Анализ новых астрономических данных неожиданно заставил ученых вернуться к гипотезе Немезиды – неизвестной науке темной звезды, обращающейся вокруг Солнца. Интересно, что гипотеза Немезиды и ее «фатальное» имя потребовалась изначально для того, чтобы объяснить цикличность периодов массовой гибели практически всего живого на нашей планете.

    Исследовательская группа под руководством Пола Каласа (Paul Kalas) из калифорнийского университета в Беркли провела с помощью космического телескопа Хаббла исследование 22 подобных Солнцу звезд. Целью исследования был поиск дисков темного планетного вещества у звезд и изучение их свойств. Такие диски были обнаружены у двух из них - HD 53143 и HD 139664, расположенных на расстоянии около 60 световых лет от Земли. Оба диска, по всей видимости, находятся в равновесном стабильном состоянии. «Они относятся как раз к тому типу звезд, у которых можно ожидать наличие пригодных для возникновения жизни областей и планет, на которых она может развиться», - подчеркнул цель исследования д-р Калас. Возраст обеих звезд - свыше 300 млн. лет; возраст солнечной системы оценивается в настоящее время в 4,6 млрд. лет. Ученым удалось исследовать распределение плотности вещества, обращающегося вокруг звезд, в зависимости от удаленности от нее. Для этого свет самой звезды «затенялся», что давало возможность детально исследовать гораздо менее яркое вещество в системе.
    У обоих дисков выявились две компоненты. Одна из них представляет собой широкий пояс с постепенно спадающей плотностью вещества, начинающийся далее 50 астрономических единиц от центрального светила. Астрономической единицей (а.е.) в астрономии называется расстояние, соответствующее среднему расстоянию от Земли до Солнца (около 150 млн. км). Второй диск расположен в диапазоне 20–30 астрономических единиц от звезды и имеет четко выраженный внешний край - то есть на определенном расстоянии от звезды плотность вещества в диске резко падает. Он, по мнению астрономов, чрезвычайно напоминает пояс Койпера в Солнечной системе. Большинство (хотя и не все) объектов пояса Койпера располагаются в узком диапазоне орбит на удалении от 30 а.е. (орбита Нептуна) до 50 а.е. от Солнца. Более того - большинство из известных науке дисков темного вещества у иных звезд представляют собой своеобразные «бублики» - в их центральных областях плотность вещества низка.

в 1951 году американский астроном и космолог Джерард Койпер (Jerard Kuiper), на основании наблюдений ряда малоразмерных объектов, пересекающих радиус орбиты Нептуна, высказал предположение о существовании в диапазоне 35-50 а.е. от Солнца пояса планетоидов, источника периодических комет.

Объекты пояса Койпера (Седна, Квавар, Ксена)

    Согласно существующим представлениям, подтвержденным результатами исследования строения и динамики колец Сатурна, это может свидетельствовать о наличии спутников звезды - в частности, спутника, орбита которого пролегает по внешней границе диска. Он постоянно «подрезает» край дискообразного облака темного вещества, предохраняя его от «размывания». По мнению ученых, в таких системах имеется массивный спутник - звезда, например, коричневый карлик, очерчивающий в своем движении внешнюю границу диска. Аналогичные эффекты наблюдаются в системе колец Сатурна - кольца планеты зачастую ограничиваются спутниками, постоянно подравнивающими их внешний край. Применительно к поясу Койпера это может означать, что у нашего Солнца имеется спутник - звезда, которая пока что неизвестна науке. Гипотезу о существовании подобного тела выдвинул профессор университета Беркли Ричард Мюллер (Richard Muller), назвавший гипотетическую звезду «Немезидой», по имени древнегреческой богини мщения. Именно она в своем движении очерчивает внешнюю границу пояса Койпера. Возможно, именно она ответственна за очень странную орбиту недавно обнаруженного небесного тела 2004 XR190 «Баффи».
    Интересно, что гипотеза Немезиды и ее «фатальное» имя потребовалась изначально для того, чтобы объяснить цикличность периодов массовой гибели практически всего живого на нашей планете. Это означает, что очередное свидетельство существования Немезиды в реальности может иметь чрезвычайно важные последствия для понимания нами не только истории Земли, но и наших собственных судеб в дальнейшем. А значит, результаты миссии зонда New Horizons, направившегося в хранящий тайну Немезиды пояс Койпера, будет с нетерпением ждать все человечество.


