Tajomná periféria slnečnej sústavy

Okraje našej slnečnej sústavy možno prirovnať k zemským oceánom. Rovnako ako ich (v kozmickom meradle) máme takmer na dosah ruky, no je pre nás ťažké ich dôkladne preskúmať. Mnohé ďalšie vzdialenejšie oblasti vesmíru poznáme lepšie ako oblasti Kuiperovho pásu za obežnou dráhou Neptúna a Oortov oblak za nimi (1).

Sonda New Horizons už je na polceste medzi Plutom a jeho ďalším cieľom prieskumu, objektom 2014 rok₆₉ w Kuiperov pás. Toto je oblasť za obežnou dráhou Neptúna, ktorá začína na 30 AU. e. (alebo a. e., čo je priemerná vzdialenosť Zeme od Slnka) a končí okolo 100 a. od Slnka.

1. Kuiperov pás a Oortov oblak

Bezpilotné lietadlo New Horizons, ktoré v roku 2015 urobilo historické fotografie Pluta, je od neho vzdialené už viac ako 782 miliónov km. Keď dosiahne MU₆₉ (2) sa nainštaluje podľa špecifikácie Alan Stern, hlavný vedec misie, najvzdialenejší záznam o prieskume mieru v histórii ľudskej civilizácie.

Planetoidná MU₆₉ je typický objekt Kuiperovho pásu, čo znamená, že jeho dráha je takmer kruhová a nezostáva v orbitálnej rezonancii s obežnou dráhou Neptúna. Objekt objavil Hubbleov vesmírny teleskop v júni 2014 a bol vybraný ako jeden z ďalších cieľov pre misiu New Horizons. Odborníci sa domnievajú, že MU₆₉ s priemerom menším ako 45 km. Dôležitejšou úlohou kozmickej lode je však podrobnejšie študovať Kuiperov pás. Výskumníci z NASA chcú v oblasti skontrolovať viac ako dvadsať objektov.

2. Dráha letu sondy New Horizons

15 rokov rýchlych zmien

Už v roku 1951 Gerard Kuiper, ktorej názov je blízka hranica slnečnej sústavy (ďalej len Oortov oblak), predpovedal, že asteroidy obiehajú aj mimo obežnej dráhy najvzdialenejšej planéty našej sústavy, t. j. Neptúna a Pluta za ním. Prvý s názvom 1992 KV1Objavili ho však až v roku 1992. Typická veľkosť trpasličích planét a asteroidov Kuiperovho pásu nepresahuje niekoľko stoviek kilometrov. Odhaduje sa, že počet objektov Kuiperovho pásu s priemerom viac ako 100 km dosahuje niekoľko stoviek tisíc.

Oortov oblak, ktorý sa rozprestiera za Kuiperovým pásom, vznikol pred miliardami rokov, keď sa zo Slnka a planét, ktoré ho obiehajú, zrútil mrak plynu a prachu. Zvyšky nevyužitej hmoty boli potom vyhodené ďaleko za dráhy najvzdialenejších planét. Oblak sa môže skladať z miliárd malých teliesok roztrúsených okolo Slnka. Jeho polomer dosahuje dokonca stovky tisíc astronomických jednotiek a jeho celková hmotnosť môže byť približne 10-40-násobok hmotnosti Zeme. Existenciu takéhoto oblaku hmoty predpovedal v roku 1950 holandský astronóm Ján H. Oort. Existuje podozrenie, že gravitačné účinky blízkych hviezd z času na čas vytlačia jednotlivé objekty Oortovho oblaku do našej oblasti a vytvárajú z nich dlhoveké kométy.

Pred pätnástimi rokmi, v septembri 2002, bolo objavené najväčšie teleso slnečnej sústavy od objavenia Pluta v roku 1930, čím sa začala nová éra objavov a rýchlych zmien v obraze periférie slnečnej sústavy. Ukázalo sa, že neznámy objekt obieha okolo Slnka každých 288 rokov vo vzdialenosti 6 miliárd km, čo je viac ako štyridsaťnásobok vzdialenosti medzi Zemou a Slnkom (Pluto a Neptún sú vzdialené len 4,5 miliardy km). Pomenovali ho jeho objavitelia, astronómovia z Kalifornského technologického inštitútu Kuaoara. Podľa skorých výpočtov mala mať priemer 1250 km, čo je viac ako polovica priemeru Pluta (2300 km). Nové bankovky zmenili túto veľkosť na 844,4 km.

