Группа учёных из Принстонского университета, изучая динамику объектов в поясе Койпера – области за орбитой Нептуна, – обнаружила признаки существования «очень старой, нетронутой структуры». Пояс Койпера расположен на расстоянии от 30 до 50 астрономических единиц от Солнца и содержит миллионы небольших ледяных объектов и карликовых планет, в том числе Плутон, Макемаке, Эриду и Аррокот.
В 2011 году астрономы, анализируя орбитальное распределение 169 транснептуновых объектов (ТНО), выделили три отдельные группы внутри классического пояса Койпера: «горячую» компоненту с широким диапазоном наклонов орбит и две «холодные» компоненты – «возбуждённую» и «ядро» – с более узкими диапазонами. Особенно выделялось «ядро» – плотное скопление объектов на расстоянии около 44 а.е. от Солнца.
В новом исследовании учёные использовали алгоритм кластеризации DBSCAN для анализа 1650 объектов пояса Койпера. Они обнаружили, что, помимо уже известного «ядра», существует возможное «внутреннее ядро» на расстоянии около 43 а.е. от Солнца.
Особенностью этой предполагаемой структуры является её низкий эксцентриситет, то есть орбиты объектов, входящих в неё, очень близки к круговым. «Такая орбитальная стабильность является признаком очень старой, нетронутой структуры», – объясняет ведущий автор работы, астрофизик Амир Сирадж (Amir Siraj). По его словам, подобные структуры могут содержать ключи к пониманию эволюции Солнечной системы, миграции планет-гигантов и воздействию межзвёздной среды.
Хотя причины формирования «внутреннего ядра» пока не ясны, учёные предполагают, что скачкообразная миграция Нептуна могла сыграть роль в его образовании, как и в случае с уже известным «ядром». Авторы работы отмечают, что для подтверждения существования «внутреннего ядра» необходимы дальнейшие наблюдения. Они надеются, что будущие исследования, в том числе с использованием обсерватории имени Веры Рубин, помогут получить больше данных и разрешить вопрос о том, является ли «внутреннее ядро» продолжением «ядра» или самостоятельной структурой.
Изучение подобных «нетронутых» областей поможет понять, как распределялась материя в ранней Солнечной системе и как гравитационные взаимодействия планет влияли на структуру пояса Койпера.