    (Данные на 2000 год www.astronomy.ru): в 1951 году американский астроном и космолог Джерард Койпер (Jerard Kuiper), на основании наблюдений ряда малоразмерных объектов (в - основном комет), пересекающих радиус орбиты Нептуна, высказал предположение о существовании в диапазоне 35-50 а.е. от Солнца пояса планетоидов, являющегося источником периодических комет. 80-90-ые годы ХХ века стали эпохой открытий, в корне изменивших наши представления о характере распределения материи на значительных расстояниях от Солнца. В 1992 году, после 5 лет систематических поисков, Гавайской обсерваторией был открыт первый транснептунный объект QB1 (период 291 год, орбита круговая, перигелий 40,9 а.е., афелий 47,8 а.е, диаметр оценивается около 283 км.) На март 1999 года было открыто 113 объектов пояса Эджеверса-Койпера (Edgeworth-Kuiper Belt Objects). Крупнейший из них (помимо Плутона), имеет диаметр около 1000 км. Наименьший из наблюдаемых 96 км. Средний диаметр оценивается от 300 до 500 км. Несмотря на то, что Плутон является лишь крупнейшим в широком классе подобных объектов, Международный Астрономический Союз пришёл к решению сохранить за ним традиционный статус планеты. Тем не менее, объектов класса Плутино (Plutinos) на подобных орбитах ожидается от 35 000 (предположение Стерна, 2000 год) до 70 000 (по предположению Джевита, Левисона и Дункана, 1997, 1999 годы). Плутону, в ряду транснептунных объектов, присвоен порядковый номер. Каждый месяц наблюдений приносит информацию о десятках подобных, ранее не изученных, тел. Суммарная масса объектов намного превосходит массу типичной планеты земной группы и приближается к массе планеты-гиганта (оптимистичная оценка) - от 1,3 массы Земли, по Хэмиду (1968), до 10 масс Земли, по Энееву (1980). Либо составляет внушительную часть массы планеты земной группы (пессимистичная оценка) – от 0,02 до 0,5 масс Земли по расчётам Вейсмана (1995), Джевита(1999), Морбиделли (1999), Малхотры (2000), Стерна (1995). В 1998 году Андерсон и др., на основании траекторных данных движения АМС «Пионер-10», оценили массу пояса как 0,1 от массы Земли, однако этот результат получен только по одной из возможных траекторий (аппарат мог пройти вдали от скоплений массивных объектов). Далее в работе, мы будем предполагать массу в диапазоне между данной оценкой Андерсона (0,1 массы Земли) и Хэмида (1,3 массы Земли), доверяя наиболее проверенным наблюдательным и теоретическим данным.
    1.1.Класс Плутино (Plutinos). Имеет резонансные орбиты, среднее движение которых составляет 3:2 со средним движением Нептуна. Определены параметры орбит 33 объектов такого рода. Большая полуось у всех составляет 39 а.е. Различны только эксцентриситеты (0,11-0,35), наклоны их орбит к плоскости эклиптики имеют хаотический характер (0-20). При этом перигелий близок 26 а.е, афелий – 53 а.е. Резонанс 3:2 стабилизирует орбиты этих объектов, не позволяя им сближаться с Нептуном, несмотря на тот факт, что, например, орбита Плутона пересекает орбиту Нептуна.

Распределение транснептуновых объектов

Плутону, в ряду транснептунных объектов, присвоен порядковый номер. Каждый месяц наблюдений приносит информацию о десятках подобных, ранее не изученных, тел. Суммарная масса объектов намного превосходит массу типичной планеты земной группы и приближается к массе планеты-гиганта (оптимистичная оценка) - от 1,3 массы Земли.

