Затерянный мир: Плутон и Харон
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Плутон и Харон
 Плутон и Харон
Открытие лаборанта Томбо
Страница: Открытие Томбо, Открытие Койпера;
Плутон и Харон
Из истории исследований

Транснептуновое кольцо

    Открытие Плутона вызвало к жизни смелую гипотезу, которую выдвинул основатель астрономического отделения Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Фредерик Леонард, первый президент Общества по исследованию метеоритов. В 1930 году он предсказал, что Плутон всего лишь первый член семейства транснептуновых объектов, «которые еще ожидают своего открытия». Несколько позднее эта идея осенила ирландца Кеннета Эджворта, подполковника саперных войск британской армии, который, выйдя в отставку, всерьез занялся теоретической астрономией. В 1943 году он опубликовал в «Журнале Британской астрономической ассоциации» статью «Эволюция нашей планетарной системы», где утверждал, что за Нептуном может находиться множество тел, образовавшихся на заре существования Солнечной системы. По военному времени на нее не обратили внимания, но через шесть лет Эджворт представил эти же выкладки на страницах престижных «Ежемесячных записок Королевского астрономического общества». Еще два года спустя известный астроном Джерард Койпер поместил главу с аналогичными выводами в коллективном труде о Солнечной системе. И Эджворт, и Койпер писали о вращающемся за Нептуном плоском кольце небольших (по мнению Койпера, километровой величины) тел, служащем основным источником комет (в этом они промахнулись, прав был Оорт, который понял, что кометы главным образом приходят из сферического облака, отстоящего от орбиты Нептуна на огромное расстояние). Койпер также считал, что от древнего транснептунового кольца сохранилось очень немного, поскольку гравитационные возмущения Плутона отбросили большинство его объектов к облаку Оорта. Причина этой ошибки сейчас понятна – Койпер приписывал Плутону чересчур большую массу. Однако в идеях Эджворта и Койпера имелось рациональное зерно, которое распознали, когда обоих уже не было в живых. Гипотеза транснептунового кометного кольца была практически забыта сразу после ее появления.

Солнечная система

    Ситуация изменилась три десятка лет назад, причем опять-таки из-за комет. Долгое время астрономы полагали, что любая короткопериодическая комета когда-то была вытянута из облака Оорта притяжением планет-гигантов и заключена в плен в пределах их орбит. Однако в 1970-х было обнаружено, что даже Юпитер улавливает лишь десятую долю процента от количества внешних комет, а прочие вновь отбрасываются в направлении облака. Это означало, что короткопериодические кометы должны появляться с куда меньшей частотой, чем это происходит в действительности! Первым попытался объяснить это противоречие работавший в Германии парагвайский астроном Хулио Фернандес. Ознакомившись с работами Койпера и Уиппла, он решил проверить, не служит ли их гипотетическое кольцо источником короткопериодических комет. Компьютерная модель показала, что внутренняя зона кольца в течение столетия способна поставить в окрестности Нептуна до двухсот тел нужного размера, из которых примерно дюжина превращается в кометы. Эта опубликованная в 1980 году оценка выглядела заниженной, но для начала весьма приемлемой. Подлинный прорыв случился через восемь лет. Канадские астрофизики Мартин Дункан, Томас Квинн и Скотт Тремейн вычислили, что транснептуновое кольцо способно поставлять согласующееся с астрономическими наблюдениями число комет, если его суммарная масса составляет лишь десятые доли массы Земли, причем при таком расходе материала кольцо вполне могло сохраниться с ранней юности Солнечной системы.
    Дункан c соавторами пришли к выводу, что кольцо содержит более тысячи тел, которые различимы в мощные телескопы как светила 22-й величины. Астрономам-наблюдателям теперь было чем заняться. Первый успех достался Дэвиду Джуитту и Джейн Лу из Астрономического института Гавайского университета. Работая с 224-сантиметровым телескопом, установленным на плоской вершине 4205-метрового потухшего вулкана на Большом острове Гавайского архипелага, 30 августа 1992 года с помощью компьютерного анализа снимков они выявили медленно перемещающийся по небосводу тусклый объект. Последующие наблюдения показали, что он отстоит от Солнца на 40 а.е. и имеет поперечник около 250 км. Джуитт и Лу отправили эту информацию в Центр малых планет Международного астрономического союза. 14 сентября директор Центра Брайан Марсден официально заявил об открытии нового астероида с прозаическим названием 1992 QB1 (с 1925 года малые планеты регистрируют с помощью буквенно-цифрового кода, в котором содержатся сведения о времени первого наблюдения). Это был первый обитатель койперовского пояса. пути. Открытие 1992 QB1 было воспринято астрономами как подтверждение основных выводов группы, и эстафету подхватили другие ученые. К лету 1996 года Центр малых планет зарегистрировал больше 30 койперовских объектов (КО) поперечником от 100 до 400 км.
    За 15 лет о поясе Койпера узнали довольно много. Его внутренняя граница отстоит от Солнца на 30 а.е., внешняя – на 50 а.е. КО вращаются в различных плоскостях, однако их углы с плоскостью эклиптики, скорее всего, не превышают 200. Суммарная масса вещества пояса служит предметом дискуссий, но почти наверняка она никак не меньше, чем треть массы Земли (по другим оценкам, она может составлять 30 земных масс). Классические КО обращаются вокруг Солнца почти по круговым путям, лежащим диапазоне 42–45 а.е. Другие КО движутся по более вытянутым орбитам и иногда подходят к Солнцу ближе, чем Нептун. В этом они напоминают Плутон, почему и получили название «плутино» (плутончики). Общее число плутино и классических КО поперечником более 100 км сейчас оценивается в 70 000. Тел километровых размеров должно быть гораздо больше – порядка 100 млн. Помимо этого имеется до 30 000 транснептуновых тел, которые в перигелии подходят к Солнцу примерно на 40 а.е., но в афелии уходят от него на десятки и сотни а.е. Их называют объектами рассеянного диска и даже не всегда считают обитателями пояса Койпера.
    Первые КО были невелики, но в нашем десятилетии астрономы обнаружили в поясе гораздо бОльшие тела, такие как классические КО 2003 EL61 (экваториальный диаметр 1960 км) и 2005 FY9 (около 1800 км). Крупнейший из известных сегодня объектов рассеянного диска – планетоид 2003 UB313, известный под именем Эрида. Его поперечник оценен в 2400 км, что превышает диаметр Плутона. Три года назад был открыт совсем уж необычный член транснептуновой популяции, 1800-километровый планетоид 2003 VB12, названный Седной в честь морской богини инуитов. Перигелий Седны составляет 75 а.е., так что она не относится и к объектам рассеянного диска. В афелии этот планетоид удаляется от нашего светила на 900 а.е., то есть на 10% расстояния до внутренней границы облака Оорта. Не исключено, что когда-то Седна была ближе к Солнцу, но ее увлекло за собой притяжение блуждающей звезды. Являются ли эти объекты планетами или планетоидами? Плутон получил свой статус в немалой степени из-за «пропаганды» руководителей обсерватории Лоуэлла, которым очень хотелось стать первооткрывателями планеты, а не какой-то мелочи. Однако Генеральная ассамблея МАС 24 августа 2006 года лишила Плутон звания планеты, а остальные крупные объекты пояса Койпера – надежды когда-либо стать планетами. Недавние открытия крупных тел в поясе Койпера и за его пределами известны всем, но астрономия живет не одними сенсациями.

