Die geheimsinnige periferie van die sonnestelsel

Die buitewyke van ons sonnestelsel kan met die aarde se oseane vergelyk word. Net soos hulle (op 'n kosmiese skaal) amper by ons vingerpunte is, maar dit is vir ons moeilik om hulle deeglik te ondersoek. Ons ken baie ander meer ver streke van die ruimte beter as die Kuipergordelstreke anderkant Neptunus se wentelbaan en die Oort-wolk daarbuite (1).

Probe New Horizons dit is reeds halfpad tussen Pluto en sy volgende eksplorasieteiken, voorwerp 2014 jaar₆₉ w Kuiper-gordel. Dit is die streek anderkant die wentelbaan van Neptunus, wat by 30 AE begin. e. (of a. e., wat die gemiddelde afstand van die Aarde vanaf die Son is) en eindig by ongeveer 100 a. e. van die Son.

1. Die Kuiper-gordel en die Oort-wolk

Die New Horizons onbemande lugvoertuig, wat in 2015 historiese foto's van Pluto geneem het, is reeds meer as 782 miljoen km daarvandaan. Wanneer dit MU bereik₆₉ (2) sal installeer soos gespesifiseer Alan Stern, hoofwetenskaplike van die sending, die verste vredesverkenningsrekord in die geskiedenis van die menslike beskawing.

Planetoïde MU₆₉ is 'n tipiese Kuipergordelvoorwerp, wat beteken dat sy wentelbaan byna sirkelvormig is en nie in wentelbaanresonansie met sy wentelbaan-Neptunus bly nie. Die voorwerp is in Junie 2014 deur die Hubble-ruimteteleskoop ontdek en is as een van die volgende teikens vir die New Horizons-sending gekies. Kenners glo dat MU₆₉ minder as 45 km in deursnee. Die belangrikste taak van die ruimtetuig is egter om die Kuipergordel in meer besonderhede te bestudeer. NASA-navorsers wil meer as twintig voorwerpe in die gebied inspekteer.

2. Die vlugpad van die New Horizons-sonde

15 jaar van vinnige verandering

Reeds in 1951 Gerard Kuiper, wie se naam die nabye grens van die sonnestelsel is (hierna verwys as Oort Wolk), het hy voorspel dat asteroïdes ook buite die wentelbaan van die buitenste planeet in ons stelsel wentel, dit wil sê Neptunus, en Pluto daaragter. Die eerste een, genoem 1992 KV1Dit is egter eers in 1992 ontdek. Die tipiese grootte van dwergplanete en Kuipergordel-asteroïdes oorskry nie 'n paar honderd kilometer nie. Daar word beraam dat die aantal Kuiper-gordelvoorwerpe met 'n deursnee van meer as 100 km etlike honderdduisende bereik.

Die Oort-wolk, wat verder as die Kuipergordel strek, het miljarde jare gelede gevorm toe ’n ineenstortende wolk van gas en stof die Son en die planete wat om dit wentel, gevorm het. Die oorblyfsels van ongebruikte materie is toe ver buite die wentelbane van die verste planete gegooi. ’n Wolk kan bestaan ​​uit miljarde klein liggame wat om die son versprei is. Sy radius bereik selfs honderdduisende astronomiese eenhede, en sy totale massa kan ongeveer 10-40 keer die massa van die Aarde wees. Die bestaan ​​van so 'n wolk van materie is in 1950 deur die Nederlandse sterrekundige voorspel Jan H. Oort. Daar is 'n vermoede dat die gravitasie-effekte van nabygeleë sterre van tyd tot tyd individuele voorwerpe van die Oort-wolk in ons streek stoot, wat langlewende komete daaruit skep.

Vyftien jaar gelede, in September 2002, is die grootste liggaam in die sonnestelsel sedert die ontdekking van Pluto in 1930 ontdek, wat 'n nuwe era van ontdekking en vinnige verandering in die beeld van die sonnestelsel se periferie ingelui het. Dit het geblyk dat ’n onbekende voorwerp elke 288 jaar op ’n afstand van 6 miljard km om die Son wentel, wat meer as veertig keer die afstand tussen die Aarde en die Son is (Pluto en Neptunus is net 4,5 miljard km weg). Die ontdekkers daarvan, sterrekundiges by die California Institute of Technology, het dit genoem Kuaoara. Volgens vroeë berekeninge moes dit 'n deursnee van 1250 km gehad het, wat meer as die helfte van die deursnee van Pluto (2300 km) is. Die nuwe banknote het hierdie grootte verander na 844,4 km.

