Tajemná periferie sluneční soustavy

Okraje naší sluneční soustavy lze přirovnat k pozemským oceánům. Stejně jako jsou (v kosmickém měřítku) téměř na dosah ruky, ale je pro nás obtížné je důkladně prozkoumat. Mnohé další vzdálenější oblasti vesmíru známe lépe než oblasti Kuiperova pásu mimo oběžnou dráhu Neptunu a Oortův oblak venku (1).

Sonda New Horizons už je na půli cesty mezi Plutem a jeho dalším cílem průzkumu, objektem 2014 rok₆₉ w Kuiperův pás. Toto je oblast za oběžnou dráhou Neptunu, která začíná na 30 AU. e. (nebo a. e., což je průměrná vzdálenost Země od Slunce) a končící kolem 100 a. e. ze Slunce.

1. Kuiperův pás a Oortův oblak

Bezpilotní letoun New Horizons, který v roce 2015 pořídil historické fotografie Pluta, je od něj již vzdálen více než 782 milionů km. Když dosáhne MU₆₉ (2) se nainstaluje podle specifikace Alan Stern, hlavní vědec mise, nejvzdálenější mírový průzkum v historii lidské civilizace.

Planetoid MU₆₉ je typický objekt Kuiperova pásu, což znamená, že jeho oběžná dráha je téměř kruhová a nezůstává v orbitální rezonanci s orbitálním Neptunem. Objekt byl objeven Hubbleovým vesmírným dalekohledem v červnu 2014 a byl vybrán jako jeden z dalších cílů pro misi New Horizons. Odborníci se domnívají, že MU₆₉ o průměru menším než 45 km. Důležitějším úkolem kosmické lodi je však podrobnější studium Kuiperova pásu. Vědci z NASA chtějí v oblasti prohlédnout více než dvacet objektů.

2. Dráha letu sondy New Horizons

15 let rychlých změn

Již v roce 1951 Gerard Kuiper, jehož název je blízká hranice sluneční soustavy (dále jen Oortův mrak), předpověděl, že asteroidy také obíhají mimo oběžnou dráhu nejvzdálenější planety v naší soustavě, tedy Neptun, a Pluto za ním. První, pojmenovaný 1992 KV1Byl však objeven až v roce 1992. Typická velikost trpasličích planet a asteroidů Kuiperova pásu nepřesahuje několik set kilometrů. Odhaduje se, že počet objektů Kuiperova pásu o průměru větším než 100 km dosahuje několika set tisíc.

Oortův oblak, který se rozprostírá za Kuiperovým pásem, se zformoval před miliardami let, když se ze Slunce a planet, které kolem něj obíhají, zhroutil mrak plynu a prachu. Zbytky nevyužité hmoty pak byly odhozeny daleko za dráhy těch nejvzdálenějších planet. Oblak se může skládat z miliard drobných těles roztroušených kolem Slunce. Jeho poloměr dosahuje i stovek tisíc astronomických jednotek a jeho celková hmotnost může být asi 10-40krát větší než hmotnost Země. Existenci takového oblaku hmoty předpověděl v roce 1950 holandský astronom Jan H. Oort. Existuje podezření, že gravitační účinky blízkých hvězd čas od času vytlačují jednotlivé objekty Oortova oblaku do naší oblasti a vytvářejí z nich dlouhověké komety.

Před 2002 lety, v září 1930, bylo objeveno největší těleso ve sluneční soustavě od objevu Pluta v roce XNUMX, což zahájilo novou éru objevů a rychlých změn v obrazu periferie sluneční soustavy. Ukázalo se, že neznámý objekt obíhá kolem Slunce každých 288 let ve vzdálenosti 6 miliard km, což je více než čtyřicetinásobek vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem (Pluto a Neptun jsou jen 4,5 miliardy km). Pojmenovali jej jeho objevitelé, astronomové z California Institute of Technology Kuaoara. Podle raných výpočtů měl mít průměr 1250 km, což je více než polovina průměru Pluta (2300 km). Nové bankovky tuto velikost změnily na 844,4 km.

V listopadu 2003 byl objekt objeven 2003 WB 12, pojmenované později Směřovat, jménem eskymácké bohyně odpovědné za stvoření mořských živočichů. Esence formálně nepatří do Kuiperova pásu, ale třída ETNO - tedy něco mezi Kuiperovým pásem a Oortovým oblakem. Od té doby se naše znalosti o této oblasti začaly zvyšovat spolu s objevy dalších objektů, mezi které můžeme jmenovat např. Makemake, Haume nebo Eris. Zároveň se začaly objevovat nové otázky. Dokonce i hodnost Pluta. Nakonec, jak víte, byl vyloučen z elitní skupiny planet.

Astronomové pokračují v objevování nových hraničních objektů (3). Jedním z nejnovějších je trpasličí planeta Dee Dee. Nachází se 137 miliard km od Země. Obíhá kolem Slunce za 1100 let. Teplota na jeho povrchu dosahuje -243°C. Byl objeven díky dalekohledu ALMA. Jeho název je zkratka pro „Distant Dwarf“.

3. Transneptunské objekty

Fantomová hrozba

Začátkem roku 2016 jsme MT oznámili, že jsme obdrželi nepřímé důkazy o existenci deváté dosud neznámé planety ve sluneční soustavě (4). Později vědci ze švédské univerzity v Lundu uvedli, že nevznikla ve sluneční soustavě, ale byla to exoplaneta zachycená Sluncem. Počítačové modelování Alexandra Mustilla a jeho kolegové naznačují, že to mladé slunce „ukradlo“ jiné hvězdě. To se mohlo stát, když se obě hvězdy přiblížily k sobě. Poté byla devátá planeta vyhozena ze své dráhy jinými planetami a získala novou dráhu, velmi daleko od své mateřské hvězdy. Později byly obě hvězdy opět daleko od sebe, ale objekt zůstal na oběžné dráze kolem Slunce.

