В последнее время область Солнечной системы, лежащая за орбитой Нептуна, стала вызывать у астрономов значительный интерес. Данная область называется "поясом Койпера", и в ней содержатся объекты, которые остались неизменными еще со времен образования нашей системы (около 4.5 млрд. лет назад). Усовершенствованные методики наблюдений позволили обнаружить там достаточные крупные небесные тела, и теперь идет разговор о предоставлении им статусов планет.     Три астронома, которые в июле открыли десятую планету Солнечной системы, сообщили на этой планете об обнаружении еще двух объектов, находящихся далеко за орбитой Плутона. Этими учеными являются Майкл Браун (Michael Brown) из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology), Чадвик Тружилло (Chadwick Trujillo) из Гавайского университета (University of Hawaii) и Дэвид Рабиновитц (David Rabinovitz) из Йельского университета (Yale University). Три объекта, временно носящие названия «Ксена» (Xena), «Санта» (Santa) и «Рождественский кролик» (Easterbunny), являются самыми большими телами, найденными к настоящему времени в поясе Койпера. В своем интервью Браун оценивает расстояние до планет таким образом: до Плутона – 3 млрд. миль, до Санты и Рождественского кролика – около 5 млрд. миль и до Ксены – 9 млрд. миль. Международное астрономическое сообщество в будущем окончательно утвердит названия новых объектов.

Зонд Voyager 1 достиг края Солнечной системы. (23 сентября 2005)
    Согласно сообщениям ученых из Университета штата Мэриленд (University of Maryland), космический аппарат Voyager 1 вошел в граничную область Солнечной системы и теперь передает информацию о ней. «Мы подтверждаем, что Voyager 1 пересек линию ударной волны (termination shock, см. рис.), где проходит граница Солнечной системы, 16 декабря 2004 года», - говорит Франк МакДональд (Frank McDonald), соавтор двух из четырех статей в сентябрьском выпуске журнала Science, посвященных зонду. Эта линия является началом области, известной как гелиощит (heliosheath, см. рис.).

«Мы подтверждаем, что Voyager 1 пересек линию ударной волны (termination shock, см. рис.), где проходит граница Солнечной системы, 16.11.04»

