Часто называют границей Солнечной системы. Этот диск простирается на расстоянии от 30 до 50 а.е (1а.е.=150 млн.км) от Солнца. Его существование было достоверно подтверждено не так давно, и сегодня его исследование является новым направлением планетарных наук. Пояс Койпера был назван в честь астронома Жерарда Койпера (Gerard Kuiper), предсказавшего его существование в 1951 году. Предполагается, что больинство объектов пояса Койпера по составу представляют собой лёд с небольшими примесями органических веществ, то есть близки к кометному веществу.

В 1992 году астрономы обнаружили красноватое пятнышко на расстоянии 42 а.е. от Солнца – первый зарегистрированный объект пояса Койпера , или транснептуновый объект. С тех пор их было обнаружено более тысячи.

Объекты пояса Койпера делят на три категории. Классические объекты имеют приблизительно круговые орбиты с небольшим наклонением, не связаны с движением планет. Самые известные малые планеты, в основном, из их числа.

Резонансные объекты образуют орбитальный резонанс с Нептуном 1:2, 2:3, 2:5, 3:4, 3:5, 4:5 или 4:7. Объекты с резонансом 2:3 называются плутино в честь самого яркого их представителя - Плутона.

Астроном Джерард Койпер, в честь которого назван пояс Койпера

Рассеянные объекты имеют большой эксцентриситет орбиты и могут в афелии удаляться от Солнца на несколько сотен астрономических единиц. Считается, что такие объекты однажды слишком близко подошли к Нептуну, гравитационное влияние которого вытянуло их орбиты. Ярким примером этой группы является Седна.

Международный астрономический союз (IAU - International Astronomical Union) занимается номенклатурой планет и спутников с 1919 года. Решения этой организации влияют на работу всех профессиональных астрономов. Однако иногда IAU делает рекомендации по астрономическим вопросам, которые будоражат всю общественность. Одной из таких рекомендаций был перевод Плутона к категории карликовых планет. Теперь он относится к транснептуновым объектам, и является вторым по величине и самым известным из них.

Одним из крупнейших объектов пояса Койпера является 2002 LM60, называющийся также Квавар, или Кваовар (Quaoar). Название Квавар пришло из мифологии народа Тонгва (Tongva), проживающего некогда на территории нынешнего Лос-Анджелеса, и обозначает великую созидательную силу.

Квавар обращается на орбите, диаметром около 42 а.е. с периодом 288 лет. Впервые он был сфотографирован еще в 1980 году, но к числу транснептуновых тел был причислен только в 2002 году астрономами Майком Брауном (Mike Brown) и его коллегами Калифорнийского Технологического Института (Caltech) в Калифорнии.

Диаметр Квавара около 1250 км, приблизительно, как и у Харона, образующего с Плутоном двойную систему. Он был самым крупным объект пояса Койпера с момента открытия Плутона в 1930 году и Харона в 1978 году. И он действительно огромен: его объем приблизительно эквивалентен суммарному объему 50 000 астероидов.

Обнаруженный в 2004 году 2004 DW, известный как Орк, или Оркус (Orcus) оказался и того больше – 1520 км в диаметре. Радиус его орбиты около 45 а.е.
Еще один объект пояса Койпера 2005 FY9 с условным названием «Пасхальный кролик» (Easterbunny) был открыт 31 мая 2005 года той же командой Майка Брауна из Технологического Института Калифорнии (Caltech). О его открытии было объявлено 29 июля, одновременно с сообщением об еще двух транснептуновых объектах: 2003 EL61 и 2003 UB313, известной также как Эрис (Eris).

2005 FY9 пока единственное официальное название объекта. Обнаруженный космическим телескопом Spitzer, он до сих пор остается загадкой. Его диаметр составляет от 50 до 75% диаметра Плутона.

2003 EL61, не имеющий пока официального названия, имеет приблизительно такие же размеры, но он ярче, что сделало его одним из самых известных транснептуновых объектов.

2003 EL61, как и Плутон, имеет период обращения 308 лет, но его орбита имеет больший эксцентриситет. Благодаря высокой отражательной способности 2003 EL61, он является третьим по яркости объектом пояса Койпера после Плутона и 2005 FY9. Он столь ярок, что иногда его даже можно увидеть в мощные любительские телескопы, хотя его масса составляет всего 32% от массы Плутона. 2003 EL61 относится к типу рассеянных объектов пояса Койпера.

Интересно, что 2003 EL61 имеет два спутника. Хотя ученые уже спокойно относятся к тому, что большинство объектов пояса Койпера могут оказаться сложными планетными системами.