    1.2. Классические объекты пояса Койпера (Scattered Disk Objects – SDOs). Определены орбиты 70 объектов. Всего (на начало 2000 года) известно 255. Орбиты почти круговые. Диапазон для больших полуосей 40-48 а.е., наклон от 0 до 4. Объекты, скорее всего, шарообразны и имеют средний диаметр порядка 100-400 километров.
    1.4.Уникальные объекты (Unique Objects). Три объекта принадлежат к семейству объекта TL66 (е=0.58, большая полуось 84 а.е., период 770 лет). Исходя из звёздной величины 21m и предполагаемого альбедо 0,04, их диаметр близок к 500 км. Орбита имеет наибольший из всех объектов наклон к эклиптике – 24 градуса. Ожидаемое количество подобных объектов – около 10 000. Их суммарная масса ожидается близкой к массе планеты земной группы.
    1.4 Плутон (Pluto). Заслуживает отдельного от своего класса рассмотрения, как крупнейший объект пояса Койпера (е=0,246, большая полуось 40 а.е., период 248 лет, наклон 17,1, радиус планеты 1195 км., плотность 1,7 г/см.). В зарубежной литературе относится к классу Lesser planets, в отличие от Minor planets (астероидов). Альбедо его составляет 0,3, что характерно для кристаллического азота с фракциями метана в твёрдом агрегатном состоянии. По покрытию звёзд фона установлено наличие атмосферы, сгущающейся в перигелии, в связи с увеличением солнечной радиации. В 1978 году на расстоянии 19405 км от Плутона открыт спутник планеты Харон, соизмеримый с Плутоном по радиусу (593 км.). Орбитальный период вращения Харона и период вращения обеих планет вокруг оси, видимо, синхронизован и совпадает. Астрономия претендует на теоретическое открытие Плутона “на кончике пера”, по аналогии с классическим открытием Нептуна по систематическому возмущению движения Урана. Однако, погрешности движения Нептуна имели довольно бессистемный характер, неудовлетворительно коррелирующий с наличием новой крупной планеты на внешней орбите. Обнаружение его произошло случайно, спустя много лет поисков и далеко не в центре предсказанного квадрата наблюдений. Открытие принадлежит Клайду Томбо, наблюдателю Ловелловской обсерватории в 1930 году. Изучение параметров Плутона мало прояснило их взаимосвязь с возмущениями орбиты Нептуна. Исследователям, во многом, повезло. Объяснением возмущений орбит Плутона и Нептуна могло быть наличие ещё какого-либо, третьего тела. Вслед за Плутоном начался поиск Трансплутона, не приведший, однако, к результату за последние 70 лет. В настоящее время большинство исследователей свыклось с мыслью о его отсутствии. Автор этих строк полностью разделяет это мнение. Открытие транснептунных объектов, лишь на короткое время возродило былые надежды. Масса большого количества малоизученных объектов, случайным образом распределённая по поясу Койпера, делает невозможными какие-либо систематические расчёты даже при помощи новейших средств вычислительной техники. Для определения структуры гиперкойперова пространства нужны принципиально иные подходы.
    1.5.Гипотетические объекты. 1.5.1.Плоское облако Хиллса. В 1981 году Хиллс предположил существование плоского кометного облака, лежащего в плоскости эклиптики на расстоянии 1000-10000 а.е. от Солнца. Согласно Бейли (1990) оно пересекается с облаком Оорта (см. ниже). Цицин (1993) считал, что «ансамбль реликтовых планетезималей начинается с астероидного пояса и простирается до внешней части облака Хиллса».
    1.5.2.Облако Оорта (Oort cloud). В 1950 году Ян Хендрик Оорт (Jan Hendrik Oort) (1900-1992) предположил существование массивного облака объектов, имеющего форму, близкую к сферической, возможного источника долгопериодических и гиперболических комет (в последний раз предположение исследовано Талкотом в 1999 году) в области от 10000 до 150 000 а.е. от Солнца. Таким образом он счёл, что фактические размеры Солнечной системы трудноопределимы и плавно переходят в аналогичные системы других звёзд местной группы. В данное время большинство астрономов считает пространство за орбитой Нептуна заполненным телами, аналогичными крупным кометам, которые считаются основой пояса Койпера. Предпочитаемое большинством авторов название для этого объекта - диффузное кометное облако. По данным Уигерта, Трэмэйна, Вейсмана и Левисона (1997), облако содержит 1 10^13 комет, пришедших из зоны, лежащей в радиусе орбиты Юпитера. Недавно открыт необычный объект 1996PW (большая полуось 322 а.е., малая полуось 2,54 а.е., е=0,9921, наклон 29,9, диаметр около 10 км.), существование которого косвенно свидетельствует в пользу гипотезы данных авторов.