In November 2003 is die voorwerp ontdek 2003 WB 12, later genoem Punt, namens die Eskimo-godin verantwoordelik vir die skepping van seediere. Die essensie behoort formeel nie tot die Kuipergordel nie, maar ETNO klas - dit wil sê iets tussen die Kuipergordel en die Oortwolk. Sedertdien het ons kennis van hierdie gebied begin toeneem saam met die ontdekkings van ander voorwerpe, waaronder ons bv. Makemaak, Haume of Eris. Terselfdertyd het nuwe vrae begin ontstaan. Selfs die rang van Pluto. Op die ou end, soos jy weet, is hy uitgesluit van die elite groep planete.

Sterrekundiges ontdek steeds nuwe grensvoorwerpe (3). Een van die nuutste is dwergplaneet Dee Dee. Dit is 137 miljard km van die aarde af geleë. Dit wentel oor 1100 jaar om die Son. Die temperatuur op sy oppervlak bereik -243°C. Dit is ontdek danksy die ALMA-teleskoop. Die naam is kort vir "Distant Dwarf".

3. Trans-Neptuniese voorwerpe

Die Phantom Menace

Vroeg in 2016 het ons aan MT gerapporteer dat ons omstandigheidsbewyse ontvang het vir die bestaan ​​van 'n negende dog onbekende planeet in die sonnestelsel (4). Later het wetenskaplikes aan die Sweedse Universiteit van Lund gesê dit is nie in die sonnestelsel gevorm nie, maar is 'n eksoplaneet wat deur die Son gevang is. Rekenaarmodellering Alexandra Mustilla en sy kollegas stel voor dat die jong son dit van 'n ander ster "gesteel" het. Dit kon gebeur het toe die twee sterre mekaar nader. Toe is die negende planeet deur ander planete uit sy wentelbaan gegooi en het ’n nuwe wentelbaan gekry, baie ver van sy moederster af. Later was die twee sterre weer ver uitmekaar, maar die voorwerp het in 'n wentelbaan om die Son gebly.

Wetenskaplikes van die Lund-sterrewag glo dat hul hipotese die mees waarskynlike van almal is, want daar is geen beter verduideliking vir wat gebeur nie, insluitend anomalieë in die bane van voorwerpe wat om die Kuiper-gordel wentel. Iewers daar buite het 'n geheimsinnige hipotetiese planeet vir ons oë weggekruip.

harde spraak Konstantin Batygin i Mike Brown van die California Institute of Technology, wat in Januarie 2016 aangekondig het dat hulle 'n ander planeet ver buite die wentelbaan van Pluto gevind het, het wetenskaplikes daaroor laat praat asof hulle reeds geweet het dat nog 'n groot hemelliggaam iewers aan die buitewyke van die sonnestelsel wentel. . . Dit sal effens kleiner as Neptunus wees en sal vir minstens 15 20-4,5 in 'n elliptiese wentelbaan om die Son wentel. jare. Batygin en Brown beweer dat hierdie planeet na die buitewyke van die sonnestelsel uitgestoot is, waarskynlik gedurende die vroeë tydperk van sy ontwikkeling, ongeveer XNUMX miljard jaar gelede.

Brown se span het die kwessie van die moeilikheid om die bestaan ​​van die sg Kuiper-krans, dit wil sê 'n soort gaping in die trans-Neptuniese asteroïdegordel. Dit word maklik verklaar deur die swaartekrag van 'n onbekende massiewe voorwerp. Die wetenskaplikes het ook gewys op die gewone statistiek dat vir duisende rotsfragmente in die Oortwolk en die Kuipergordel, daar honderde asteroïdes van etlike kilometer lank en moontlik een of meer groot planete behoort te wees.