Эрис, причисленная сначала к рангу планет, а затем переведенная вместе с Плутоном в группу транснептуновых объектов, на сегодняшний день считается малой планетой и является крупнейшим объектом пояса Койпера.

Диаметр Эриды 2400 километров, что на 6% больше диаметра Плутона. Ее масса была определена благодаря ее спутнику – крошечной Дисномии, имеющей период обращения 16 суток. Интересно, что сначала карликовую планету и ее спутницу первооткрыватели планировали назвать Зеной и Габриэль в честь героинь известного сериала.

В марте 2004 группа астрономов объявила об открытии малой планеты, вращающейся вокруг Солнца на очень большом расстоянии, где солнечная радиация исключительно мала. Майк Браун (Mike Brown) в сотрудничестве с доктором Чедом Труйльо (Chad Trujillo) из обсерватории Gemini, Гавайи, и доктором Дэвидом Рабиновичем (David Rabinowitz) из Йельского Университета обнаружили ее еще в 2003 году. Обнаруженная малая планета получила официальное название 2003 VB12, но больше известна как Седна (Sedna) – богиня эскимосов, живущая в глубинах Северного Ледовитого океана.

Период обращения Седны 10 500 лет, ее диаметр чуть более четверти диаметра Плутона. Ее орбита вытянута, и в своей дальней точке она удаляется от Солнца на 900 а.е. (для сравнения радиус орбиты Плутона 38 а.е.). Открыватели Седны причислили ее к объектам внутренней части облака Оорта, поскольку она никогда не приближается к Солнцу ближе, чем на 76 а.е. Однако классическом объектом области Оорта Седну считать нельзя, поскольку, даже несмотря на исключительны вытянутую орбиту, ее движение определяет солнце и объекты Солнечной системы, а не случайные возмущения извне. Сама Седна необычна, ведь довольно странно было обнаружить такой крупный объект в пустом протяженном пространстве между поясом Койпера и облаком Оорта. Возможно, облако Оорта простирается на большее, чем считалось ранее расстояние внутрь Солнечной системы.

Сегодня считается, что Седна относится к числу рассеянных объектов пояса Койпера, к которым также относятся 1995 TL8, 2000 YW134 и 2000 CR105. 2000 CR105, открытый еще восемь лет назад, уникален своей исключительно вытянутой орбитой, большая полуось которой, равна почти 400 а.е.

Другая особенность Седны – ее красноватый оттенок. Краснее ее только Марс. А температура на поверхности удивительной малой планеты не превышает -240°С. Это очень мало и напрямую замерить тепло от планеты (инфракрасное излучение) невозможно, поэтому используются данные из множества доступных источников.

Так же обстоит дело и с остальными объектами пояса Койпера. Более того, измерить диаметр этих объектов очень трудно. Как правило, их размер определяется по яркости, зависящей от площади поверхности. Принимается, что альбедо малой планеты равен альбедо комет, то есть около 4%. Хотя последние данные говорят о том, что она может достигать 12%, то есть объекты пояса Койпера могут оказаться гораздо меньшими, чем считалось ранее.

В частности, интерес вызывает объект 2003 EL61, обладающий слишком высокой отражательной способностью. Приблизительно на такой же орбите было обнаружено еще пять подобных тел. Странно то, что малые планеты недостаточно массивны, чтобы удержать атмосферу, которая могла бы кристаллизоваться и укрыть поверхность.
13 декабря 2005 года была обнаружена малая планета 2004 XR 190, названная Баффи (Buffy). Диаметр Баффи около 500-1000 км, что не является рекордом для малых планет. Удивительно другое: в отличие от рассеянных объектов пояса Койпера, имеющих вытянутую орбиту, 2004 XR 190 отличается почти круговой орбитой (перигелий на расстоянии 52 а.е. от Солнца, афелий - на расстоянии 62 а.е.), наклоненной под углом 47 градусов к плоскости эклиптики. Причина возникновения такой траектории астрономам пока неясна.

До сих пор среди некоторых астрономов бытует мнение, что в пределах пояса Койпера находится некое массивное тело, размером не менее Плутона. Еще в первой половине прошлого века ученые предсказали существование Нептуна по возмущениям, оказываемым им на Уран. Позже американский астроном Персиваль Ловелл (Percival Lowell) попытался обнаружить планету, находящуюся за Нептуном, которая могла бы искажать его траекторию. И действительно, в 1930 году был обнаружен Плутон. Правда тут же выяснилось, что его масса слишком мала (0,002 земной), чтобы ощутимо возмущать движение массивного Нептуна. Поэтому осталось подозрение, что таинственной планетой «Х» был не Плутон, а еще не обнаруженная более крупная малая планета. Впоследствии оказалось, что отклонения в движении Плутона, были лишь ошибкой измерений.

