Планета, архивное фото

Ученые раскрыли тайну прародины Солнечной системы и комет

69
(обновлено 19:57 24.05.2019)
Ученые выяснили, что 4 миллиарда лет назад из газопылевого облака начала формироваться Солнечная система, а через 6 миллионов лет планеты принялись менять орбиты

ДУШАНБЕ, 24 мая — Sputnik. В начале года межпланетная станция "Новые горизонты" сфотографировала астероид в поясе Койпера — области скопления небольших небесных тел, находящейся очень далеко от Земли, за орбитой Плутона.

Считается, что пояс Койпера сформировался из того, что осталось после образования планет Солнечной системы. По последним расчетам, в Солнечной системе был еще один ледяной гигант вроде Нептуна, и не исключено, что он по-прежнему вращается вокруг Солнца.

Где скрывается протовещество

В середине XX века астрономы выдвинули гипотезу: где-то за орбитой Нептуна находится резервуар особых космических тел — планетезималь. Это сгустки пыли, камней, льда из протопланетного облака. Их считают зародышами планет.

Ученые: ранняя Солнечная система содержала "неестественные" изотопы

В 1992 году гипотеза подтвердилась: открыли карликовые тела дальше орбиты Нептуна, на расстоянии 30-55 астрономических единиц. В честь голландско-американского астронома Джерарда Койпера эту область назвали поясом Койпера.

Обитатели пояса Койпера

Сейчас астрономам известны примерно две тысячи объектов в этой области Солнечной системы. Предполагается, что там порядка ста тысяч тел с радиусом больше ста километров. Одни движутся по почти круговым орбитам, другие — по сильно вытянутым, с огромной полуосью в сотни астрономических единиц.

Вероятно, что-то сильно исказило их траектории, поэтому ученые говорят о "горячей" популяции в противовес "холодной", с невозмущенными орбитами.

В "холодной" популяции большинство объектов сдвоенные — например, астероид Ультима Туле, с которым в январе этого года сближался аппарат "Новые горизонты". Небесное тело выглядит единым, но на самом деле это два небольших объекта одинакового цвета и, вероятно, состава.

Астрономы нашли следы столкновения Млечного Пути и другой галактики

Есть категория тел, чьи орбиты находятся в резонансе с орбитой Нептуна. То есть соотношение периодов обращения вокруг Солнца кратно целым числам, скажем, 2:3 или 3:1. Такие объекты время от времени сближаются и влияют друг на друга посредством сил тяготения, как Земля и Луна.

Особый тип — троянские астероиды. Это небольшие каменно-ледяные тела на орбите планеты, но движущиеся в резонансе с ней: впереди или позади в точках Лагранжа, где гравитационные влияния Солнца и планеты уравновешиваются.

Такие есть у Юпитера. Как выяснилось, троянцами располагает и Нептун. Считается, что эти астероиды были захвачены и принесены в пояс Койпера извне.

Очень интересен так называемый рассеянный диск. Это остатки планетеозималей, путешествующих с момента начала формирования Солнечной системы. Они так и не обрели стационарную орбиту, хотя некоторые временно попали в резонанс с Нептуном и задержались в поясе Койпера.

Тень пустоты: почему ученые пока не увидели черную дыру в центре Галактики

Среди них выделяют ископаемый рассеянный диск — тела на орбите с большой полуосью порядка 500 астрономических единиц (например, карликовая планета Седна). Из-за очень вытянутых орбит, но в перигелиях всего 35-40 астрономических единиц эти объекты не подвержены влиянию Нептуна.

Их очень сложно наблюдать, и ученые полагают, что "ископаемых" может быть много, на них приходится основная масса пояса Койпера.

Сколько там вещества

Как вычислили в Институте прикладной астрономии РАН (Санкт-Петербург), масса пояса Койпера — на два порядка меньше двух масс Земли.

"Общая масса всех объектов, а там есть крупные тела типа Плутона, примерно в пятьдесят раз больше общей массы пояса астероидов. Это дает основания для предположений о происхождении Солнечной системы. Одни считают, что за орбитой Нептуна изначально было больше вещества. По другим представлениям, планеты-гиганты путешествовали по Солнечной системе, приближались к Солнцу, потом отодвигались подальше", — рассказывает соавтор работы Елена Питьева, заведующая лабораторией эфемеридной астрономии.

Ученые впервые измерили магнитное поле черной дыры в центре Галактики

Массу пояса Койпера необходимо учитывать при расчете движения планет и космических аппаратов.

"Влияние пояса Койпера довольно большое. Из-за него орбиты близких планет смещаются за десять лет на несколько километров", — уточняет Питьева.

В России нет возможности наблюдать за объектами пояса Койпера. Единственный телескоп с шестиметровым зеркалом, способный на это, БТА на Кавказе, работает главным образом на астрофизику. Астрометрией же, то есть определением положения объектов на небе, занимались в Пулковской обсерватории. Но ее судьба теперь под вопросом.

Прыжки гиганта

В недавнем обзоре ученые из Франции и США описывают историю пояса Койпера с помощью модели Ниццы, разработанной в 2005 году. Согласно ей, Солнечная система была более компактной, планеты вращались вокруг звезды по круговым орбитам и располагались ближе друг к другу, чем сейчас.

Ученые обнаружили крупнейший выброс из черной дыры

Затем, после удаления газа из системы, вся "конструкция" пришла в движение, планеты меняли орбиты, раскидывая и рассеивая протопланетное вещество. Все, что осталось позади Нептуна, а также захваченные объекты типа троянских астероидов и нестабильных спутников образовали пояс Койпера.

Вероятно, оттуда часть комет была выброшена планетами-гигантами еще дальше — в облако Оорта. Так называют гипотетическую зону на самой окраине Солнечной системы, на расстоянии десять тысяч астрономических единиц.

По мнению авторов обзора, модель Ниццы согласуется со многими наблюдаемыми фактами и позволяет сделать ряд предположений, которые уже подтвердились экспериментально или проверяемы. Но есть и нестыковки.

Ученые разработали собственную версию модели Ниццы — NM12 (аббревиатура имен авторов и год). Она эффективнее всего, если принять, что в Солнечной системе было пять или больше планет-гигантов, а затем осталось четыре.

Ученые открыли новый путь познания Вселенной: пять перспективных примеров

Сценарий примерно такой. Четыре миллиарда лет назад из газопылевого облака начала формироваться Солнечная система. Через шесть миллионов лет планетам стало тесно и они принялись менять орбиты.

Далеко прыгнули Сатурн и Юпитер, вытолкав безымянного ледяного гиганта за пределы нашей планетной системы. Уран и Нептун удалялись от Солнца и через сто миллионов лет достигли своего нынешнего места.

Не исключено, что пятый ледяной гигант до сих пор находится в Солнечной системе — на орбите гораздо дальше нептунианской. Такую идею высказали американские астрономы Константин Батыгин и Майкл Браун в 2016 году, проанализировав аномальные орбиты рассеянных объектов пояса Койпера, в том числе Седны, не объяснимые влиянием известных планет.

Ученые выяснили, где рождаются самые мощные вспышки света во Вселенной

Эти орбиты очень вытянутые, и перигелии группируются в одной области. Как будто что-то очень массивное на них повлияло. Так возникла гипотеза о девятой планете — до сих пор не подтвержденная и не опровергнутая.

Возможно, ее удастся проверить в ближайшие годы с помощью наблюдений на телескопах или в планируемых космических миссиях к Урану и Нептуну.

69
Теги:
Солнечная система, ученые
Загрузка...