Граница Солнечной системы - гелиосфера

    «Вплоть до настоящего момента среди ученых были сомнения, пересек ли Voyager 1 линию в 2002 году, или же он сделал это в декабре 2004 года», – комментирует ситуацию МакДональд. МакДональд является соавтором двух публикаций: «Переход через ударную волну: магнитные поля» (Crossing the Termination Shock into the Heliosheath: Magnetic Fields) и «Voyager 1 исследует область линии перехода и гелиощита» (Voyager 1 Explores the Termination Shock Region and the Heliosheath Beyond). Соавторами третьей статьи – «Voyager 1 перед ударной волной, в ней и в гелиощите» (Voyager 1 in the Foreshock, Termination Shock and Heliosheath) – являются также Мэтью Хилл (Matthew Hill), Джордж Глоэклер (George Gloeckler) и Дуглас Гамильтон (Douglas C. Hamilton). Все ученые представляют группу физики космоса в Мэрилендском университете. Кроме того, группа под руководством Глоэклера в прошлом создала прибор по исследованию низкоэнергетичных заряженных частиц (Low Energy Charged Particle, LCEP), один из пяти основных инструментов «Вояджера».
    «Линия перехода – это ударная волна солнечного ветра, обозначающая место, где его скорость падает со сверхзвуковой до дозвуковой. Общепринято считать, что это место является уникальным ускорителем частиц, и наши открытия в целом подтвердили данное предположение. – говорит Хилл. – Публикация четко указывает на возрастание интенсивности частиц с высокими энергиями в зоне ударной волны. Кроме того, LECP косвенным способом определил, что скорость солнечного ветра в гелиощите является дозвуковой». Однако Хилл отметил, что было и непонятное открытие: определенные частицы, называемые «аномальными космическими лучами», не ускоряются в ударной волне, или, по крайней мере, в той области, где сейчас находится Voyager 1. «Такое наблюдение может перевернуть всю 30-летнюю историю изучения аномальных лучей с ног на голову», - добавляет он.
Солнечный ветер создает «пузырь» вокруг нашей системы
    Наша Солнечная система окружена «пузырем», известным как гелиосфера (heliosphere, см. рис.), который проходит намного дальше, чем самые удаленные планеты. Такой пузырь формируется под действием солнечного ветра – заряженными частицами, улетающими от Солнца с большими скоростями. По мере того, как Солнце движется вокруг центра нашей галактики Млечный путь со скоростью около 560 тыс. миль в час, этот пузырь «проталкивается» сквозь облака межзвездного газа, пыли и частиц. Передняя часть гелиосферы – гелиощит – является переходной областью, где солнечной ветер напрямую подвергается давлению межзвездных облаков. Неопределенность относительно даты входа Вояджера в гелиощит была связана с тем, что данная область не является статичной, а меняется в зависимости от окружающего пространства.
    Начало гелиощита определяется ударной волной, местом, где солнечный ветер резко замедляется. Наконец, крайней областью гелиощита является гелиопауза (heliopause, см. рис.), зона, где давление солнечного ветра компенсируется давлением межзвездной среды. Гелиопауза отмечает границу Солнечной системы.
    Voyager 1 и его близнец Voyager 2 в настоящее время являются частью Межзвездной миссии NASA (NASA Interstellar Mission), нацеленной на исследование границ Солнечной системы. Оба зонда способны передавать научные данные от всех инструментов вплоть до 2020 года. МакДональд, работавший над миссиями Вояджеров с самого начала, говорит, что Voyager 1 достигнет гелиопаузы в ближайшие 8-10 лет. «Когда мы начинали, никто не думал, что эта программа может продлиться так долго. Сейчас уже прошло 28 лет, и пока не видно причин, почему она может закончиться». Запущенные в 1977 году, Вояджеры были нацелены на изучение Юпитера и Сатурна. Однако после выполнения своих заданий они полетели дальше. В частности, Voyager 2 исследовал после этого еще Уран и Нептун. Теперь он следует за первым зондом, и ожидается, что он пересечет ударную волну в 2008 году.
Открытие луны у десятой планеты. (2 октября 2005)
    Ученые из Обсерватории Кек (Keck Observatory) и Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) открыли объект, вращающийся вокруг десятой планеты Солнечной системы 2003 UB313. Новая луна принадлежит самому далекому небесному телу в нашей системе. Существование луны помогло астрономам решить вопросы о том, является ли десятая планета (временно названная «Ксеной») тяжелее Плутона, и можно ли ей присвоить статус планеты. Соответствующая статья была опубликована в октябрьском выпуске журнале Astrophysical Journal Letters.
    «Мы были удивлены, так как это совершенно другой тип спутников, отличный от всего, что мы видели ранее. – говорит Майк Браун (Mike Brown), профессор планетарных наук Калифорнийского института. – По сути, это новый класс спутников, связанных с большими объектами в поясе Койпера. В сравнении с основной планетой они гораздо меньше и намного тусклее». Открытая луна, которая в 60 раз более тусклая, чем Ксена, получила название «Габриэль». Последующие наблюдения на 10-метровом телескопе Keck II и космическом телескопе Hubble позволили определить орбитальные характеристики движения луны, по которым затем были вычислены масса и плотность Ксены.
