПоясКойпера часто называют границей Солнечной системы. Этот диск простирается нарасстоянии от 30 до 50 а.е (1а.е.=150 млн.км) от Солнца. Его существование былодостоверно подтверждено не так давно, и сегодня его исследование является новымнаправлением планетарных наук. Пояс Койпера был назван в честь астрономаЖерарда Койпера (Gerard Kuiper), предсказавшего его существование в 1951 году.Предполагается, что больинство объектов пояса Койпера по составу представляютсобой лёд с небольшими примесями органических веществ, то есть близки ккометному веществу.
/>
В1992 году астрономы обнаружили красноватое пятнышко на расстоянии 42 а.е. отСолнца – первый зарегистрированный объект пояса Койпера, или транснептуновыйобъект. С тех пор их было обнаружено более тысячи.
Объектыпояса Койпера делят на три категории. Классические объекты имеют приблизительнокруговые орбиты с небольшим наклонением, не связаны с движением планет. Самыеизвестные малые планеты, в основном, из их числа.
Резонансныеобъекты образуют орбитальный резонанс с Нептуном 1:2, 2:3, 2:5, 3:4, 3:5, 4:5или 4:7. Объекты с резонансом 2:3 называются плутино в честь самого яркого ихпредставителя — Плутона.
Рассеянныеобъекты имеют большой эксцентриситет орбиты и могут в афелии удаляться отСолнца на несколько сотен астрономических единиц. Считается, что такие объектыоднажды слишком близко подошли к Нептуну, гравитационное влияние котороговытянуло их орбиты. Ярким примером этой группы является Седна.
Международныйастрономический союз (IAU — International Astronomical Union) занимаетсяноменклатурой планет и спутников с 1919 года. Решения этой организации влияютна работу всех профессиональных астрономов. Однако иногда IAU делаетрекомендации по астрономическим вопросам, которые будоражат всю общественность.Одной из таких рекомендаций был перевод Плутона к категории карликовых планет.Теперь он относится к транснептуновым объектам, и является вторым по величине исамым известным из них.
Однимиз крупнейших объектов пояса Койпера является 2002 LM60, называющийся такжеКвавар, или Кваовар (Quaoar). Название Квавар пришло из мифологии народа Тонгва(Tongva), проживающего некогда на территории нынешнего Лос-Анджелеса, иобозначает великую созидательную силу.
/>
Кваваробращается на орбите, диаметром около 42 а.е. с периодом 288 лет. Впервые онбыл сфотографирован еще в 1980 году, но к числу транснептуновых тел был причислентолько в 2002 году астрономами Майком Брауном (Mike Brown) и его коллегамиКалифорнийского Технологического Института (Caltech) в Калифорнии.
ДиаметрКвавара около 1250 км, приблизительно, как и у Харона, образующего с Плутономдвойную систему. Он был самым крупным объект пояса Койпера с момента открытияПлутона в 1930 году и Харона в 1978 году. И он действительно огромен: его объемприблизительно эквивалентен суммарному объему 50 000 астероидов.
Обнаруженныйв 2004 году 2004 DW, известный как Орк, или Оркус (Orcus) оказался и тогобольше – 1520 км в диаметре. Радиус его орбиты около 45 а.е.
Ещеодин объект пояса Койпера 2005 FY9 с условным названием «Пасхальный кролик»(Easterbunny) был открыт 31 мая 2005 года той же командой Майка Брауна изТехнологического Института Калифорнии (Caltech). О его открытии было объявлено29 июля, одновременно с сообщением об еще двух транснептуновых объектах: 2003EL61 и 2003 UB313, известной также как Эрис (Eris).
2005FY9 пока единственное официальное название объекта. Обнаруженный космическимтелескопом Spitzer, он до сих пор остается загадкой. Его диаметр составляет от50 до 75% диаметра Плутона.
2003EL61, не имеющий пока официального названия, имеет приблизительно такие жеразмеры, но он ярче, что сделало его одним из самых известных транснептуновыхобъектов.