Безусловно, теоретически планета «Х» может существовать, если она мала и достаточно удалена, чтобы оказывать заметное влияние на траекторию движения Плутона.

Но самым близким к нам объектом пояса Койпера может оказаться спутник Сатурна - Феба. Она вращается вокруг планеты в обратную сторону, что говорит о том, что Феба образовалась не в протопланетном диске Сатурна, а где-то еще и позднее была им захвачена.

Спутник Сатурна - Феба

Могла сформироваться на гелиоцентрической орбите недалеко от Сатурна из обломков, сформировавших его ядро. Согласно другому возможному сценарию Феба могла быть захвачена из области, куда как более удаленной. Например, из пояса Койпера. Плотность спутника 1,6г/см3, поэтому нельзя сказать, ближе ли она к Плутону, имеющему плотность 1,9г/см3, или сатурнианским спутникам, плотность которых в среднем около 1,3г/см3. Однако такой показатель слишком ненадежен, чтобы на него опираться. Поэтому этот вопрос остается весьма спорным.

За поясом Койпера находится еще одно более глобальное образование – облако Оорта. Впервые идея существовании такого облака была выдвинута эстонским астрономом Эрнстом Эпиком в 1932 году, а затем теоретически разрабатывалась нидерландским астрофизиком Яном Оортом (Jan Oort) в 1950-х, в честь которого облако и было названо. Біло відвинуто предпоожение, что кометы прилетают из протяженной сферической оболочки, состоящей из ледяных тел, на окраинах Солнечной системы. Этот громадный рой объектов сегодня называется облаком Оорта. Он простирается в сфере, радиусом от 5 000 до 100 000 а.е.

Состоит из миллиардов ледяных тел. Изредка проходящие звезды нарушают орбиту одного из тел, вызывая его движение во внутреннюю часть Солнечной системы как длиннопериодической кометы. Такие кометы имеют очень большую и вытянутую орбиту и, как правило, наблюдаются всего раз. Одним из примеров длиннопериодических комет являются кометы Галлея и Свифта - Туттля (Swift-Tuttle). В отличие от них, короткопериодические кометы, период обращения которых менее 200 лет, движутся в плоскости планет и прилетают к нам из пояса Койпера.

Считается, что Облако Оорта имеет наибольшую плотность в плоскости эклиптики, здесь находится приблизительно одна шестая всех объектов, составляющих облако Оорта. Температура здесь не выше 4К, что близко к абсолютном нулю. Пространство за облаком Оорта Солнечной системе не уже принадлежит, равно как и пограничные области облака Оорта.

После того как в 1930 году открыли Плутон, надолго установилось представление о нем как о последней планете Солнечной системе, а о самой системе - как о девятипланетной. Не так давно открытый пояс Койпера перевернул привычные представления о Солнечной системе.

Оказалось, что за орбитой Нептуна вращается еще множество объектов. Сначала, как часто бывает в астрономии, пояс Койпера предположили. Еще в 1949 Кеннет Эджворт, исследуя пути комет, высказал гипотезу о существовании некоего пространства, откуда прилетают кометы. В разные годы приходили к похожей мысли другие астрономы.

Любопытно, что как раз Джерард Койпер полагал, что если источник комет, загадочный пояс, и существует, то в очень удаленном пространстве, а непосредственно за Плутоном космос пуст. Тем не менее почему-то все-таки обнаруженному сразу за Плутоном поясу дали именно это название - пояс Койпера.

Как вы знаете, в 1930 году за планетой Нептун была обнаружена еще одна планета - Плутон. С тех пор было принято считать, что Солнечная система состоит из девяти планет, их спутников, астероидов и комет. Однако давно высказывалось предположение, что Солнечная система этим себя не исчерпывает. В 1949 году два астронома, англичанин Кеннет Эджворт и американец Джерард Койпер, предположили, что за орбитой Нептуна и Плутона, примерно на расстоянии 35-50 а.е. от Солнца должен быть «пояс» из различных объектов. Откуда, возможно и прилетают кометы и астероиды. Однако вплоть до 1978 года не удалось обнаружить ни одного объекта, кроме спутника Плутона - Харона.