    «Интересно то, что Ксена, Плутон и Санта, три из четырех самых крупных объектов в поясе Койпера, имеют луны. – говорит Маркос ван Дам (Marcos van Dam), сотрудник обсерватории Кек и соавтор статьи. – Это наводит на мысль о том, что эти объекты образовались иным способом в сравнении с телами меньших размеров в данной области». Луна, вращающаяся вокруг Ксены, впервые была обнаружена на телескопе Keck II с использованием системы адаптивной оптики на основе лазерной звезды гидирования (Laser Guide Star Adaptive Optics system, LGS AO). Эта система обеспечивает высокое пространственное разрешение для снимков в инфракрасной области, сравнимое с разрешением снимков телескопа Hubble в оптическом диапазоне. Кроме того, используя LGS AO, наблюдатели получили не только более высокое разрешение, но и смогли собрать свет на гораздо меньшую площадь детектора, что позволило регистрировать объекты малой светимости. Такие улучшения позволили значительно продвинуться в наблюдениях двойных объектов в поясе Койпера.
    Так, была обнаружена небольшая луна, вращающаяся вокруг объекта 2003 EL61 (кодовое название «Санта»), однако не было обнаружено ничего вокруг другого крупного объекта - 2005 FY9 («Рождественский кролик», «Easterbunny»). «Когда мы тестировали модель столкновения, в результате которой могли образоваться Плутон и Харон, то обнаружили, что в ней появляются и более мелкие спутники. – комментирует Браун. – Однако мы никогда раньше не наблюдали эти спутники. Теперь же, когда были обнаружены луны у Санты и Ксены, это приводит нас к выводу о том, что крупные тела в поясе Койпера подвергались столкновениям». Ван Дам так описывает сделанное открытие: «Вначале мы увидели тусклое пятно, которое присутствовало на всех снимках. Мы осознавали, что это не далекая звезда и не галактика, так как пятно передвигалось вместе с основным объектом (планетой). Также это не было связано и с аппаратурой. К концу наблюдений мы уже поняли, что обнаружили новую луну».
Успешный запуск зонда New Horizons. (20 января 2006)
    Космический аппарат New Horizons был запущен в четверг днем с помощью ракеты Atlas V с мыса Канаверал, Флорида, США. Пуск произошел после двух неудачных попыток, имевших место ранее на этой же неделе: первый запуск был прерван из-за плохой погоды, тогда как второй – из-за перебоев в подаче электроэнергии. После 43-й минуты полета, аппарат успешно отделился от третьей ступени ракеты, что вызвало аплодисменты в центре управления миссией. Вскоре New Horizons достигнет скорости 75600 км/ч (21 км/с), что в 10 раз больше скорости полета пули. Так, если в 1969 году аппарату Apollo 11 понадобилось 3 дня, чтобы долететь до Луны, то New Horizons сделает это примерно за 9 часов.
    Орбиты Юпитера он достигнет через год. Если все пройдет как запланировано, то, совершив маневр в гравитационном поле Юпитера, аппарат окончательно увеличит свою скорость до запланированной (21 км/с). После этого понадобится еще 9 лет, чтобы долететь до Плутона по более-менее прямой линии. Итого, длительность полета составит 10 лет, однако ученые и инженеры, готовившие миссию, говорят, что цель стоит этого ожидания. Зонд впервые в истории сделает фото Плутона с близкого расстояния, а также его лун и области на периферии солнечной системы, называемой поясом Койпера. Данный пояс – это область, находящаяся за орбитой Нептуна и заполненная ледяными и каменными объектами. «Лично для меня будет крайне интересным взглянуть близко на эти объекты. Это будет начало изучения данной области космоса», - прокомментировал Майкл Гриффин, руководитель NASA.
    Ученые считают, что данные объекты являются «мусором», оставшимся от формирования планет 4.6 млрд. лет назад. В течение десятилетий выдвигались теории, предсказывающие возможное наличие такого пояса в солнечной системе, однако первый объект из этой области был обнаружен лишь в 1992 году. С тех пор были обнаружены сотни новых объектов, и некоторые из них довольно большого размера. Астрономы считают, что и Плутон является объектом из пояса Койпера.
    Из-за того, что аппарат New Horizons содержал на борту около 11 кг плутония-238, его запуск вызывал определенные сомнения. Зонд не снабжается напрямую ядерной энергией, вместо этого распад плутония создает тепло, питающее батарею, которая уже и производит энергию. Критики выразили свои опасения по поводу того, что в случае аварии при запуске плутоний будет распылен по широкой полосе над штатом Флорида. Между тем, для самого плохого развития событий NASA оценила шансы как «от 1 к 1.4 млн. до 1 к 18 млн.», при этом будет выброшено всего 2% плутония. Критик Карл Гроссман (Karl Grossman) заявляет, что он не согласен с оценкой риска NASA: «Будет ли это 2 процента, 20 или все 100, когда вы говорите о плутонии, вы говорите о самом токсичном радиоактивном веществе». Сами ученые, готовившие миссию, утверждают, что выгода от проекта превышает возможные риски: «Для того, чтобы продолжать исследование вселенной, нам нужно выполнять подобные вещи».
Подробности в изучении Харона. (22 января 2006)
    Новые наблюдения Харона – луны Плутона – показали, что он не имеет атмосферы. Две международные группы астрономов под руководством Джеймса Эллиота (James Elliot) из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) в США и Бруно Сикарди (Bruno Sicardy) из Парижской обсерватории (Observatoire de Paris) во Франции пришли к этому выводу после изучения того, как Харон блокирует свет далекой звезды. Кроме того, использованная методика позволила им определить размер Харона с высокой точностью. Примененный метод известен как «звездное затменное наблюдение» (stellar occultation) и может использоваться тогда, когда изучаемый объект проходит между Землей и далекой звездой. Данная методика является мощным средством для получения информации об объекте. В данном исследовании астрономы использовали телескопы в Чили и Аргентине для наблюдения затмения Хароном звезды UCAC2 26257135 11 июля 2005 года.

