De mysterieuze periferie van het zonnestelsel

De buitenwijken van ons zonnestelsel kunnen worden vergeleken met de oceanen van de aarde. Net zoals ze (op kosmische schaal) bijna binnen handbereik zijn, maar het is moeilijk voor ons om ze grondig te onderzoeken. We kennen veel andere, verder weg gelegen gebieden in de ruimte beter dan de Kuipergordelgebieden buiten de baan van Neptunus en de Oortwolk daarbuiten (1).

Doorvragen New Horizons het is al halverwege tussen Pluto en zijn volgende verkenningsdoel, object 2014 jaar₆₉ w Kuipergordel. Dit is het gebied buiten de baan van Neptunus, beginnend bij 30 AU. e. (of a. e., wat de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon is) en eindigend op ongeveer 100 a. e. van de zon.

1. De Kuipergordel en de Oortwolk

Het onbemande luchtvaartuig New Horizons, dat in 2015 historische foto's van Pluto maakte, bevindt zich er al meer dan 782 miljoen km vandaan. Wanneer het MU . bereikt₆₉ (2) zal installeren zoals gespecificeerd Alan Stern, de hoofdwetenschapper van de missie, het verste record op het gebied van vredesverkenning in de geschiedenis van de menselijke beschaving.

Planetoïde MU₆₉ is een typisch Kuipergordelobject, wat betekent dat zijn baan bijna cirkelvormig is en niet in orbitale resonantie blijft met zijn baan Neptunus. Het object werd in juni 2014 ontdekt door de Hubble-ruimtetelescoop en werd gekozen als een van de volgende doelen voor de New Horizons-missie. Experts geloven dat MU₆₉ met een diameter van minder dan 45 km. De belangrijkste taak van het ruimtevaartuig is echter om de Kuipergordel in meer detail te bestuderen. NASA-onderzoekers willen meer dan twintig objecten in het gebied inspecteren.

2. De vliegroute van de New Horizons-sonde

15 jaar snelle verandering

Al in 1951 Gerard Kuiper, wiens naam de nabije grens van het zonnestelsel is (hierna te noemen: Oortwolk), voorspelde hij dat asteroïden ook buiten de baan van de buitenste planeet in ons systeem draaien, d.w.z. Neptunus, en Pluto erachter. De eerste, genaamd 1992 KV1Het werd echter pas in 1992 ontdekt. De typische grootte van dwergplaneten en Kuipergordel-asteroïden is niet groter dan een paar honderd kilometer. Geschat wordt dat het aantal objecten in de Kuipergordel met een diameter van meer dan 100 km enkele honderdduizenden bereikt.

De Oortwolk, die zich buiten de Kuipergordel uitstrekt, ontstond miljarden jaren geleden toen een instortende wolk van gas en stof de zon en de planeten die eromheen draaiden vormde. De overblijfselen van ongebruikte materie werden vervolgens ver buiten de banen van de meest verre planeten gegooid. Een wolk kan bestaan ​​uit miljarden kleine lichamen verspreid over de zon. Zijn straal bereikt zelfs honderdduizenden astronomische eenheden, en zijn totale massa kan ongeveer 10-40 keer de massa van de aarde zijn. Het bestaan ​​van zo'n wolk van materie werd in 1950 voorspeld door de Nederlandse astronoom Jan H. Oort. Er bestaat een vermoeden dat de zwaartekrachtseffecten van nabije sterren van tijd tot tijd individuele objecten van de Oortwolk onze regio binnendringen, waardoor er langlevende kometen ontstaan.

Vijftien jaar geleden, in september 2002, werd het grootste lichaam in het zonnestelsel sinds de ontdekking van Pluto in 1930 ontdekt, wat een nieuw tijdperk van ontdekking en snelle verandering in het beeld van de periferie van het zonnestelsel inluidde. Het bleek dat een onbekend object elke 288 jaar om de zon draait op een afstand van 6 miljard km, dat is meer dan veertig keer de afstand tussen de aarde en de zon (Pluto en Neptunus zijn slechts 4,5 miljard km verwijderd). De ontdekkers, astronomen van het California Institute of Technology, noemden het Kuaoara. Volgens vroege berekeningen zou het een diameter van 1250 km moeten hebben, dat is meer dan de helft van de diameter van Pluto (2300 km). De nieuwe bankbiljetten hebben dit formaat gewijzigd in: 844,4 km.

In november 2003 werd het object ontdekt 2003 WB 12, later genoemd Punt, namens de Eskimo-godin verantwoordelijk voor het creëren van zeedieren. De essentie behoort formeel niet tot de Kuipergordel, maar ETNO klasse - dat wil zeggen, iets tussen de Kuipergordel en de Oortwolk. Sindsdien begon onze kennis van dit gebied toe te nemen samen met de ontdekkingen van andere objecten, waaronder we bijvoorbeeld kunnen noemen: Makemake, Haume of Eris. Tegelijkertijd begonnen er nieuwe vragen te rijzen. Zelfs de rang van Pluto. Uiteindelijk werd hij, zoals je weet, uitgesloten van de elitegroep van planeten.

Astronomen blijven nieuwe grensobjecten ontdekken (3). Een van de nieuwste is dwergplaneet Dee Dee. Het bevindt zich op 137 miljard km van de aarde. Het draait in 1100 jaar om de zon. De temperatuur aan het oppervlak bereikt -243°C. Het werd ontdekt dankzij de ALMA-telescoop. De naam is een afkorting voor "Distant Dwarf".

3. Trans-Neptuniaanse objecten

Spookbedreiging

Begin 2016 meldden we aan MT dat we indirect bewijs hadden ontvangen voor het bestaan ​​van een negende nog onbekende planeet in het zonnestelsel (4). Later zeiden wetenschappers van de Zweedse Universiteit van Lund dat het niet in het zonnestelsel is gevormd, maar een exoplaneet was die door de zon werd vastgelegd. computermodellering Alexandra Mustilla en zijn collega's suggereren dat de jonge zon het van een andere ster heeft "gestolen". Dit had kunnen gebeuren toen de twee sterren elkaar naderden. Toen werd de negende planeet door andere planeten uit zijn baan gegooid en kreeg een nieuwe baan, heel ver van zijn moederster. Later waren de twee sterren weer ver uit elkaar, maar het object bleef in een baan rond de zon.

Wetenschappers van het Lund Observatorium geloven dat hun hypothese de meest waarschijnlijke is, omdat er geen betere verklaring is voor wat er gebeurt, inclusief anomalieën in de banen van objecten die rond de Kuipergordel draaien. Ergens daarbuiten verstopte zich een mysterieuze hypothetische planeet voor onze ogen.

luide toespraak Konstantin Batygin i Mike Brown van het California Institute of Technology, dat in januari 2016 aankondigde dat ze een andere planeet hadden gevonden ver buiten de baan van Pluto, deed wetenschappers erover praten alsof ze al wisten dat er een ander groot hemellichaam ergens aan de rand van het zonnestelsel cirkelde . . Het zal iets kleiner zijn dan Neptunus en zal minimaal 15 20-4,5 in een elliptische baan om de zon draaien. jaar. Batygin en Brown beweren dat deze planeet naar de rand van het zonnestelsel werd uitgeworpen, waarschijnlijk tijdens de vroege periode van zijn ontwikkeling, ongeveer XNUMX miljard jaar geleden.

Het team van Brown bracht de kwestie van de moeilijkheid ter sprake bij het verklaren van het bestaan ​​van de zogenaamde Kuiper Klif, dat wil zeggen, een soort opening in de trans-Neptuniaanse asteroïdengordel. Dit is gemakkelijk te verklaren door de zwaartekracht van een onbekend massief object. De wetenschappers wezen ook op de gebruikelijke statistiek dat voor duizenden rotsfragmenten in de Oortwolk en de Kuipergordel honderden asteroïden van enkele kilometers lang zouden moeten zijn en mogelijk een of meer grote planeten.

4. Een van de visuele fantasieën over Planet X.

Begin 2015 heeft NASA waarnemingen vrijgegeven van de Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. Ze toonden aan dat het in de ruimte op een afstand tot 10 duizend keer meer dan van de zon tot de aarde niet mogelijk was om planeet X te vinden. WISE kan echter objecten zo groot als Saturnus detecteren, en daarom een ​​hemelse lichaam ter grootte van Neptunus zou aan zijn aandacht kunnen ontsnappen. Daarom zetten wetenschappers hun zoektocht ook voort met de XNUMX-meter Keck Telescope in Hawaï. Tot nu toe tevergeefs.

Het is onmogelijk om het concept van het observeren van de mysterieuze "ongelukkige" ster, de bruine dwerg, niet te vergeten – waardoor het zonnestelsel een binair systeem zou worden. Ongeveer de helft van de sterren die aan de hemel zichtbaar zijn, zijn systemen die uit twee of meer componenten bestaan. Ons binaire systeem zou een gele dwerg (de zon) kunnen vormen samen met een kleinere en veel koelere bruine dwerg. Deze hypothese lijkt op dit moment echter onwaarschijnlijk. Zelfs als de oppervlaktetemperatuur van een bruine dwerg maar een paar honderd graden zou zijn, zou onze apparatuur het nog steeds kunnen detecteren. Het Gemini-observatorium, de Spitzer-telescoop en WISE hebben al het bestaan ​​van meer dan tien van dergelijke objecten op afstanden tot honderd lichtjaar vastgesteld. Dus als de satelliet van de zon echt ergens is, hadden we het al lang geleden moeten opmerken.

Of misschien was de planeet er wel, maar bestaat ze niet meer? Amerikaanse astronoom aan het Southwestern Research Institute in Boulder, Colorado (SwRI), David Nesvorny, in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science, bewijst dat de aanwezigheid van de zogenaamde testis in de Kuipergordel voetafdruk van de vijfde gasreusdie er was aan het begin van de vorming van het zonnestelsel. De aanwezigheid van vele stukken ijs in dit gebied zou wijzen op het bestaan ​​van een planeet ter grootte van Neptunus.

Wetenschappers verwijzen naar de kern van de Kuipergordel als een set van duizenden trans-Neptuniaanse objecten met vergelijkbare banen. Nesvorny gebruikte computersimulaties om de beweging van deze "kern" over de afgelopen 4 miljard jaar te modelleren. In zijn werk gebruikte hij het zogenaamde Nice Model, dat de principes van planetaire migratie beschrijft tijdens de vorming van het zonnestelsel.

Tijdens de migratie verschoof Neptunus, gelegen op een afstand van 4,2 miljard km van de zon, plotseling 7,5 miljoen km. Astronomen weten niet waarom dit gebeurde. De zwaartekrachtsinvloed van andere gasreuzen, voornamelijk Uranus of Saturnus, is gesuggereerd, maar er is niets bekend over zwaartekrachtinteracties tussen deze planeten. Volgens Nesvorny moet Neptunus in een zwaartekrachtsrelatie zijn gebleven met een andere ijzige planeet, die tijdens zijn migratie uit zijn baan naar de Kuipergordel werd gedwongen. Tijdens dit proces viel de planeet uiteen en ontstonden duizenden enorme ijzige objecten die nu bekend staan ​​als de kern of trans-Neptuniërs.

De sondes van de Voyager- en Pioneer-serie werden enkele jaren na de lancering de eerste terrestrische voertuigen die de baan van Neptunus kruisten. De missies hebben de rijkdom van de verre Kuipergordel onthuld, waardoor een overvloed aan discussies over de oorsprong en structuur van het zonnestelsel nieuw leven is ingeblazen die niemands vermoedens te boven gaat. Geen van de sondes raakte de nieuwe planeet, maar de ontsnappende Pioneer 10 en 11 namen een onverwachte vliegroute die werd gezien in de jaren 80. En opnieuw rezen er vragen over de zwaartekrachtbron van de waargenomen aberraties, die waarschijnlijk verborgen is in de periferie van het zonnestelsel...