2003EL61, как и Плутон, имеет период обращения 308 лет, но его орбита имеет большийэксцентриситет. Благодаря высокой отражательной способности 2003 EL61, онявляется третьим по яркости объектом пояса Койпера после Плутона и 2005 FY9. Онстоль ярок, что иногда его даже можно увидеть в мощные любительские телескопы, хотяего масса составляет всего 32% от массы Плутона. 2003 EL61 относится к типу рассеянныхобъектов пояса Койпера.
Интересно,что 2003 EL61 имеет два спутника. Хотя ученые уже спокойно относятся к тому, чтобольшинство объектов пояса Койпера могут оказаться сложными планетнымисистемами.
Эрис,причисленная сначала к рангу планет, а затем переведенная вместе с Плутоном вгруппу транснептуновых объектов, на сегодняшний день считается малой планетой иявляется крупнейшим объектом пояса Койпера.
ДиаметрЭриды 2400 километров, что на 6% больше диаметра Плутона. Ее масса былаопределена благодаря ее спутнику – крошечной Дисномии, имеющей период обращения16 суток. Интересно, что сначала карликовую планету и ее спутницупервооткрыватели планировали назвать Зеной и Габриэль в честь героиньизвестного сериала.
Вмарте 2004 группа астрономов объявила об открытии малой планеты, вращающейсявокруг Солнца на очень большом расстоянии, где солнечная радиация исключительномала. Майк Браун (Mike Brown) в сотрудничестве с доктором Чедом Труйльо (ChadTrujillo) из обсерватории Gemini, Гавайи, и доктором Дэвидом Рабиновичем (DavidRabinowitz) из Йельского Университета обнаружили ее еще в 2003 году.Обнаруженная малая планета получила официальное название 2003 VB12, но большеизвестна как Седна (Sedna) – богиня эскимосов, живущая в глубинах СеверногоЛедовитого океана.
Периодобращения Седны 10 500 лет, ее диаметр чуть более четверти диаметра Плутона. Ееорбита вытянута, и в своей дальней точке она удаляется от Солнца на 900 а.е.(для сравнения радиус орбиты Плутона 38 а.е.). Открыватели Седны причислили еек объектам внутренней части облака Оорта, поскольку она никогда не приближаетсяк Солнцу ближе, чем на 76 а.е. Однако классическом объектом области Оорта Седнусчитать нельзя, поскольку, даже несмотря на исключительны вытянутую орбиту, еедвижение определяет солнце и объекты Солнечной системы, а не случайныевозмущения извне. Сама Седна необычна, ведь довольно странно было обнаружитьтакой крупный объект в пустом протяженном пространстве между поясом Койпера иоблаком Оорта. Возможно, облако Оорта простирается на большее, чем считалосьранее расстояние внутрь Солнечной системы.
Сегоднясчитается, что Седна относится к числу рассеянных объектов пояса Койпера, ккоторым также относятся 1995 TL8, 2000 YW134 и 2000 CR105. 2000 CR105, открытыйеще восемь лет назад, уникален своей исключительно вытянутой орбитой, большаяполуось которой, равна почти 400 а.е.
/>
Другаяособенность Седны – ее красноватый оттенок. Краснее ее только Марс. Атемпература на поверхности удивительной малой планеты не превышает — 240°С. Этоочень мало и напрямую замерить тепло от планеты (инфракрасное излучение)невозможно, поэтому используются данные из множества доступных источников.
Также обстоит дело и с остальными объектами пояса Койпера. Более того, измеритьдиаметр этих объектов очень трудно. Как правило, их размер определяется по яркости,зависящей от площади поверхности. Принимается, что альбедо малой планеты равенальбедо комет, то есть около 4%. Хотя последние данные говорят о том, что онаможет достигать 12%, то есть объекты пояса Койпера могут оказаться гораздоменьшими, чем считалось ранее.
Вчастности, интерес вызывает объект 2003 EL61, обладающий слишком высокойотражательной способностью. Приблизительно на такой же орбите было обнаруженоеще пять подобных тел. Странно то, что малые планеты недостаточно массивны, чтобыудержать атмосферу, которая могла бы кристаллизоваться и укрыть поверхность.