V novembri 2003 bol objekt objavený 2003 WB 12, pomenovaný neskôr Bod, v mene eskimáckej bohyne zodpovednej za stvorenie morských živočíchov. Esencia formálne nepatrí Kuiperovmu pásu, ale ETNO trieda - teda niečo medzi Kuiperovým pásom a Oortovým oblakom. Odvtedy sa naše poznatky o tejto oblasti začali zväčšovať spolu s objavmi ďalších objektov, medzi ktoré môžeme menovať napr. Makemake, Haume alebo Eris. Zároveň sa začali vynárať nové otázky. Dokonca aj hodnosť Pluta. Nakoniec, ako viete, bol vylúčený z elitnej skupiny planét.

Astronómovia pokračujú v objavovaní nových hraničných objektov (3). Jedným z najnovších je trpasličej planéty Dee Dee. Nachádza sa 137 miliárd km od Zeme. Okolo Slnka sa točí za 1100 rokov. Teplota na jeho povrchu dosahuje -243°C. Objavili ho vďaka ďalekohľadu ALMA. Jeho názov je skratka pre „Distant Dwarf“.

3. Transneptúnske objekty

Fantómová hrozba

Začiatkom roka 2016 sme MT oznámili, že sme dostali nepriame dôkazy o existencii deviatej, zatiaľ neznámej planéty v slnečnej sústave (4). Neskôr vedci zo švédskej univerzity v Lunde uviedli, že nevznikol v slnečnej sústave, ale išlo o exoplanétu zachytenú Slnkom. Počítačové modelovanie Alexandra Mustilla a jeho kolegovia naznačujú, že mladé slnko to „ukradlo“ inej hviezde. To sa mohlo stať, keď sa dve hviezdy priblížili k sebe. Potom bola deviata planéta vyhodená zo svojej obežnej dráhy inými planétami a získala novú obežnú dráhu, veľmi ďaleko od svojej materskej hviezdy. Neskôr boli obe hviezdy opäť ďaleko od seba, ale objekt zostal na obežnej dráhe okolo Slnka.

Vedci z Lundského observatória sa domnievajú, že ich hypotéza je najpravdepodobnejšia zo všetkých, pretože neexistuje lepšie vysvetlenie toho, čo sa deje, vrátane anomálií na dráhach objektov otáčajúcich sa okolo Kuiperovho pásu. Niekde tam vonku sa pred našimi očami skrývala záhadná hypotetická planéta.

hlasný prejav Konštantína Batygina i Mike Brown z Kalifornského technologického inštitútu, ktorý v januári 2016 oznámil, že našli ďalšiu planétu ďaleko za obežnou dráhou Pluta, prinútil vedcov hovoriť o tom, akoby už vedeli, že niekde na okraji slnečnej sústavy obieha ďalšie veľké nebeské teleso. . . Bude o niečo menší ako Neptún a okolo Slnka bude obiehať po eliptickej dráhe minimálne 15 20-4,5. rokov. Batygin a Brown tvrdia, že táto planéta bola vyvrhnutá na okraj slnečnej sústavy, pravdepodobne v ranom období jej vývoja, asi pred XNUMX miliardami rokov.

Brownov tím nastolil otázku ťažkostí pri vysvetľovaní existencie tzv Kuiper Cliff, teda akási medzera v transneptúnovom páse asteroidov. To sa dá ľahko vysvetliť gravitáciou neznámeho masívneho objektu. Vedci poukázali aj na obvyklú štatistiku, že na tisícky úlomkov hornín v Oortovom oblaku a Kuiperovom páse by mali existovať stovky asteroidov dlhých niekoľko kilometrov a možno jedna alebo viac veľkých planét.