И вот, наконец, в 1992 году был открыт первый объект пояса Койпера, обозначенный 1992QB1 - диаметром 280 км. Но это было только начало. Вскоре после этого открытия объектов посыпались как из рога изобилия. Так, к 2000 году было обнаружено уже 270 объектов.

На сегодняшний день в поясе Койпера насчитывается более 70 тысяч объектов диаметром более 100 км. Одним из крупнейших объектов пояса Койпера является 2002 LM60, называющийся также Квавар, или Кваовар (Quaoar). Название Квавар пришло из мифологии народа Тонгва (Tongva), проживающего некогда на территории нынешнего Лос-Анджелеса, и обозначает великую созидательную силу.

Квавар обращается на орбите, диаметром около 42 а.е. с периодом 288 лет. Впервые он был сфотографирован еще в 1980 году, но к числу транснептуновых тел был причислен только в 2002 году астрономами Майком Брауном (Mike Brown) и его коллегами Калифорнийского Технологического Института (Caltech) в Калифорнии.

Диаметр Квавара около 1250 км, приблизительно, как и у Харона, образующего с Плутоном двойную систему. Он был самым крупным объект пояса Койпера с момента открытия Плутона в 1930 году и Харона в 1978 году. И он действительно огромен: его объем приблизительно эквивалентен суммарному объему 50 000 астероидов.

Обнаруженный в 2004 году 2004 DW, известный как Орк, или Оркус (Orcus) оказался и того больше - 1520 км в диаметре. Радиус его орбиты около 45 а.е.
Еще один объект пояса Койпера 2005 FY9 с условным названием «Пасхальный кролик» (Easterbunny) был открыт 31 мая 2005 года той же командой Майка Брауна из Технологического Института Калифорнии (Caltech). О его открытии было объявлено 29 июля, одновременно с сообщением об еще двух транснептуновых объектах: 2003 EL61 и 2003 UB313, известной также как Эрис (Eris).

2005 FY9 пока единственное официальное название объекта. Обнаруженный космическим телескопом Spitzer, он до сих пор остается загадкой. Его диаметр составляет от 50 до 75% диаметра Плутона.

2003 EL61, не имеющий пока официального названия, имеет приблизительно такие же размеры, но он ярче, что сделало его одним из самых известных транснептуновых объектов.

2003 EL61, как и Плутон, имеет период обращения 308 лет, но его орбита имеет больший эксцентриситет. Благодаря высокой отражательной способности 2003 EL61, он является третьим по яркости объектом пояса Койпера после Плутона и 2005 FY9. Он столь ярок, что иногда его даже можно увидеть в мощные любительские телескопы, хотя его масса составляет всего 32% от массы Плутона. 2003 EL61 относится к типу рассеянных объектов пояса Койпера.

Интересно, что 2003 EL61 имеет два спутника. Хотя ученые уже спокойно относятся к тому, что большинство объектов пояса Койпера могут оказаться сложными планетными системами.

Эрис, причисленная сначала к рангу планет, а затем переведенная вместе с Плутоном в группу транснептуновых объектов, на сегодняшний день считается малой планетой и является крупнейшим объектом пояса Койпера.

Диаметр Эриды 2400 километров, что на 6% больше диаметра Плутона. Ее масса была определена благодаря ее спутнику - крошечной Дисномии, имеющей период обращения 16 суток. Интересно, что сначала карликовую планету и ее спутницу первооткрыватели планировали назвать Зеной и Габриэль в честь героинь известного сериала.

В марте 2004 группа астрономов объявила об открытии малой планеты, вращающейся вокруг Солнца на очень большом расстоянии, где солнечная радиация исключительно мала. Майк Браун (Mike Brown) в сотрудничестве с доктором Чедом Труйльо (Chad Trujillo) из обсерватории Gemini, Гавайи, и доктором Дэвидом Рабиновичем (David Rabinowitz) из Йельского Университета обнаружили ее еще в 2003 году. Обнаруженная малая планета получила официальное название 2003 VB12, но больше известна как Седна (Sedna) - богиня эскимосов, живущая в глубинах Северного Ледовитого океана.