13декабря 2005 года была обнаружена малая планета 2004 XR 190, названная Баффи(Buffy). Диаметр Баффи около 500-1000 км, что не является рекордом для малых планет. Удивительно другое: в отличие от рассеянных объектов пояса Койпера, имеющихвытянутую орбиту, 2004 XR 190 отличается почти круговой орбитой (перигелий нарасстоянии 52 а.е. от Солнца, афелий — на расстоянии 62 а.е.), наклоненной подуглом 47 градусов к плоскости эклиптики. Причина возникновения такой траекторииастрономам пока неясна.
/>
/>
Досих пор среди некоторых астрономов бытует мнение, что в пределах пояса Койперанаходится некое массивное тело, размером не менее Плутона. Еще в первойполовине прошлого века ученые предсказали существование Нептуна по возмущениям,оказываемым им на Уран. Позже американский астроном Персиваль Ловелл (PercivalLowell) попытался обнаружить планету, находящуюся за Нептуном, которая могла быискажать его траекторию. И действительно, в 1930 году был обнаружен Плутон.Правда тут же выяснилось, что его масса слишком мала (0, 002 земной), чтобыощутимо возмущать движение массивного Нептуна. Поэтому осталось подозрение, чтотаинственной планетой «Х» был не Плутон, а еще не обнаруженная более крупнаямалая планета. Впоследствии оказалось, что отклонения в движении Плутона, былилишь ошибкой измерений.
Безусловно,теоретически планета «Х» может существовать, если она мала и достаточно удалена,чтобы оказывать заметное влияние на траекторию движения Плутона.
Носамым близким к нам объектом пояса Койпера может оказаться спутник Сатурна — Феба.Она вращается вокруг планеты в обратную сторону, что говорит о том, что Фебаобразовалась не в протопланетном диске Сатурна, а где-то еще и позднее была имзахвачена.
/>
Фебамогла сформироваться на гелиоцентрической орбите недалеко от Сатурна изобломков, сформировавших его ядро. Согласно другому возможному сценарию Фебамогла быть захвачена из области, куда как более удаленной. Например, из поясаКойпера. Плотность спутника 1, 6г/см3, поэтому нельзя сказать, ближе ли она кПлутону, имеющему плотность 1, 9г/см3, или сатурнианским спутникам, плотностькоторых в среднем около 1, 3г/см3. Однако такой показатель слишком ненадежен, чтобына него опираться. Поэтому этот вопрос остается весьма спорным.
Запоясом Койпера находится еще одно более глобальное образование – облако Оорта.Впервые идея существовании такого облака была выдвинута эстонским астрономом ЭрнстомЭпиком в 1932 году, а затем теоретически разрабатывалась нидерландскимастрофизиком Яном Оортом (Jan Oort) в 1950-х, в честь которого облако и былоназвано. Біло відвинуто предпоожение, что кометы прилетают из протяженнойсферической оболочки, состоящей из ледяных тел, на окраинах Солнечной системы.Этот громадный рой объектов сегодня называется облаком Оорта. Он простирается всфере, радиусом от 5 000 до 100 000 а.е.
/>
ОблакоОорта состоит из миллиардов ледяных тел. Изредка проходящие звезды нарушаюторбиту одного из тел, вызывая его движение во внутреннюю часть Солнечнойсистемы как длиннопериодической кометы. Такие кометы имеют очень большую ивытянутую орбиту и, как правило, наблюдаются всего раз. Одним из примеровдлиннопериодических комет являются кометы Галлея и Свифта — Туттля(Swift-Tuttle). В отличие от них, короткопериодические кометы, период обращениякоторых менее 200 лет, движутся в плоскости планет и прилетают к нам из поясаКойпера.
Считается,что Облако Оорта имеет наибольшую плотность в плоскости эклиптики, здесьнаходится приблизительно одна шестая всех объектов, составляющих облако Оорта.Температура здесь не выше 4К, что близко к абсолютном нулю. Пространство заоблаком Оорта Солнечной системе не уже принадлежит, равно как и пограничныеобласти облака Оорта.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта planetarium-kharkov.org