Главная В избранное Контакты News О проекте Планы сайта Карта Гостевая
счетчик сайта
Размер шрифта:

>>Найти: на:

Кратко:

Сенсационное открытие

Как уже сообщалось, по направлению к Плутону, последней известной планете Солнечной системы, устремился новый американский космический аппарат «Новые горизонты». Согласно расчетам, он достигнет цели в июле 2015 года и отправит на Землю изображения планеты и трех ее спутников. Если всё пройдет нормально, аппарат продолжит свой путь в глубины так называемого пояса Койпера (Купера), содержащего, по мнению ряда астрономов, тела значительно более крупные, чем Плутон!

Лидерами в этой группе астрономов являются американцы Майк Браун из Калифорнийского технологического института и его коллеги и сподвижники - Чад Трухильо из Обсерватории Джемини и Дэвид Рабинович из Йельского университета. Именно они обнаружили на удалении около двадцати миллиардов километров от Солнца ледяные тела, получившие названия Куаоар, Седна, Санта, Истер и Ксена.

Плутон и его свита, Куаоар, Седна, Эрида ( Зена и UB313) и др

Куаоар – недавно обнаруженный объект пояса Койпера, найденный 04 июня 2002 года  Чадом Трухильо и Майком Брауном. Они обнаружили за орбитой Плутона новый спутник Солнца под номером 2002 LM60. Недавно этот спутник, предварительно названный Куаоар, был заснят из космоса телескопом "Хаббл". Первое же его изображение было получено еще в 1982 году, но тогда ученые не смогли определить, чем именно является это светлое пятнышко.

Куаоар – недавно обнаруженный объект пояса Койпера

 Название "Куаоар" (от квах-о-уохр) идет из мифологии людей, которые населяли Лос-анджелесскую область перед прибытием испанцев и других европейцев. "Кваоар" – большая сила, которая поёт и танцует. Он обычно упоминается с мужским роде. Выяснилось, что он представляет собой кусок льда и скальных пород. Подозревают, что большинство Объектов Пояса Койпера сделаны из равных частей скал и льда.

 

Открытие Ксены, оказавшейся на 30 процентов крупнее Плутона, недавно было подтверждено немецкими астрономами. Эта планета (или нет?) стала самым удаленным небесным телом в Солнечной системе - она расположена на 13 миллиардов километров дальше от Солнца, чем Плутон. Считается, что Ксена пребывает на самом краю нашей планетной системы, хотя «истинный» край, как считают авторитетные космологи, находится в 500 раз дальше (это на девять триллионов километров дальше Плутона)! Там Солнце выглядит как яркая звездочка, а температура поднимается лишь на несколько градусов выше абсолютного нуля! Орбита Ксены, кроме того, наклонена к орбитам крупнейших планет под углом 45 градусов. Если Международный астрономический союз утвердит за Ксеной статус планеты, это будет десятая планета Солнечной системы!

(Международный астрономический союз рекомендует называть астероиды внешнего пояса просто транснептуновыми объектами, то есть расположенными за орбитой восьмой планеты — Нептуна. Такое обозначение соответствует географии Солнечной системы и никак не связано с какими-либо научными гипотезами прошлых лет).

До открытия Куаоара крупнейшим из астероидов пояса Койпера считалась малая планета Варуна диаметром около 900 километров. А вот следующими по размеру объектами в этом районе была девятая планета Плутон (2274 километра) и его спутник Харон (1172 километра).

Но неожиданное обнаружение Куаоара поставило перед астрономами необходимость выбора - где же в поясе Койпера провести границу между большими планетами и астероидами? С одной стороны, Плутон всего на какую-то тысячу километров больше Куаоара и считается при этом большой планетой. Но Варуна всего на четверть меньше его, но является астероидом. Другими словами, любое решение будет весьма условным. Возможно, что наиболее логичным был бы такой вариант. Уже довольно давно астрономы высказывали мнение, что считать Плутон девятой планетой Солнечной системы по меньшей мере странно. Дело в том, что предыдущие большие планеты (Сатурн и Юпитер) - это газовые гиганты. Плутон на них совершенно не похож: он гораздо меньше и является не облаком газов, а смерзшейся скалой. Кроме того, это единственная большая планета с "неправильной орбитой" - временами Плутон оказывается даже ближе к Солнцу, чем Нептун. Подобные куски обледеневших камней - только меньшего размера - и составляют тот самый пояс Койпера. Единственное, чем Плутон отличается от этих астероидов, - это его относительно большая величина. Но после того, как калифорнийские астрономы отыскали "астероид-переросток" Куаоар, и это отличие кажется не столь существенным.