Период обращения Седны 10 500 лет, ее диаметр чуть более четверти диаметра Плутона. Ее орбита вытянута, и в своей дальней точке она удаляется от Солнца на 900 а.е. (для сравнения радиус орбиты Плутона 38 а.е.). Открыватели Седны причислили ее к объектам внутренней части облака Оорта, поскольку она никогда не приближается к Солнцу ближе, чем на 76 а.е. Однако классическом объектом области Оорта Седну считать нельзя, поскольку, даже несмотря на исключительны вытянутую орбиту, ее движение определяет солнце и объекты Солнечной системы, а не случайные возмущения извне. Сама Седна необычна, ведь довольно странно было обнаружить такой крупный объект в пустом протяженном пространстве между поясом Койпера и облаком Оорта. Возможно, облако Оорта простирается на большее, чем считалось ранее расстояние внутрь Солнечной системы.

Сегодня считается, что Седна относится к числу рассеянных объектов пояса Койпера, к которым также относятся 1995 TL8, 2000 YW134 и 2000 CR105. 2000 CR105, открытый еще восемь лет назад, уникален своей исключительно вытянутой орбитой, большая полуось которой, равна почти 400 а.е.

Другая особенность Седны - ее красноватый оттенок. Краснее ее только Марс. А температура на поверхности удивительной малой планеты не превышает -240°С. Это очень мало и напрямую замерить тепло от планеты (инфракрасное излучение) невозможно, поэтому используются данные из множества доступных источников.

До сих пор среди некоторых астрономов бытует мнение, что в пределах пояса Койпера находится некое массивное тело, размером не менее Плутона. Еще в первой половине прошлого века ученые предсказали существование Нептуна по возмущениям, оказываемым им на Уран. Позже американский астроном Персиваль Ловелл (Percival Lowell) попытался обнаружить планету, находящуюся за Нептуном, которая могла бы искажать его траекторию. И действительно, в 1930 году был обнаружен Плутон. Правда тут же выяснилось, что его масса слишком мала (0,002 земной), чтобы ощутимо возмущать движение массивного Нептуна. Поэтому осталось подозрение, что таинственной планетой «Х» был не Плутон, а еще не обнаруженная более крупная малая планета. Впоследствии оказалось, что отклонения в движении Плутона, были лишь ошибкой измерений.

Безусловно, теоретически планета «Х» может существовать, если она мала и достаточно удалена, чтобы оказывать заметное влияние на траекторию движения Плутона.

Но самым близким к нам объектом пояса Койпера может оказаться спутник Сатурна - Феба. Она вращается вокруг планеты в обратную сторону, что говорит о том, что Феба образовалась не в протопланетном диске Сатурна, а где-то еще и позднее была им захвачена.

За поясом Койпера находится еще одно более глобальное образование - облако Оорта. Впервые идея существовании такого облака была выдвинута эстонским астрономом Эрнстом Эпиком в 1932 году, а затем теоретически разрабатывалась нидерландским астрофизиком Яном Оортом (Jan Oort) в 1950-х, в честь которого облако и было названо. Было выдвинуто предположение, что кометы прилетают из протяженной сферической оболочки, состоящей из ледяных тел, на окраинах Солнечной системы. Этот громадный рой объектов сегодня называется облаком Оорта. Он простирается в сфере, радиусом от 5 000 до 100 000 а.е.

Облако Оорта состоит из миллиардов ледяных тел. Изредка проходящие звезды нарушают орбиту одного из тел, вызывая его движение во внутреннюю часть Солнечной системы как длиннопериодической кометы. Такие кометы имеют очень большую и вытянутую орбиту и, как правило, наблюдаются всего раз.

Считается, что Облако Оорта имеет наибольшую плотность в плоскости эклиптики, здесь находится приблизительно одна шестая всех объектов, составляющих облако Оорта. Температура здесь не выше 4К, что близко к абсолютном нулю. Пространство за облаком Оорта Солнечной системе не уже принадлежит, равно как и пограничные области облака Оорта.

Если про процесс образования планет Солнечной системы мы кое-что знаем, то образование пояса Койпера пока объясняется только гипотезами. Высказывается теория, что все тела, которые образуют пояс, были сформированы намного ближе к Солнцу и впоследствии были отброшены планетами-гигантами на окраины Солнечной системы. Как же это происходило? Стройная система образования планет Солнечной системы рушится на глазах. Какие силы должны были быть задействованы, чтобы выбрасывать на занептунную орбиту десятки тел размером, по меньшей мере, с Плутон? Следовательно, в процессе формирования планет происходили сотни столкновений, приведшие к нынешнему положению планет Солнечной системы.

Статус Плутона. Как видите, все эти открытия изрядно «расшатали» стройную и чинную ранее систему планет. Если раньше считалось, что система состоит из четырех внутренних планет, четырех планет-гигантов и самой маленькой «планеты-бродяги» Плутона, то теперь Солнечная система пополнилась тысячами новых домочадцев.