Vědci z Lundské observatoře se domnívají, že jejich hypotéza je ze všech nejpravděpodobnější, protože neexistuje lepší vysvětlení toho, co se děje, včetně anomálií na drahách objektů obíhajících kolem Kuiperova pásu. Někde tam venku se před našimi zraky skrývala záhadná hypotetická planeta.

hlasitý projev Konstantina Batygina i Mike Brown z Kalifornského technologického institutu, který v lednu 2016 oznámil, že našli další planetu daleko za oběžnou dráhou Pluta, přiměl vědce o tom mluvit, jako by už věděli, že někde na okraji Sluneční soustavy obíhá další velké nebeské těleso. . . Bude o něco menší než Neptun a kolem Slunce bude obíhat po eliptické dráze minimálně 15 20-4,5. let. Batygin a Brown tvrdí, že tato planeta byla vyvržena na okraj Sluneční soustavy, pravděpodobně během raného období jejího vývoje, asi před XNUMX miliardami let.

Brownův tým nastolil otázku obtížnosti při vysvětlování existence tzv Kuiper Cliff, tedy jakousi mezeru v transneptunském pásu asteroidů. To lze snadno vysvětlit gravitací neznámého masivního objektu. Vědci také poukázali na obvyklou statistiku, že na tisíce úlomků hornin v Oortově oblaku a Kuiperově pásu by měly existovat stovky asteroidů dlouhých několik kilometrů a možná jedna nebo více velkých planet.

4. Jedna z vizuálních fantazií o planetě X.

Na začátku roku 2015 NASA zveřejnila pozorování z Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. Ukázali, že ve vesmíru ve vzdálenosti až 10 tisíckrát větší než od Slunce k Zemi nebylo možné najít planetu X. WISE je však schopen detekovat objekty ne menší než Saturn, a tedy nebeský tělo velikosti Neptunu mohlo uniknout její pozornosti. Vědci proto pokračují v pátrání také pomocí XNUMXmetrového Keck Telescope na Havaji. Zatím bezvýsledně.

Nelze nezmínit koncept pozorování záhadné „nešťastné“ hvězdy, hnědého trpaslíka – což by ze sluneční soustavy udělalo binární soustavu. Asi polovina hvězd viditelných na obloze jsou systémy sestávající ze dvou nebo více složek. Náš binární systém by mohl vytvořit žlutého trpaslíka (Slunce) spolu s menším a mnohem chladnějším hnědým trpaslíkem. Tato hypotéza se však v současnosti zdá nepravděpodobná. I kdyby povrchová teplota hnědého trpaslíka byla jen několik set stupňů, naše zařízení ji stále dokázalo detekovat. Observatoř Gemini, Spitzerův dalekohled a WISE již prokázaly existenci více než deseti takových objektů ve vzdálenostech až sto světelných let. Pokud je tedy sluneční satelit opravdu někde tam venku, měli jsme si toho všimnout už dávno.

Nebo možná planeta byla, ale už neexistuje? Americký astronom z Southwestern Research Institute v Boulderu, Colorado (SwRI), David Nesvorný, v článku publikovaném v časopise Science dokazuje, že přítomnost tzv. varlete v Kuiperově pásu stopa pátého plynového obrakterý tam byl na počátku formování sluneční soustavy. Přítomnost mnoha kusů ledu v této oblasti by naznačovala existenci planety velikosti Neptunu.

Vědci označují jádro Kuiperova pásu za soubor tisíců transneptunských objektů s podobnými drahami. Nesvorný pomocí počítačových simulací modeloval pohyb tohoto „jádra“ za poslední 4 miliardy let. Ve své práci použil tzv. Niceský model, který popisuje principy migrace planet při formování sluneční soustavy.

Během migrace se Neptun, který se nachází ve vzdálenosti 4,2 miliardy km od Slunce, náhle posunul o 7,5 milionu km. Astronomové nevědí, proč se to stalo. Byl navržen gravitační vliv jiných plynných obrů, především Uranu nebo Saturnu, ale není známo nic o žádných gravitačních interakcích mezi těmito planetami. Podle Nesvorného musel Neptun zůstat v gravitačním vztahu s nějakou další ledovou planetou, která byla během své migrace vytlačena z oběžné dráhy směrem ke Kuiperově pásu. Během tohoto procesu se planeta rozpadla a dala vzniknout tisícům obrovských ledových objektů, nyní známých jako její jádro nebo trans-Neptuňané.

Sondy řad Voyager a Pioneer se pár let po startu staly prvními pozemskými vozidly, která překročila oběžnou dráhu Neptunu. Mise odhalily bohatství vzdáleného Kuiperova pásu a oživily množství diskusí o původu a struktuře sluneční soustavy, které se ukázaly být daleko za hranicemi kohokoli hádat. Žádná ze sond novou planetu nezasáhla, ale unikající Pioneer 10 a 11 nabraly nečekanou dráhu letu, která byla viděna již v 80. letech.A opět vyvstaly otázky o gravitačním zdroji pozorovaných aberací, který je pravděpodobně ukryt v periferii sluneční soustavy...