Еще одной причиной того, что Плутон зачислили в большие планеты, было то, что обнаружили его в далеком 1930 году. Телескопы того времени были довольно слабыми, так что увидеть за орбитой Нептуна мелкие объекты было практически невозможно.

 

    

    

 

Пояс Эджворта-Койпера

Группа небольших ледяных тел, по размерам близких к астероидам, занимающая кольцеобразную область в плоскости Солнечной системы, простирающуюся от орбиты Нептуна (30 а.е. от Солнца) до расстояний, возможно, в 100 или даже 150 а.е. Членов этой группы называют "объектами пояса Койпера"Пояс назван именем Джерарда Койпера, выдающегося голландско-американского учёного в области планетологии, который в 1951 г. предсказал существование такого пояса, основываясь на теории происхождения планетных систем. Однако ирландский писатель и теоретик Кеннет Эджворт (Kenneth E. Edgeworth) выдвигал подобные аргументы ещё раньше, в 1943 и 1949 гг. С учётом этого обстоятельства указанную область иногда называют поясом Эджворта-Койпера.

Первым свидетельством существования пояса Койпера было открытие в 1992 г. с помощью новейших астрономических приборов астрономами Дэвидом Джюитт и Джейн Луу из Гавайского университета слабого объекта 1992 QB1 - ледяного шара диаметром почти двести километров, находящегося на квазикруговой орбите на расстоянии около 50 а.е. от Солнца. В течение нескольких последующих лет было обнаружено ещё около 30 объектов, движущихся по подобным орбитам. Предлагалось даже считать планету Плутон крупнейшим членом пояса Койпера. В связи с этим некоторые астрономы считают неправильным относить Плутон к большим планетам.   В этот момент как будто открылись шлюзы, и астрономические открытия хлынули потоком: за сравнительно короткий период были обнаружены более тысячи подобных объектов - в большинстве своем на удалении порядка семи миллиардов километров от Солнца, а некоторые - в пять раз дальше!

ЦЕНТАВРЫ. Пояс Эджворта-Койпера (Э — К), как сегодня твёрдо установлено, имеет приплюснутую форму, простирается в области, находящейся в 30— 100 а. е. от Солнца, и содержит не менее 70 000 крупных объектов размерами более 10 км, сосредоточенных в слое от 30 до 50 а. е. Вероятно, есть и более отдалённые тела, расположенные за доступными для наблюдения пределами. Предполагается, что в целом тел с размером более 10 км имеется порядка 10 млн., а также имеется 10 млрд. тел, размерами превышающих 1 км. Время от времени какой-либо из этих объектов теряет гравитационное равновесие с гигантскими планетами Солнечной системы, удерживающее их на их орбите, и в результате его новая орбита оказывается на пересечении с орбитой Нептуна. В этом случае возникает высокая вероятность выхода объекта за пределы Солнечной системы. Реже его орбита сближается с гигантскими планетами или планетами земного типа. Объекты полосы очень интересны, потому что являются остатками первых фаз жизни Солнечной системы периода планетообразования. Изучая их, можно получить много информации об условиях того времени. Видимые объекты полосы Эджворта-Койпера называются центаврами. Они представляют собой, по всей видимости, ядра комет с коротким периодом, не могущие по этой причине происходить из далекого облака Оорта, источника комет с длинным периодом.

 

Орбиты объектов пояса Койпера
Орбиты объектов пояса Койпера и их положение в Солнечной системе на 1 января 2004 г.

 

Oблако Óорта

Oблако Оорта— гипотетическая область Солнечной системы, служащая источником комет с длинным периодом обращения. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, так как оно очень разрежённое, слабо освещено Солнцем, а также потому, что мы находимся внутри него. Однако, другие сходные туманности, кажется, удалось наблюдать: вблизи некоторых близких к нам звёзд зарегистрированы еле заметные диски со щелью. Впервые идея существования такого облака была выдвинута эстонским астрономом Эрнстом Эпиком в 1932 году, а затем теоретически разрабатывалась нидерландским астрофизиком Яном Оортом в 1950-х, в честь которого облако и было названо. Само облако Оорта наблюдать не удаётся.