Десятая планета больше Плутона

При первых наблюдениях астрономы посчитали, что UB313 является, по крайней мере, столь же большой, как и Плутон. Однако точная оценка диаметра планеты была невозможна без информации об ее отражательной способности.

    Полученные результаты показали, что Харон практически не имеет газообразной оболочки. Также был измерен его радиус, который оказался в диапазоне от 603 до 606 километров с погрешностью в 5-8 километров. По полученным данным астрономы смогли вычислить, что плотность Харона составляет 1.71 от плотности воды, то есть он представляет собой каменно-ледяное тело. Кроме того, новые результаты помогут ученым понять, как образовались Плутон и Харон. Многие астрономы считают, что Харон является спутником Плутона, тогда как другие заявляют, что оба тела составляют двух-планетную систему и образовались в одно время. Ситуация осложняется тем, что астрономы вновь обсуждают, что считать «планетой» - после открытия нескольких новых объектов, по размерам равных Плутону.
    Недавнее открытие двух дополнительных лун Плутона укрепило его статус планеты и внесло изменения в готовящуюся программу запуска к нему космического аппарата, намеченную на январь 2006 года. До этого у Плутона была известна только одна луна: Харон. Два новых объекта, обнаруженные с помощью телескопа «Хаббл», меньше Харона и движутся по практически круговым орбитам вокруг Плутона (на рисунке показана система Плутона с поверхности одной из лун. Крупный диск – Плутон, малый диск справа - Харон). «Данное открытие является хорошей новостью для нашего исследования», - говорит Алан Штерн (Alan Stern), второй руководитель проекта NASA «Новые горизонты». Космический корабль этой программы достигнет Плутона в 2015 году. Теперь у него будет возможность изучать четыре объекта вместо двух.
    Плутон был открыт в 1930 году, Харон – в 1978. Хотя две новых луны и не были обнаружены вплоть до сегодняшнего дня, ученые получили подтверждение их существования, когда сравнили снимки 2002 года с новыми снимками. Изображения лун, хотя и размытые, были на них. Возможно луны, также как и Харон, образовались в результате столкновения. Пока луны не получили названий – до тех пор, пока новые наблюдения в феврале 2006 года не подтвердят их существования.

---

Десятая планета оказалась больше Плутона. (2 февраля 2006)     Заявления о том, что Солнечная система имеет десятую планету, были поддержаны группой астрономов из Бонна, которые показали, что новая планета больше Плутона. Об ее открытии было объявлено прошлым летом, и предварительно она носит название 2003 UB313. Измерив ее тепловое излучение, ученые смогли определить, что ее диаметр составляет 3000 км, то есть на 700 км больше диаметра Плутона (на рисунке для сравнения показаны размеры Земли, Луны, системы Плутон-Харон и новой планеты). Таким образом, UB313 стала самым крупным обнаруженным объектом в Солнечной системе с 1846 года, когда был открыт Нептун. Как и Плутон, UB313 является одним из ледяных объектов, расположенных в так называемом поясе Койпера за орбитой Нептуна. Новая планета является самым далеким объектом, когда-либо наблюдавшимся в Солнечной системе. Она находится от Солнца на расстоянии, в 97 раз превышающем радиус земной орбиты, и в 2 раза дальше, чем Плутон.     При первых наблюдениях астрономы посчитали, что UB313 является, по крайней мере, столь же большой, как и Плутон. Однако точная оценка диаметра планеты была невозможна без информации об ее отражательной способности. Теперь группа ученых под руководством Франка Бертольди (Frank Bertoldi) из Университета Бонна (University of Bonn) и Вильгельма Альтенхофа (Wilhelm Altenhoff) из Института радиоастрономии Макса Планка (Max Planck Institute for Radio Astronomy, MPIfR) смогла решить эту проблему. Для этого они измерили количество тепла, излучаемого планетой. «Так как UB313 определенно больше Плутона, - замечает Бертольди, - то тогда будет крайне трудно называть его планетой, если и UB313 не получит такой же статус».     Астрономы стали находить маленькие планетарные объекты за орбитами Нептуна и Плутона, начиная с 1992 года, тем самым подтвердив предсказание, сделанное 40 лет назад астрономами Кеннетом Еджворфом (Kenneth Edgeworth) и Герардом Койпером (Gerard P. Kuiper) о существовании пояса таких тел. Названный поясом Койпера, он содержит объекты, оставшиеся со времен формирования Солнечной системы около 4.5 млрд. лет назад. Некоторые из них иногда отклоняются и входят во внутренние области солнечной системы, проявляя себя в виде комет. В оптическом диапазоне объекты Солнечной системы видны благодаря отражаемому ими свету Солнца. Таким образом, их видимый блеск зависит от размера и отражательной способности поверхности. Последний параметр может заметно варьироваться (от 4% для многих комет до 50% для Плутона), поэтому невозможно использовать только его для определения точных размеров объекта.     По этой причине в данном исследовании астрономы использовали 30-метровый телескоп IRAM в Испании (фото слева), снабженный болометром MAMBO (фото справа). Последний измерял тепловое излучение UB313 на длине волны 1.2 мм, то есть там, где отраженный солнечный свет несущественен, а яркость определяется только поверхностной температурой и размерами объекта. Кроме того, температура планеты может быть определена по ее удаленности от Солнца, поэтому по результатам наблюдений можно с хорошей точностью вычислить размер планеты. «Открытие в Солнечной системе объекта по размерам больше Плутона – очень захватывающе. – говорит Альтенхоф, который занимался малыми небесными телами и кометами в течение десятков лет. – Это говорит нам, что Плутон, который также нужно отнести к поясу Койпера, не является столь странным объектом. Возможно, мы найдем здесь еще много малых планет, которые прояснят нам вопросы происхождения и эволюции нашей системы».