4. Een van die visuele fantasieë oor Planeet X.

Vroeg in 2015 het NASA waarnemings van die Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE vrygestel. Hulle het gewys dat hulle in die ruimte op 'n afstand van tot 10 duisend keer meer as van die Son na die Aarde nie Planeet X kon vind nie. WISE is egter in staat om voorwerpe so groot soos Saturnus op te spoor, en dus 'n hemelliggaam die Die grootte van Neptunus kon die aandag daarvan ontwyk. Daarom gaan wetenskaplikes ook hul soektog voort met die XNUMX-meter Keck Telescope in Hawaii. Tot dusver tevergeefs.

Dit is onmoontlik om nie te praat van die konsep van waarneming van die geheimsinnige "ongelukkige" ster, die bruin dwerg – wat die sonnestelsel 'n binêre stelsel sou maak. Ongeveer die helfte van die sterre wat in die lug sigbaar is, is stelsels wat uit twee of meer komponente bestaan. Ons binêre stelsel kan 'n geel dwerg (die Son) vorm saam met 'n kleiner en baie koeler bruin dwerg. Hierdie hipotese lyk egter tans onwaarskynlik. Selfs al was die oppervlaktemperatuur van 'n bruin dwerg net 'n paar honderd grade, kon ons toerusting dit steeds opspoor. Die Gemini-sterrewag, die Spitzer-teleskoop en WISE het reeds die bestaan ​​van meer as tien sulke voorwerpe op afstande van tot honderd ligjare vasgestel. So as die son se satelliet regtig iewers daar buite is, moes ons dit lankal agtergekom het.

Of dalk was die planeet, maar dit bestaan ​​nie meer nie? Amerikaanse sterrekundige by die Southwestern Research Institute in Boulder, Colorado (SwRI), David Nesvorny, in 'n artikel gepubliseer in die vaktydskrif Science, bewys dat die teenwoordigheid van die sogenaamde testis in die Kuiper-gordel voetspoor van die vyfde gasreuswat daar was aan die begin van die vorming van die sonnestelsel. Die teenwoordigheid van baie stukke ys in hierdie gebied sou die bestaan ​​van 'n planeet so groot soos Neptunus aandui.

Wetenskaplikes verwys na die kern van die Kuiper-gordel as 'n stel van duisende trans-Neptuniese voorwerpe met soortgelyke wentelbane. Nesvorny het rekenaarsimulasies gebruik om die beweging van hierdie "kern" oor die afgelope 4 miljard jaar te modelleer. In sy werk het hy die sogenaamde Nice Model gebruik, wat die beginsels van planetêre migrasie tydens die vorming van die sonnestelsel beskryf.

Tydens die migrasie het Neptunus, wat op 'n afstand van 4,2 miljard km van die Son geleë is, skielik 7,5 miljoen km verskuif. Sterrekundiges weet nie hoekom dit gebeur het nie. Die gravitasie-invloed van ander gasreuse, hoofsaaklik Uranus of Saturnus, is voorgestel, maar niks is bekend van enige gravitasie-interaksies tussen hierdie planete nie. Volgens Nesvorny moes Neptunus in 'n gravitasieverhouding gebly het met een of ander bykomende ysige planeet, wat tydens sy migrasie uit sy wentelbaan na die Kuipergordel gedwing is. Tydens hierdie proses het die planeet uitmekaar gebreek en aanleiding gegee tot duisende groot ysige voorwerpe wat nou bekend staan ​​as sy kern of trans-Neptuniërs.

Die sondes van die Voyager- en Pioneer-reeks, 'n paar jaar na die lansering, het die eerste terrestriële voertuie geword wat die wentelbaan van Neptunus oorgesteek het. Die sendings het die rykdom van die verafgeleë Kuipergordel aan die lig gebring, wat 'n oorvloed van besprekings oor die oorsprong en struktuur van die sonnestelsel laat herleef wat blyk te wees ver bo enigiemand se raaiskoot. Nie een van die sondes het die nuwe planeet getref nie, maar die ontsnappende Pioneer 10 en 11 het 'n onverwagte vlugbaan aangepak wat in die 80's gesien is.En weer het vrae ontstaan ​​oor die gravitasiebron van die waargenome afwykings, wat waarskynlik in die periferie versteek is. van die sonnestelsel...