Если раньше он был самой маленькой планетой Солнечной системы, то теперь он может гордиться званием самого большого члена пояса Койпера. Скорее всего, Плутон принадлежит к семейству планет из пояса. В настоящее время в поясе Койпера не обнаружено планет крупнее Плутона.

«Пограничная застава» на окраине Солнечной системы

Внешняя граница пояса Койпера

Поразительной особенностью пояса Койпера является то, что его «внешняя граница… на расстоянии 47 астрономических единиц от Солнца выражена очень резко » . http://galspace.spb.ru/index71.html

Схема http://www.gazetakoroleva.ru/graphics2009/138_357.jpg

«Пояс Койпера имеет две загадочные особенности. Во-первых, он не истончается постепенно, как можно было бы ожидать от остатков первичного газопылевого облака, из которого некогда образовалось Солнце и его планеты, а почему-то резко обрывается на расстоянии 50 астрономических единиц от Солнца, будто срезанный, так что дальше практически никаких транснептуновых объектов нет . А во-вторых, даже внутри пояса Койпера есть «пустоты», где число транснептуновых объектов очень мало, то есть он похож, скорее, на разделенную щелями систему колец Сатурна, чем на сплошной пояс.

Вторую из этих особенностей можно объяснить резонансными взаимодействиями, и, действительно, эти щели в поясе Койпера находятся именно там, где орбиты транснептуновых объектов оказываются в тех или иных «разрушительных» резонансах с Нептуном. Однако так можно объяснить только щели в поясе, но не полный его обрыв. Поэтому для обрыва предлагаются разные другие объяснения.

На методе компьютерного моделирования с выбором наилучшего варианта основаныгипотезы группы исследователей — авторов и сторонников так называемой «модели Ниццы» во главе с А. Морбиделли, Х. Левисоном, Р. Гомесом и К. Циганисом.

«Модель Ниццы» родилась как попытка ответить на три нерешенных вопроса истории Солнечной системы: как возникли нынешние орбиты планет, каким образом у Юпитера появились его так называемые «Троянские спутники» и почему на ранних этапах существования Солнечной системы небольшие внутренние планеты подверглись внезапной и весьма интенсивной бомбардировке огромными астероидами и метеоритами.

Все эти три вопроса авторы сумели объяснить, приняв, что большие планеты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) поначалу образовались ближе к Солнцу, окруженные огромным облаком небесных тел разного размера, и лишь в результате взаимодействий друг с другом перемещались на привычные нам орбиты. Юпитер дрейфовал внутрь Солнечной системы, остальные — наружу. Расчеты показали, что на первом этапе планеты сдвигались плавно, но затем, когда Юпитер и Сатурн разошлись так, что оказались в резонансе 1:2, их воздействие на остальные планеты и астероиды стало необычайно разрушительным. В течение нескольких миллионов лет вся Солнечная система переживала период потрясений, и многие окраинные тела были сорваны со своих орбит и брошены, как бомбы, на малые внутренние планеты (в далеком прошлом те пережили эпоху «бомбардировки», см. «Знание-сила», № 12 за 2002). На третьем этапе, по той же модели, большие планеты, продолжая взаимодействовать с оставшимися на окраине Солнечной системы телами, вышли на свои нынешние орбиты.

Как показали дальнейшие исследования, «модель Ниццы» может на свой лад объяснить загадки пояса Койпера. По этой модели, протооблако, из которого образовалась Солнечная система, вначале кончалось на месте нынешнего Нептуна, в 30 — 35 астрономических единицах от Солнца. То место, где сейчас находится пояс Койпера, было пустым. Но когда Юпитер и Сатурн оказались в резонансе, значительная часть окраинных тел протооблака была заброшена еще дальше, до 50 астрономических единиц , а после того, как Сатурн вырвался из резонанса с Юпитером, эти тела там и остались, образовав пояс Койпера. В своей недавней работе авторы «модели Ниццы» показали, что при некоторых, вполне правдоподобных предположениях расчетная модель подтверждает, что пояс Койпера должен резко обрываться в 45 — 50 астрономических единицах от Солнца, как это и есть на самом деле .