4. Jedna z vizuálnych fantázií o planéte X.

Začiatkom roku 2015 NASA zverejnila pozorovania z prieskumníka Wide-Field Infrared Survey Explorer – WISE. Ukázali, že vo vesmíre vo vzdialenosti až 10-tisíckrát väčšej ako od Slnka k Zemi sa im nepodarilo nájsť planétu X. WISE však dokáže odhaliť objekty veľké ako Saturn, a teda nebeské teleso tzv. Veľkosť Neptúna by mohla uniknúť jej pozornosti. Vedci preto pokračujú v pátraní aj pomocou XNUMX-metrového Keck Telescope na Havaji. Zatiaľ bezvýsledne.

Nemožno nespomenúť koncept pozorovania záhadnej „nešťastnej“ hviezdy, hnedého trpaslíka – čo by zo slnečnej sústavy urobilo binárnu sústavu. Približne polovica hviezd viditeľných na oblohe sú systémy pozostávajúce z dvoch alebo viacerých zložiek. Náš binárny systém by mohol vytvoriť žltého trpaslíka (Slnko) spolu s menším a oveľa chladnejším hnedým trpaslíkom. Táto hypotéza sa však v súčasnosti zdá nepravdepodobná. Aj keby povrchová teplota hnedého trpaslíka bola len niekoľko stoviek stupňov, naše zariadenie to stále dokázalo odhaliť. Gemini Observatory, Spitzer Telescope a WISE už dokázali existenciu viac ako desiatich takýchto objektov vo vzdialenostiach až sto svetelných rokov. Ak je teda slnečná družica naozaj niekde vonku, mali sme si to všimnúť už dávno.

Alebo možno planéta bola, ale už neexistuje? Americký astronóm z Southwestern Research Institute v Boulder, Colorado (SwRI), Dávid Nesvorný, v článku publikovanom v časopise Science dokazuje, že prítomnosť semenníka v Kuiperovom páse tzv. stopu piateho plynového obraktorý tam bol na začiatku formovania slnečnej sústavy. Prítomnosť mnohých kúskov ľadu v tejto oblasti by naznačovala existenciu planéty veľkosti Neptúna.

Vedci hovoria o jadre Kuiperovho pásu ako o súbore tisícok transneptúnskych objektov s podobnými dráhami. Nesvorný pomocou počítačových simulácií modeloval pohyb tohto „jadra“ za posledné 4 miliardy rokov. Vo svojej práci použil takzvaný Niceský model, ktorý popisuje princípy migrácie planét pri formovaní slnečnej sústavy.

Počas migrácie sa Neptún, ktorý sa nachádza vo vzdialenosti 4,2 miliardy km od Slnka, náhle posunul o 7,5 milióna km. Astronómovia nevedia, prečo sa to stalo. Bol navrhnutý gravitačný vplyv iných plynných obrov, predovšetkým Uránu alebo Saturnu, ale nie je známe nič o žiadnych gravitačných interakciách medzi týmito planétami. Podľa Nesvorného musel Neptún zostať v gravitačnom vzťahu s nejakou ďalšou ľadovou planétou, ktorá bola počas svojej migrácie vytlačená z obežnej dráhy smerom ku Kuiperovmu pásu. Počas tohto procesu sa planéta rozpadla a dala vzniknúť tisíckam obrovských ľadových objektov, ktoré sú dnes známe ako jej jadro alebo trans-Neptúni.

Sondy série Voyager a Pioneer sa pár rokov po štarte stali prvými pozemnými dopravnými prostriedkami, ktoré prekonali obežnú dráhu Neptúna. Misie odhalili bohatstvo vzdialeného Kuiperovho pásu a oživili množstvo diskusií o pôvode a štruktúre slnečnej sústavy, ktoré sa ukázali byť ďaleko za hranicami kohokoľvek. Žiadna zo sond nezasiahla novú planétu, ale unikajúce Pioneer 10 a 11 nabrali nečakanú dráhu letu, ktorú bolo možné vidieť ešte v 80. rokoch. slnečnej sústavy...