В конце XX века астрономы обнаружили в Солнечной системе нечто удивительное: множество транснептуновых объектов, следующих по вытянутым орбитам и проявляющих кометную активность. Это открытие поставило перед научным сообществом новую задачу — найти объяснение природе этого скопления тел.
В 2005 году пояса получил официальное название в честь его первооткрывателя — Джерарда Койпера, американского астронома голландского происхождения. Этот астроном в своё время предположил существование дискообразной области, куда могли бы попадать небольшие тела из протопланетного диска в период формирования Солнечной системы. Но обнаружил этот пояс другой человек — Джеймс Кристи, который заметил в нём «вторую Луну».
Что такое пояс Койпера?
Пояс Койпера представляет собой удалённый регион нашей планетной системы, расположенный сразу после Нептуна. В него входят объекты, состоящие в основном изо льда (метановый, аммиачный, водный лёд) и горной породы (силикаты, металлы). Их размеры колеблются от сотен километров до нескольких тысяч километров в диаметре. Некоторые учёные считают, что объекты пояса являются «зародышами» планет.
Транснептуновые тела различаются между собой: некоторые имеют почти круговые орбиты и вращаются в той же плоскости, что и планеты Солнечной системы; другие следуют по сильно наклонённым и вытянутым траекториям и могут приближаться к Солнцу на 30 астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца) или удаляться на расстояние до 55 а. е. Как предполагают учёные, некоторые из этих объектов мигрировали из пояса во внутренние области Солнечной системы и стали кометами.
Плотность пояса невелика: среднее расстояние между объектами составляет около 10 миллионов километров. Тем не менее, это одна из самых больших областей Солнечной системы по количеству объектов — их число может достигать сотни тысяч. При этом многие крупные тела ещё не обнаружены.
Образование пояса Койпера в научном мире имеет несколько теорий:
- Аккреция: Согласно этой теории, пояс Койнера образовался в результате процесса аккреции, при котором небольшие космические тела, состоящие из льда и пыли, постепенно объединялись в более крупные объекты. Этот процесс происходил под воздействием гравитации.
- Пертурбации: Возможно, пояс Койпера образовался из-за пертурбаций в движении объектов на окраине Солнечной системы. Орбиты этих объектов могли быть нарушены гравитационными воздействиями крупных планет, таких как Нептун, что привело к их вытеснению на дальние окраины Солнечной системы.
- Столкновения: В результате столкновений между объектами на орбите Нептуна некоторые могли быть отброшены в регион, где и сформировался пояс Койпера. Однако эта теория сталкивается с проблемами объяснения состава и распределения объектов в поясе Койпера.
Эти теории не исключают друг друга, и возможно, в образовании пояса Койпера играли роль все описанные процессы. Однако пояс Койпера, вероятно, претерпевал различные фазы формирования и эволюции.
По мере получения новых данных о составе и структуре пояса, учёные продолжают изучать его происхождение и историю.