В 1992 году Дэйв Джевитт (Dave Jewitt) и Джейн Лу (Jane Luu) в Университете Гавайев обнаружили небольшой объект, обозначенный 1992QB1, вращающийся вокруг Солнца за Нептуном на расстоянии около 40 а.е (астрономическая единица). С тех пор было обнаружено более 3100 подобных объектов с орбитами за пределами Нептуна, и, по оценкам ученых, в этом обширном регионе Солнечной системы насчитывается несколько сотен тысяч объектов размером более 20 км в поперечнике.
Мы называем этот рой тел поясом Койпера в честь голландско-американского астронома Джерарда Койпера, который размышлял о существовании малых тел за пределами Нептуна в 1950-х годах. Некоторые называют это поясом Эджворта / Койпера, разделяя честь с ирландским ученым Кеннетом Эджуортом (Kenneth Edgeworth), который опубликовал аналогичную идею в 1940-х годах. Жители этого царства называются объектами пояса Койпера (ОПК), объектами Эджворта / пояса Койпера или просто транснептунскими объектами (ТНО). Весьма вероятно, что большинство короткопериодических комет, обнаруженных во внутренней солнечной системе, происходят из пояса Койпера, где они хранятся в «холодильнике» до тех пор, пока случайные гравитационные рывки из Нептуна не подтолкнут их внутрь.
Классификация объектов пояса Койпера
Мы узнали много нового о поясе Койпера с момента его открытия - достаточно, чтобы классифицировать его многочисленных жителей по их орбитам. Основные категории:
«Холодные классические» ОПК: «Холод» здесь относится не к температуре, а к круговым не наклонным орбитам этих объектов. Холодные Классические ОПК занимают узкую область шириной около 6 а.е., между 42 и 48 а.е. от Солнца и толщиной около 3 а.е. В этой группе нет больших (500 км в поперечнике или больше) ОПК, и они имеют тенденцию быть более красными, чем другие ОПК, поэтому они могут иметь другое происхождение. Эти объекты называются «классическими» ОПК, поскольку они находятся на тех орбитах, о которых говорил Койпер.
«Горячие Классические» ОПК: Здесь «Горячие» относятся к некруглым и наклонным орбитам этих объектов. Хотя, они имеют такое же среднее расстояние от Солнца, что и холодные классические ОПК, их эксцентричные и наклонные орбиты заставляют их отклоняться намного дальше от этого среднего положения. Как и большинство ОПК, их размеры и цвета варьируются, и они включают более крупные и серые объекты, чем «Холодные Классические». Горячие классики находятся на диске толщиной около 12 а.е.
Резонансные ОПК связаны в орбитальном танце с Нептуном, то есть они находятся в резонансе с этой планетой. Рассеянные ОПК в прошлом, вероятно, были слишком близки к Нептуну, и гравитация Нептуна выбивала их на нестабильные орбиты, иногда отбирая у них сотни а.е. от Солнца в их самой отдаленной точке и приближая их к Солнцу, чем Нептун в их ближайшем окружении.
Последняя категория, которую иногда называют "экстремальные ОПК", настолько нова, что до сих пор в ней было всего несколько известных участников, таких как Sedna и 2012 VP113, и, возможно, 2015 TG387. Эти объекты могут вообще не считаться частью пояса Койпера. Седна (Sedna) никогда не приближается к 76 а.е. и достигает 1000 а.е. в самой отдаленной точке своей 12000-летней орбиты. Седна, по крайней мере, вдвое меньше Плутона и, вероятно, является одним из крупнейших представителей огромной популяции необнаруженных объектов в этом отдаленном регионе Солнечной системы.
Обнаружение объектов пояса Койпера
Поскольку они малы и находятся далеко, ОПК выглядят как слабые звезды даже через самые большие в мире телескопы. Их так трудно увидеть, что первый классический объект пояса Койпера был обнаружен в 1992 году. Астрономы могут найти объекты пояса Койпера среди множества звезд, потому что ОПК медленно движутся относительно этих звезд. Из-за изменения орбитального положения Земли и объектов пояса Койпера на очень детальных изображениях неба, сделанных с интервалом в несколько часов или дней, будут показаны слабые точки света, положение, которых слегка изменилось по сравнению с удаленными звездами, которые кажутся неподвижными. Те, чьи позиции меняются медленно, должны быть очень далеко от Солнца - это объекты пояса Койпера.
Современные астрономы используют чрезвычайно чувствительные цифровые камеры - узкоспециализированные версии цифровых камер, которые в настоящее время широко используются во всем мире - для обнаружения ОПК. Цифровые камеры, используемые астрономами, настолько чувствительны, что они работают при очень низких температурах, от минус 50 до минус 100С.
Размеры и Цвета
Самыми крупными объектами пояса Койпера являются Плутон и Эрида (Eris), причем Плутон немного больше в диаметре на 2 377 километров. Существует от трех до семи других известных ОПК с диаметрами примерно 950–1500 километров, включая самый большой спутник Плутона - Харон. Ученые полагают, что будут найдены дополнительные ОПК в диапазоне размеров 950-2000 километров, но большинство ОПК намного меньше.
Объекты пояса Койпера демонстрируют различную отражательную способность и цвета. Плутон очень яркий, со средней отражающей способностью 60%. Для сравнения, отражающая способность Луны Земли составляет всего около 10%. Высокая отражательная способность Плутона была известна из наземных и космических телескопических измерений до того, как пролетели «Новые Горизонты» в 2015 году. Изображения Плутона, представленные «Новыми Горизонтами», показали, что поверхностная яркость была обусловлена как геологической активностью и осаждение свежего льда от конденсации атмосферных летучих веществ.
Понравилась статья? Подпишись! И не забудь про "палец вверх"!