Модель объясняет также появление главных групп транснептуновых объектов. Когда Нептун, выходя на свою нынешнюю орбиту, оказался рядом с только что возникшим поясом Койпера, он произвел возмущения в орбитах тамошних тел (см. «Знание-сила», № 3 за 2007). Часть из них, находившаяся на орбитах, близких к резонансу 2:3 с Нептуном, постепенно перешла на устойчивые орбиты, точно соответствующие этому резонансу, - так появились плутиносы, включая и сам Плутон с Хароном. Другие же тела были вброшены внутрь Солнечной системы, образовав группу Кентавров, и некоторые из них снова попали в резонанс, только резонанс стабилизирующий (1:1), причем не только с Нептуном, но и с Юпитером, в результате чего стали Троянцами. На их месте в поясе Койпера возникли те пустоты, которые астрономы наблюдают сегодня». (Рафаил Нудельман «Плутиносы, кьюбиуаны и другие горячие и холодные дикари Солнечной системы». 14-10-2008, 12:13). http://nauka.izvestia.ru/space/article86499.html

Схема «Пояс Койпера, орбиты Нептуна и Плутона»

Сдвигал ли Нептун пояс Койпера?

1. В поясе Койпера недостача?

«Астрономы обнаружили и описали уже более тысячи объектов, составляющих так называемый пояс Койпера, расположенный по ту сторону Нептуна. Некоторые достигают в поперечнике 1000 и более километров. Очевидно, они образовались путем слияния небольших небесных тел. Однако расчеты показывают, что подобные события будут происходить сравнительно часто, если суммарная масса пояса Койпера превышает массу Земли в десять раз . По результатам же наблюдений, она не составляет и десяти процентов земной массы . Но, может быть, на окраине Солнечной системы было когда-то «многолюднее», чем теперь, и лишь со временем пояс Койпера потерял 99% своей массы? Как показали Харольд Льюисон и Алессандро Морбиделли, в подобной гипотезе нет надобности. Некогда пояс Койпера располагался гораздо ближе к Земле , и лишь позднее Нептун оттеснил все эти астероиды на периферию нашей планетной системы ». («Природа Нептуна вызывает немало вопросов у исследователей » 16-08-2007, 11:55). http://nauka.izvestia.ru/space/article77099.html

2. Нептун не сдвигал пояс Койпера

«Астрофизики из университета Виктории в Канаде продемонстрировали, что так называемый пояс Койпера — пояс небольших небесных тел на периферии Солнечной системы — вопреки современным представлениям ученых всегда находился в этом участке космического пространства и не был смещен сюда гравитацией Нептуна , сообщается в статье исследователей, принятой к печати в журнале «Astrophysical Journal Letters».

Астрономы полагают, что наша Солнечная система выглядела совсем иначе, чем теперь, в первые миллионы лет своего существования. По мере ее эволюции орбиты планет претерпевали значительные изменения — Нептун сместился на периферию системы, тогда как Юпитер придвинулся немного ближе к Солнцу. Как менялись орбиты Сатурна и Урана, ученым понятно в меньшей степени, хотя большинство полагает, что эти планеты все-таки, подобно Нептуну, тоже увеличили радиусы своих орбит.

При этом движение Нептуна должно было оказать влияние на местоположение пояса Койпера, находящегося в настоящее время за его орбитой относительно Солнца.

Алекс Паркер (Alex Parker) и его научный руководитель Джон Кавелаарс (John Kavelaars) проводили моделирование движения объектов в этом поясе, многие (около трети) из которых достаточно крупны и имеют более 100 километров в поперечнике. Более всего ученых интересовали так называемые двойные системы — тела, одно из которых вращается вокруг другого по мере того, как оба совершают обороты вокруг Солнца .

«Двойные системы очень полезны для астрономов, так как их орбиты очень сильно зависят от окружения. Мы можем их использовать для изучения как современного состояния межпланетного пространства, так и его состояния в далеком прошлом»,- пояснил Паркер, слова которого приводит пресс-служба Американского астрономического общества.

В своей модельной работе ученые показали, что двойные системы в поясе Койпера вращаются на очень широких орбитах с медленной скоростью , что было бы невозможно в том случае, если пояс был когда-либо в прошлом смещен на свою нынешнюю позицию в результате движения планеты Нептун.

«Объекты в поясе Койпера не находились бы сейчас на своих орбитах, если бы когда-либо в прошлом испытывали на себе воздействие Нептуна» , — сказал Паркер.

Интерес астрономов к поясу Койпера вызван тем, что образующие его тела представляют собой осколки материи, сформировавшей в прошлом все планеты солнечной системы.