Ян Óорт предположил, что это облако - остаток той туманности, из которой под действием взаимного тяготения образовались Солнце и планеты. Первичная туманность обладала большей плотностью вблизи центра, и здесь процесс образования планет пошёл быстрее. Что же касается внешних, разреженных, частей, то там сходный процесс не завершился и до настоящего времени. На основании изучения 19 комет Оорт выяснил, что кометы, как правило, приходят из области в 20 000 а.е., где они первоначально имели скорость порядка 1 км/с. Такая скорость говорит о том, что кометы - это составная часть Солнечной системы, так как "чужие" тела (например, ближайшие к Солнцу звёзды) имеют относительно Солнца скорость порядка 20 км/с. Считается, что в облаке Оорта сосредоточены многие миллиарды кометных "зародышей" - тел, которые вращаются по различным орбитам и пока ни разу не приближались к Солнцу. По Оорту [Марочник и др., 1987], таких тел должно быть порядка 10 в одиннадцатой степени (!). Есть там и миллиарды настоящих комет, которые уже успели "навестить" Солнце. Орбиты комет должны зависеть от случайных сближений кометных "зародышей" друг с другом, от притяжения соседних с Солнцем звёзд, от притяжения существующих по некоторым предположениям планетоподобных или даже тёмных звёздоподобных тел в самом облаке Оорта (гипотеза существования Немезиды). Кометные тела могут длительно кружиться в облаке Оорта, могут выбрасываться из Солнечной системы, а могут устремляться в окрестности Солнца, превращаясь в настоящие хвостатые кометы. По современным представлениям, облако Оорта простирается на расстояние до 2 световых лет от Солнца (почти половина расстояния до ближайших звёзд). Если учесть, что до Плутона свет доходит за 5 с половиной часов, то это означает, что возможный радиус облака Оорта в 3000 раз превышает радиус орбиты Плутона. Есть указания, что масса облака Оорта превышает суммарную массу планет и пояса Койпера. Это означает, что Солнечную систему нельзя считать сформировавшейся даже в первом приближении. Считается, что облако Оорта резко различается по своим свойствам на разном расстоянии от Солнца. Начинается оно не сразу за орбитой Плутона и поясом Койпера, а отделено широкой щелью. Далее находится внутренняя часть облака, где кометные тела движутся, в основном, в той же плоскости, что и планеты. Орбиты их более или менее стабильные и до какой-то степени круговые. Во внешнем облаке кометные тела движутся в любых плоскостях по случайным орбитам, подчиняясь притяжению не только Солнца, но других звёзд. Известно, например, что через 26 000 лет звезда альфа Центавра заметно приблизится к Солнечной системе, и тогда Землю и другие планеты начнут бомбить многочисленные кометы, уклонившиеся со своих круговых орбит в облаке Оорта [Сурдин, 1994]. Не исключено, что такие периоды резкого усиления кометной активности были и раньше. Тогда центральные области Солнечной системы пополнялись новым веществом, то есть усиливалось планетообразование. Есть расчёты, согласно которым, за время существования планетной системы "чужие" звёзды раз десять прошли через внутренний кометный "банк", вызвав учащения комет в 1000 раз. Такое событие длится примерно 400 000 лет. За это время на Землю выпадает до 200 комет (в среднем 1 комета в 2000 лет). В масштабах человеческой жизни это, конечно, не особенно ощутимо, но в геологических масштабах можно говорить о "кометном ливне". Такие "ливни" пытались связать с массовыми вымираниями видов на нашей планете [Марочник и др., 1987]. Есть сведения, что массовые вымирания происходят периодично - раз в 26 миллионов лет, и учащения бомбардировок якобы тоже имеют такую периодичность (по возрасту ударных кратеров). Периодичность пытались связать с пересечением галактической плоскости Солнцем, что происходит один раз в 30 миллионов лет. В плоскости Галактики могут быть массивные облака пыли и газа, которые, как и звёзды, должны "возмущать" кометное облако. Кроме того, разгадку периодичности объясняли существованием Немезиды - тёмной звезды массой в несколько сотых солнечной. Немезида, согласно этой гипотезе, движется вокруг Солнца по вытянутой орбите и каждые 26 миллионов лет входит в кометное облако [Марочник и др., 1987]. Впрочем, станция "Пионер-10", находясь на окраинах планетной системы, не испытала дополнительного ускорения, которое можно было бы объяснить влиянием Немезиды или крупной планеты размером с Юпитер, хотя влияние тела в 3 - 5 масс Земли не исключается.