---

"Косвенное подтверждение"     Астрономы пришли к выводу, что параметры орбиты недавно обнаруженного планетоида Седна свидетельствуют о том, что наше Солнце может быть частью двойной звездной системы. Двойные системы, считавшиеся ранее очень редкими, согласно последним данным, являются обычным явлением в нашей Галактике. Астрофизики Уолтер Краттенден (Walter Cruttenden) из Binary Research Institute (BRI), профессор Ричард Мюллер (Richard Muller) из UC Berkeley, д-р Дэниел Уитмир (Daniel Whitmire) из университета штата Луизиана и другие ученые давно занимаются поисками гипотетического спутника Солнца. Большинство доказательств, которыми они располагали до сих пор, имели в основном статистический характер. Недавнее открытие доктором Майклом Брауном (Michael Brown) крупного астероида Седны может предоставить первые косвенные физические свидетельства существования загадочной второй звезды – так называемой Немезиды - в Солнечной системе.     На основании последних результатов д-ра Брауна, показывающих, что Седна вращается по чрезвычайно вытянутой эллиптической орбите, д-р Краттенден установил, что движение планетоида находится в гравитационном резонансе с движением звезды-спутника, теоретические параметры орбиты которой были недавно опубликованы. «Седна просто не может находиться там, где она есть, – полагает д-р Браун. – Нет никакой видимой силы, которая могла бы поместить планетоид на такую орбиту. Седна, несмотря на свою эксцентрическую орбиту, все же не приближается в перигелии достаточно близко к Солнцу, чтобы ощутить его гравитационное воздействие, и не удаляется слишком далеко в афелии, чтобы попасть под влияние других звезд. Очень трудно объяснить такое положение Седны, если, конечно, она не сформировалась именно там, где она сейчас находится».     «Мне кажется, – говорит д-р Браун, – что орбита Седны сформировалась на ранних стадиях образования Солнечной системы. Звезды галактики тогда находились намного ближе друг к другу. Возможно, эти звезды оказали воздействие на планетоид с внешней стороны его орбиты, а затем удалились на значительное расстояние. Поэтому я считаю Седну реликтом, своего рода «ископаемой окаменелостью», по которой можно изучать самую раннюю историю Солнечной системы». Д-р Уолтер Краттенден соглашается с тем, что орбита Седны очень необычна, но отмечает, что орбитальный период в 12 тыс. лет находится в полном соответствии с предполагаемой периодичностью движения звезды-спутника Солнца. Таким образом, по мнению д-ра Краттендена, необычная орбита Седны отражает текущую конфигурацию Солнечной системы, а не только ее историю.     Маловероятно, что Седна могла сохранять чрезвычайно вытянутую орбиту с момента образования Солнечной системы до наших дней, то есть в течение несколько миллиардов лет, поскольку эксцентриситет обычно уменьшается с течением времени. Скорее всего, поведение планетоида свидетельствует о действии каких-то неизвестных сил в Солнечной системе. Наиболее вероятной из таких сил является гравитационное притяжение темного спутника Солнца. Кроме нескольких популярных статей и книги д-ра Крутендена «Таинственная звезда – мифы и реальность», в которой приведены исторические ссылки и результаты современных исследований, интерес к проблеме существования спутника Солнца имел до сих пор исключительно академический характер. В настоящее время, благодаря недавним открытиям планетоидов Седны и Ксены (2003 UB313, который по последним уточненным данным превышает размеры Плутона), а также исследованиям временных параметров орбит д-ра Краттендена, поиски невидимой звезды получат новый импульс.

---