Трансплутоновые
планеты (пояс Койпера)
Открытие у Плутона его спутника позволило уточнить
массу Плутона и определить суммарную массу системы Плутон-Харон. Она оказалась
1/400 частью массы Земли, и объяснять влиянием этой массы все аномалии движения
Нептуна оказалось невозможно. Усилились поиски трансплутоновых планет.
В результате этого в начале 1990-х годов с разницей
в один год были открыты две малые планеты с диаметрами порядка нескольких сотен
километров, то есть тела, соразмерные крупным астероидам. Первое такое тело
обнаружили в конце 1992 г. Д.Джюит и Дж.Луу из Гонолулу. Разумеется, это не
объяснило особенности движения Нептуна, но был открыт второй пояс малых планет
- пояс Койпера (назван в честь одного из двух его предсказателей). Он
расположен за орбитой Плутона и, возможно, является поставщиком спутников для
внешних планет-гигантов (Уран, Нептун). Считается, что этот пояс довольно
широк, но всё-таки в облако Оорта, начинённое зародышами комет, переходит не
постепенно. Удалённость пояса Койпера от Солнца составляет примерно 50 - 100
а.е., а облако Оорта начинается на расстоянии порядка десятков тысяч а.е.
[Минипланета нового класса, 1998]. Приводились и несколько другие параметры для
пояса Койпера: 30 - 130 а.е., но разница не принципиальна [Новый
транснептунианский..., 1995; Минипланета нового класса, 1998].
Со вторым поясом малых планет произошло то же, что
и с первым: число открытых тел лавинообразно растёт. Уже известно 40 объектов с
предполагаемым диаметром от 100 до 200 км. Открыто также тело диаметром 300 км,
на поверхности которого по данным недавно построенного самого большого в мире
Оптического телескопа им. У.М.Кека (Гавайские острова, CША) лежат замёрзшие
углеводороды: метан, этан, этилен или ацетилен, есть и более сложные молекулы
[Объект 1993 SC из пояса Койпера, 1998]. Эти углеводороды узнаются по
необычайно красноватому цвету небесных тел [Новый транснептунианский объект
1994 TG2, 1995]. Слой замёрзшего метана есть также на Плутоне и Тритоне, что
говорит об их родстве с малыми планетами второго пояса.
С каждым годом возрастает также размер самого
большого тела, известного в поясе Койпера. "Увеличивается" и
удалённость от Солнца. Cороковая планета пояса Койпера (1996TL-66) оказалась в
4 - 6 раз дальше Нептуна, и её возможные размеры по одному источнику составляют
500 км, или 490 км - по другому [Минипланета нового класса, 1998]. Орбита
сильно вытянута, и планета уходит за пределы пояса Койпера на расстояние до 130
а.е. от Солнца. Существует также объект 1996RQ-20. Он тоже не коренной в поясе
Койпера. Видимо, это та же сорок первая планета, которая в 2 - 3 раза дальше
Нептуна и фигурирует в заметке "Пояс Койпера всё
"расширяется"" [1997]. Высказывается предположение, что эти тела
менее стабильны, чем "полноправные обитатели" пояса Койпера и легче
могут превратиться в кометы, то есть между астероидами второго пояса и
кометными телами нет чёткой границы.
В 2000 г. группой во главе с Х.Левинсоном (США)
открыт объект диаметром порядка 400 км, который подходит к Солнцу на 6,6 млрд.
км (а не на 4,5, где Нептун), отходит на 58,2 млрд км и делает оборот за 3175
земных лет [Ядро суперкометы..., 2001]. Ему дали "имя" Варуна
[Сурдин, 2002].
Интересно, что для пояса Койпера открыты такие же
резонансные явления, как и для астероидов. Часть открытых тел движется на
расстоянии 31 - 36 а.е. от Солнца, часть - 40 - 45 а.е., а промежуток между
ними или совсем пуст, или, по крайней мере, мало населён. Это связано с
гравитационным влиянием Нептуна, который выталкивает небесные тела из этого
промежутка (см. главу об астероидах) [Новый транснептунианский..., 1995].
Для 12 самых маленьких тел в поясе Койпера (из
числа открытых) определены периоды их вращения вокруг оси (У.Романишин и
С.Теглер, США). Как правило, они составляют от 6 до 10,4 часов. Для более
крупных тел этого пояса получить аналогичную информацию труднее, так как они
сферичны, а потому меньше меняют яркость при вращении [Как вращаются тела в
поясе Койпера? 1999].
Что же касается того небесного тела, которое
искажает орбиту Нептуна, то теоретически оно должно быть тёмным (трудно
открыть), в несколько раз превосходить размеры Земли (иначе бы не влияло на
Нептун), вращаться в несколько раз дальше Нептуна (раза в три). Это тело может
оказаться возмутителем спокойствия в кометном мире, заставляя кометы в
некоторых случаях падать на него, в некоторых - покидать пределы Солнечной
системы, а в некоторых - направлять кометы к центру Солнечной системы, то есть
к Солнцу и Земле. Таких крупных тел в облаке Оорта может оказаться несколько.
Так проще объяснить приход комет из самых разных точек пространства. Кометные
зародыши и сами могут во время случайных сближений "портить" друг
другу круговые орбиты.
Говоря о поясе Койпера (поясе Эджворса-Койпера),
нельзя обойти молчанием проблему скрытого вещества во Вселенной. Большинство
тел пояса Койпера пока нам не видны, но ясно, что их очень много. Обследована
ничтожно малая часть неба (сотые доли процента), а уже открыты десятки
"жильцов" этого пояса. По подсчётам должны быть десятки тысяч тел
такого же размера, как открытые (сотни километров), и миллионы тел размером с
ядро кометы Галлея (десятки километров). В сумме тела пояса Койпера должны быть
в сотни раз массивнее пояса астероидов [Новый транснептунианский..., 1995].
Возможно, во Вселенной действует закон: чем меньше
масса тела, тем больше таких тел существует. Не исключено, что тела вроде тех,
какие найдены в поясе Койпера, насыщают межзвёздное пространство и даже
составляют основную часть массы Галактики [Гончаров, 1999]. Мы же живём в
исключительной области, где вся эта "мелочь" объединилась в большие
планеты.
Список литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.seminarium.narod.ru