ХИРОН. Хирон — самый крупный из небесных центавров. Этот объект был открыт в 1978 году, когда астроном Чарльз Коуэлл заметил его на фотопленке, экспонированной в процессе поиска астероидов. И поначалу он был классифицирован как астероид размером 160—200 км, находящийся далеко от Солнца (афелий — 18,9 а. е. от Солнца, перигелий — 8,42 а. е.). Тем не менее в 1988 году заметили, что яркость Харона значительно (почти вдвое) увеличилась. Такого не случалось ни с одним известным астероидом; явление больше подошло бы комете. Новые наблюдения 1989 года подтвердили кометную природу объекта, у которого иногда наблюдались зачаточные голова и хвост. Обратите внимание на упомянутые выше размеры. Хирон — объект кометного типа, но с необычными для комет размерами, которые должны быть на порядок меньше. Открытия последних лет, полученные благодаря современным телескопам, значительно увеличили количество объектов, «претендующих» оказаться центаврами.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЦЕНТАВРОВ. Орбиты центавров порой становятся нестабильными, иными словами, считается, что эти тела не могут задерживаться в сфере влияния гигантских планет более, чем на несколько миллионов лет, после чего бывают выброшены из Солнечной системы или переходят на менее отдаленные орбиты. Поэтому эти объекты не могли образоваться в областях, где они сегодня наблюдаются, а, видимо, возникли дальше, внутри полосы Э - К. Центавры могли бы стать первыми среди новой категории объектов, определяемых как «переходные кометы» типа Харона, имеющими небольшую и стабильную голову. Образовавшись в полосе Э - К, они были пойманы гигантскими планетами и перемещены к менее отдаленным областям Солнечной системы Астрономы начинают задаваться вопросом: является ли полоса Э - К местом обитания комет с коротким периодом или там также возникают и объекты других типов? Пытаясь найти на него ответ, они исследуют Плутон, его спутник Харон и Тритон, спутник Нептуна. Эти 3 тела очень схожи между собой и сильно отличаются от своих «соседей». У них гораздо большая в сравнении с планетами-гигантами плотность и особые орбитальные параметры. Кроме того, движение Плутона синхронно движению Нептуна в соотношении 3/2. Это означает, что пока Плутон дважды обходит свою орбиту вокруг Солнца, Нептун проходит по своей три раза. Возможно, эти три тела - последние уцелевшие небесные объекты, происходящие из многочисленной совокупности тел сходного типа, находящихся под влиянием сил притяжения Нептуна, который, с одной стороны, обзавелся собственным спутником - Тритоном, а с другой - «стабилизировал» синхронность орбит системы Плутон - Харон, предотвратив, таким образом, их возможные столкновения с планетами-гигантами. Интересно знать, что орбита Плутона пересекается с орбитой Нептуна, то есть первый иногда оказывается ближе к Солнцу, чем второй. Тем не менее синхронность орбит предотвращает их столкновение.

ПЛУТИНЫ. Подтверждение последнему положению мы находим в орбитальных характеристиках других недавно открытых центавров. И действительно, многие из них имеют так же синхронные с Нептуном орбиты, как и у Плутона. Таким образом, они могут сближаться с орбитой Нептуна, не опасаясь оказаться к планете слишком близко. Центаврам с такими характеристиками присвоили имя плутины: они являются как бы младшими (по размеру) братьями Плутона. У 35—40%, в отличие от других центавров (не плутинов), которые обычно находятся дальше от Солнца, перигелий оказывается на орбите Нептуна, а их афелии сконцентрированы на уровне 39 а. е.