Солнечная система

    В последние годы в поясе было выявлено немало двойных объектов, и сейчас стало очевидным, что их там очень много. Они могли образоваться лишь при куда большей плотности вещества, нежели та, что существует ныне. Это означает, что в первую сотню миллионов лет существования Солнечной системы пояс был заселен в сто, а может, и в тысячу раз гуще. Кроме того, интересные результаты были получены при спектральном анализе света, отраженного от поверхности КО. Некоторые КО в изобилии содержат обыкновенный лед, а некоторые покрыты замерзшим метаном. Открытие первых КО не только показало, что Солнечная система гораздо больше, чем думали раньше, но и убедило астрономов, что ее периферия еще очень плохо исследована. Исследователи пояса Койпера практически не имели добычи от дальних космических зондов. Pioneer 10 пересек орбиту Нептуна в 1983 году и удалился от Солнца на 90 а.е., но его счетчик космических пылевых частиц прекратил функционировать еще до прохождения сквозь пояс Койпера. Кое-какую информацию о составе пояса дали плазменные детекторы зондов Voyager 1 и Voyager 2, но и они давно покинули поясную зону. Вся надежда на запущенную 19 февраля 2006 года автоматическую станцию New Horizons («Новые горизонты»). В 2015-м она долетит до Плутона и его лун Харона, Никса и Гидры, после чего войдет в пояс Койпера и пролетит как минимум около одного из КО. Станция оснащена счетчиком пылевых частиц, 6-см телескопом, оптическим, инфракрасным и ультрафиолетовым спектрометром и рядом других приборов.
    Происхождение КО окончательно не выяснено. Скорее всего, в большинстве своем это планетезимали, относительно небольшие сгущения вещества газопылевого облака, окружавшего юное Солнце. Когда-то планеты и их спутники возникли в ходе столкновения и слипания планетезималей. Сильно модифицированные планетезимали продолжают существовать в главном поясе астероидов (где мощные гравитационные возмущения Юпитера препятствовали формированию крупной планеты), а в поясе Койпера они сохранились практически в первозданном виде. Крупные КО также могли образоваться в процессе планетезимальных столкновений (теория нуждается в доводке).
Автор статьи: АЛЕКСЕЙ ЛЕВИН, журнал "Популярная механика" 

Интернет-магазин ковров, купить ковер в Москве без проблем.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru