Hin dularfulla jaðar sólkerfisins

Það má líkja jaðri sólkerfisins okkar við jarðarhöfin. Rétt eins og þeir (á kosmískan mælikvarða) eru næstum innan seilingar, en það er erfitt fyrir okkur að skoða þá ítarlega. Við þekkjum mörg önnur fjarlægari svæði í geimnum betur en svæði Kuiperbeltis utan sporbrautar Neptúnusar og Oortsskýsins fyrir utan (1).

Sönnun New Horizons það er nú þegar mitt á milli Plútós og næsta könnunarmarkmiðs hans, hlut 2014 ári₆₉ w Kuiper belti. Þetta er svæðið handan sporbrautar Neptúnusar, byrjar við 30 AU. e. (eða a. e., sem er meðalfjarlægð jarðar frá sólu) og endar í um 100 a. e. frá sólinni.

1. Kuiperbeltið og Oortsskýið

New Horizons ómannaða loftfarið, sem tók sögulegar myndir af Plútó árið 2015, er nú þegar í meira en 782 milljón km fjarlægð frá því. Þegar það nær MU₆₉ (2) mun setja upp eins og tilgreint er Alan Stern, yfirvísindamaður verkefnisins, lengsta friðarkönnunarsögu í sögu mannlegrar siðmenningar.

Planetoid MU₆₉ er dæmigerður Kuiperbeltishlutur, sem þýðir að braut þess er næstum hringlaga og helst ekki í brautarómun við braut Neptúnusar. Hluturinn var uppgötvaður af Hubble geimsjónauka í júní 2014 og var valinn eitt af næstu skotmörkum New Horizons leiðangursins. Sérfræðingar telja að MU₆₉ minna en 45 km í þvermál. Hins vegar er mikilvægara verkefni geimfarsins að rannsaka Kuiper beltið nánar. Vísindamenn NASA vilja skoða meira en tuttugu hluti á svæðinu.

2. Flugleið New Horizons rannsakans

15 ár af örum breytingum

Strax árið 1951 Gerard Kuiper, sem heitir nærri mörk sólkerfisins (hér eftir nefnt Oort ský), spáði hann því að smástirni færi líka utan sporbrautar ystu reikistjörnunnar í kerfi okkar, þ.e. Neptúnusar, og Plútó fyrir aftan hana. Sá fyrsti, nefndur 1992 KV1Hins vegar uppgötvaðist það aðeins árið 1992. Dæmigerð stærð dvergreikistjarna og Kuiperbeltis smástirni fer ekki yfir nokkur hundruð kílómetra. Talið er að fjöldi Kuiper-beltishluta með meira en 100 km þvermál nái nokkur hundruð þúsundum.

Oort-skýið, sem nær út fyrir Kuiperbeltið, myndaðist fyrir milljörðum ára þegar hrynjandi gas- og rykský myndaði sólina og pláneturnar á braut um hana. Leifum ónotaðs efnis var síðan kastað langt út fyrir brautir fjarlægustu reikistjarnanna. Ský getur verið samsett úr milljörðum örsmáa líkama á víð og dreif um sólina. Radíus hans nær jafnvel hundruðum þúsunda stjarnfræðilegra eininga og heildarmassi hans getur verið um það bil 10-40 sinnum massi jarðar. Hollenski stjörnufræðingurinn spáði fyrir um tilvist slíks efnisskýs árið 1950 Jan H. Oort. Grunur leikur á að þyngdaráhrif nálægra stjarna ýti öðru hvoru einstökum fyrirbærum Oortsskýsins inn í okkar svæði og skapi langlífar halastjörnur úr þeim.

Fyrir 2002 árum, í september 1930, uppgötvaðist stærsti líkami sólkerfisins frá því að Plútó fannst árið XNUMX, sem hóf nýtt tímabil uppgötvunar og örra breytinga á ímynd jaðar sólkerfisins. Í ljós kom að óþekkt fyrirbæri snýst um sólina á 288 ára fresti í 6 milljarða km fjarlægð, sem er meira en fjörutíuföld fjarlægðin milli jarðar og sólar (Plúto og Neptúnus eru í aðeins 4,5 milljarða km fjarlægð). Uppgötvendur þess, stjörnufræðingar við Tækniháskólann í Kaliforníu, nefndu það Kuaoara. Samkvæmt fyrstu útreikningum hefði það átt að vera 1250 km í þvermál, sem er meira en helmingur þvermál Plútós (2300 km). Nýju seðlarnir hafa breytt þessari stærð í 844,4 km.

Í nóvember 2003 fannst hluturinn 2003 WB 12, nefndur síðar Punktur, fyrir hönd eskimógyðjunnar sem ber ábyrgð á sköpun sjávardýra. Kjarninn tilheyrir formlega ekki Kuiper-beltinu, heldur ETNO flokki - það er eitthvað á milli Kuiperbeltis og Oortskýsins. Síðan þá fór þekking okkar á þessu svæði að aukast samhliða uppgötvunum á öðrum hlutum, þar á meðal getum við nefnt t.d. Makemake, Haume eða Eris. Á sama tíma fóru nýjar spurningar að vakna. Jafnvel tign Plútós. Á endanum, eins og þú veist, var hann útilokaður úr úrvalshópi pláneta.

Stjörnufræðingar halda áfram að uppgötva ný mörk fyrirbæra (3). Eitt af því nýjasta er dvergreikistjörnu Dee Dee. Það er staðsett 137 milljarða km frá jörðinni. Það snýst um sólina á 1100 árum. Hitinn á yfirborði þess nær -243°C. Það uppgötvaðist þökk sé ALMA sjónaukanum. Nafn þess er stutt fyrir "Distant Dwarf".

3. Trans-Neptunian hlutir

Phantom ógn

Snemma árs 2016 tilkynntum við MT að við hefðum fengið sönnunargögn fyrir tilvist níunda enn óþekktrar plánetu í sólkerfinu (4). Síðar sögðu vísindamenn við sænska háskólann í Lundi að hún hefði ekki myndast í sólkerfinu heldur fjarreikistjörnu sem sólin fanga. Tölvulíkön Alexandra Mustilla og samstarfsmenn hans benda á að unga sólin hafi „stolið“ henni frá annarri stjörnu. Þetta gæti hafa gerst þegar stjörnurnar tvær nálguðust hvor aðra. Þá var níunda reikistjarnan hent út af sporbraut sinni af öðrum plánetum og fékk nýja braut, mjög langt frá móðurstjörnu sinni. Síðar voru stjörnurnar tvær aftur langt á milli en fyrirbærið var áfram á braut um sólina.

Vísindamenn frá stjörnustöðinni í Lundi telja að tilgáta þeirra sé líklegast af öllu því það er engin betri skýring á því sem er að gerast, þar á meðal frávik í brautum hluta sem snúast um Kuiperbeltið. Einhvers staðar þarna úti leyndist dularfull tilgáta pláneta fyrir augum okkar.

hávær ræðu Konstantin Batygin i Mike Brown frá California Institute of Technology, sem tilkynnti í janúar 2016 að þeir hefðu fundið aðra plánetu langt fyrir utan sporbraut Plútós, fékk vísindamenn til að tala um það eins og þeir vissu nú þegar að annar stór himintungur væri á braut einhvers staðar í útjaðri sólkerfisins. . . Hann verður örlítið minni en Neptúnus og mun fara á sporbaugsbraut um sólina í að minnsta kosti 15 20-4,5. ár. Batygin og Brown halda því fram að þessari plánetu hafi verið kastað út í útjaðri sólkerfisins, líklega á fyrstu þróunarskeiði þess, fyrir um XNUMX milljörðum ára.

Teymi Browns vakti máls á því hversu erfitt er að útskýra tilvist hins svokallaða Kuiper Cliff, það er eins konar skarð í smástirnabeltinu yfir Neptúníu. Þetta er auðvelt að útskýra með þyngdarafli óþekkts massamikils hlutar. Vísindamennirnir bentu einnig á þá venjulegu tölfræði að fyrir þúsundir bergbrota í Oortskýinu og Kuiperbeltinu ættu að vera hundruð smástirna nokkurra kílómetra löng og hugsanlega ein eða fleiri stórreikistjörnur.

4. Ein af sjónrænu fantasíunum um plánetuna X.

Snemma árs 2015 birti NASA athuganir frá Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. Þeir sýndu að í geimnum í allt að 10 þúsund sinnum meiri fjarlægð en frá sólu til jarðar var ekki hægt að finna plánetuna X. WISE getur hins vegar greint hluti sem eru ekki minni en Satúrnus og því himintungl. líkami á stærð við Neptúnus gæti sloppið við athygli hans. Þess vegna halda vísindamenn einnig áfram leit sinni með XNUMX metra Keck sjónaukanum á Hawaii. Hingað til án árangurs.

Það er ómögulegt að minnast á hugmyndina um að fylgjast með dularfullu „óheppilegu“ stjörnunni, brúna dvergnum – sem myndi gera sólkerfið að tvískiptu kerfi. Um helmingur stjarna sem sjást á himninum eru kerfi sem samanstanda af tveimur eða fleiri þáttum. Tvíliðakerfið okkar gæti myndað gulan dverg (sólina) ásamt minni og miklu kaldari brúnum dvergi. Hins vegar virðist þessi tilgáta ólíkleg eins og er. Jafnvel þótt yfirborðshiti brúns dvergs væri aðeins nokkur hundruð gráður gæti búnaður okkar samt greint hann. Gemini stjörnustöðin, Spitzer sjónaukinn og WISE hafa þegar staðfest tilvist meira en tíu slíkra fyrirbæra í allt að hundrað ljósára fjarlægð. Þannig að ef gervihnöttur sólarinnar er raunverulega þarna einhvers staðar, ættum við að vera löngu búin að taka eftir því.

Eða kannski var plánetan það, en hún er ekki lengur til? Bandarískur stjörnufræðingur við Southwestern Research Institute í Boulder, Colorado (SwRI), David Nesvorny, í grein sem birtist í tímaritinu Science, sannar að tilvist svokallaðs eistna í Kuiperbeltinu fótspor fimmta gasrisanssem var þar við upphaf myndun sólkerfisins. Tilvist margra ísbita á þessu svæði myndi benda til tilvistar plánetu á stærð við Neptúnus.

Vísindamenn vísa til kjarna Kuiperbeltis sem safn þúsunda trans-Neptúnískra fyrirbæra með svipaða braut. Nesvorny notaði tölvuhermingar til að móta hreyfingu þessa „kjarna“ síðustu 4 milljarða ára. Í verkum sínum notaði hann hið svokallaða Nice líkan sem lýsir meginreglum plánetuflutninga við myndun sólkerfisins.

Á fólksflutningunum færðist Neptúnus, sem er staðsettur í 4,2 milljarða km fjarlægð frá sólu, skyndilega um 7,5 milljónir km. Stjörnufræðingar vita ekki hvers vegna þetta gerðist. Stungið hefur verið upp á þyngdaraflsáhrifum annarra gasrisa, fyrst og fremst Úranusar eða Satúrnusar, en ekkert er vitað um þyngdaraflvirkni milli þessara reikistjarna. Samkvæmt Nesvorny hlýtur Neptúnus að hafa verið í þyngdarsambandi við einhverja ísköldu plánetu til viðbótar, sem neyddist út úr sporbraut sinni í átt að Kuiperbeltinu á flæði sínu. Í þessu ferli brotnaði plánetan í sundur og gaf tilefni til þúsundir risastórra ískalda hluta sem nú eru þekktir sem kjarni hennar eða trans-Neptúníumenn.

Kannarnir í Voyager og Pioneer seríunni urðu, nokkrum árum eftir skotið, fyrstu jarðfarartækin sem fóru yfir sporbraut Neptúnusar. Leiðangirnir hafa leitt í ljós hversu ríkidæmi hið fjarlæga Kuiperbelti er, og endurvekja ofgnótt af umræðum um uppruna og uppbyggingu sólkerfisins sem reynast vera langt umfram það sem nokkur maður getur giskað á. Enginn rannsakandi lenti á nýju plánetunni, en Pioneer 10 og 11, sem flúðu, tóku á sig óvænta flugleið sem sást aftur á níunda áratugnum. Og aftur vöknuðu spurningar um þyngdarafl uppsprettu frávikanna sem mældust, sem er líklega falin í jaðrinum. sólkerfisins...