Седна. Первой трансплутоновой глыбой была Куаоар размером с половину Плутона. Гораздо интереснее оказалась Седна (меньше Плутона на 650 километров), удаленная от Солнца на 15 миллиардов километров (Плутон удален на 7 миллиардов километров). Седна совершает оборот вокруг Солнца за 12 тысяч лет, а увидеть её можно только за период в 200 лет. То есть, шансы обнаружить Седну астрономическими приборами оцениваются как 1:60. По мнению Майка Брауна, это означает, что в тех краях циркулируют не менее шестидесяти подобных тел, причем 20 из них будут крупными по размерам - может быть, даже вдвое большими, чем   Меркурий или Марс! Седна не должна быть в том месте, где её обнаружили. Дело в том, что, с одной стороны, она никогда не подходила настолько близко к Солнцу, чтобы испытать на себе его гравитационного влияния, а с другой - она никогда не удалялась от Солнца так далеко, чтобы подвергнуться воздействию гравитационных полей ближайших звезд. Таким образом, Седну можно считать как бы неподвижной, поскольку вроде нет никаких воздействий, которые бы сдвинули её с места. Создается впечатление, что она находится в том же месте, где когда-то была рождена. Следовательно, вещество Седны может оказаться древнейшим в Солнечной системе, и его дальнейшее исследование поможет нам лучше понять процесс формирования Солнца и планет. Некоторые астрономы считают Седну объектом внутренней части облака Оорта.

Санта. Когда в декабре 2004 года группа Майка Брауна обнаружила в поясе Койпера объект, названный Санта, удивлению астрономов не было границ: Санта оказалась ярчайшим телом, которое когда-либо видели учёные! Они сначала не знали её размеров, но полагали, что они будут превосходить размеры Плутона. Спустя три недели, в январе 2005 года, исследователи нашли Ксену, которая несомненно должна была быть больше Плутона. Изучая эти объекты, астрономы обнаружили неподалеку от Истера, открытого ранее, новый объект, названный Истер Банни («Пасхальный кролик»). Он казался более крупным, чем Плутон (хотя, может быть, и не был таковым). Но астрономы подумали, что открыли сразу три тела, превосходящих по размерам Плутон. В конце июля 2005 года Майк Браун участвовал в работе Международного астрономического союза, где и сообщил об открытии Санты. Через несколько дней, 28 июля, Браун получил сообщение от своего сотрудника о том, что он обнаружил новое небесное тело в поясе Койпера и спросил: «Не о нем ли докладывалось на Международном астрономическом союзе?». Браун ответил: «Да, о нем!».

В поиски включается новейшая техника. Эпопея открытия трансплутоновых объектов растянулась на годы по причине катастрофического устаревания астрономических приборов. Сейчас ситуация меняется радикально. В конце 2007 года вступает в строй грандиозная астрономическая система на Гавайях «Пан-Старрс» (по начальным буквам аббревиатуры «Панорамные наблюдательные телескопы с быстрым реагированием»), включающая в себя четыре комплекта оптических инструментов и крупнейшую в мире цифровую фотокамеру, обозревающую весь небосклон и фиксирующую любые движущиеся объекты, начиная от астероидов, представляющих опасность для Земли, и кончая невидимыми членами пояса Койпера и его запредельных просторов. Новый астрономический комплекс является предтечей ещё более грандиозного сооружения - «Большого синоптического наблюдательного телескопа» («ГЛССТ»), намеченного к вводу в строй в Мексике или в Чили в 2012 году. В этом комплексе будут использованы восьмиметровое зеркало (в пять раз большее, чем в системе «Пан-Старрс») и цифровая фотокамера размером с грузовик. Комплекс сможет обозреть всё небо за три дня и выдавать контрольные данные каждые 30 секунд. В России после 15 лет подготовки вступает в решающую стадию международный проект «Радиоастрон», предусматривающий создание космического радиотелескопа с небывалой разрешающей способностью. Уже испытан полноразмерный действующий макет комплекса и начался монтаж штатного экземпляра. Через год 10-метровый радиотелескоп будет выведен на вытянутую эллиптическую орбиту и начнет работать в единой связке с глобальной наземной сетью радиотелескопов. Таким образом, планируется создать гигантскую радиообсерваторию, приемники которой будут разнесены на сотни тысяч километров! Это позволит получать изображения различных объектов Вселенной с исключительно высоким, недостижимым сегодня разрешением, определять их координаты и угловые смещения.

В подготовке материала использовалось
издание "Тайны ХХ века" №27 2007г

>>>Читайте дальше: Орбитальные телескопы ближайшего будущего.

 
 
Главная В закладки Контакты Новости О проекте Планы сайта

 

 

 

 

   
Rambler's Top100 Рейтинг лучших сайтов категории Наука / Образование


© KV