"Понимание структуры и истории пояса Койпера поможет нам понять и процессы формирования планет не только в нашей системе, но и в других планетных системах, обнаруживаемых в настоящее время", — подытожил Паркер». (Москва — РИА «Новости». 06 окт 2010, 14:50). http://www.rian.ru/science/20101006/282796695.html

3. Образование двойных объектов в поясе Койпера в результате обмена (Kuiper-belt Binary Formation through Exchange Reactions)

«Пояс Койпера и основной Пояс астероидов образовались из одного и того же протопланетного облака, но последние наблюдения транснептуновых объектов (TNO) [указали на следующие] различия:

1. Доля двойных в поясе Койпера на порядок выше .

2. Отношение масс большинства двойных объектов пояса Койпера близко к 1.

3. Орбиты двойных объектов в поясе Койпера более широкие и более вытянутые ». http://www.astronet.ru/db/msg/1177733/ss.html

Рис. «Бинарные (двойные) астероиды» http://www.wallon.ru/_ph/13/359109291.jpg

Дефицит «малой фракции» объектов пояса Койпера

«Интенсивные исследования и целенаправленный мониторинг пояса Койпера поставили ученых перед очередной загадкой…

К настоящему времени обнаружено свыше тысячи так называемых «объектов пояса Койпера» - небесных тел относительно небольшой (по сравнению с «нормальными» планетами) массы, обращающихся за пределами орбиты Нептуна.

Однако среди них чрезвычайно мало относительно небольших – менее 70 км в поперечнике – малых тел . Их доля, по некоторым ранее сделанным оценкам, примерно в 25 раз меньше теоретически предсказываемой. Объяснить это несовершенством инструментов трудно – современные телескопы позволяют увидеть такие тела. Так, на телескопе Хаббла было проведено исследование объектов вплоть до 28,5 звездной величины.

Дефицит малых тел в поясе Койпера остается.

Совместная американо-тайваньская группа два года назад начала программу целенаправленного поиска малых объектов в поясе Койпера «напросвет». Теперь ученые представили первые результаты.

Группа под руководством Чарльза Алкока (Charles Alcock) разработала для поиска сверхмалых объектов пояса Койпера методику, позволяющую обнаруживать объекты пояса Койпера по однократному затемнению ими звезд.

В рамках проекта «Taiwanese American Occultation Survey» (TAOS) проводились фотометрические исследования вариаций света удаленных звезд, расположенных вблизи эклиптики (широта +/- 10 градусов) с помощью трех наземных телескопов апертурой 50 см каждый, удаленных друг от друга на 6 – 60 м. Наблюдения начались в 2005 году.

Была разработана методика статистического анализа данных, собираемых несколькими телескопами. Ни одного статистически значимого события, которое можно было бы трактовать как следствие затмения объектом пояса Койпера света звезды в момент ее наблюдения, обнаружить не удалось. Тем самым удалось наложить верхний предел на распределение объектов пояса Койпера по массам. Малых объектов аномально мало – по крайней мере в десятки раз меньше, чем следовало бы ожидать. Загадка дефицита «малой фракции» объектов пояса Койпера остается. Наблюдения продолжаются…» (12 октября 2008, 19:20). http://rnd.cnews.ru/natur_science/astronomy/news/top/index_science.shtml?2008/10/09/322101

Крупнейшие объекты пояса Койпера. http://planetarium-kharkov.org/?q=node/568

Вспышки в поясе Койпера

1. «12 января 2006 года Атоку Накамура, астроном-любитель из Аляски, фотографируя звездное небо, зафиксировал вспышку неизвестного происхождения. Дальнейшие наблюдения совместно с астрономами других стран позволили запечатлеть еще три схожие вспышки. Компьютерная обработка данных показала, что источник излучения находился на расстоянии восьми миллиардов километров от Земли, в так называемом поясе Койпера — месте, где располагаются многочисленные планетоиды, то есть небольшие планеты, по размерам уступающие Марсу, но зачастую превосходящие Пуну. Спектрографический анализ обнаружил поразительное сходство параметров вспышек с ядерным взрывом мощностью от шестидесяти до трехсот килотонн. Участники наблюдений сформировали инициативную группу астрономов-любителей и оповестили о своей находке научное сообщество, в том числе руководство крупнейших обсерваторий Земли. Однако отклики были вялыми: ученые-профессионалы сочли, что имеет место ошибка наблюдений, либо их просто мистифицируют.
Инициативная «Группа 2006», в которую вошли астрономы многих стран, решила продолжать наблюдение своими силами, чтобы предъявить новые доказательства. В 2007 году была зафиксирована новая вспышка, в 2008 — еще одна, и, наконец. 9 декабря 2009 года — последняя на текущий момент. Атоку Накамура, главный координатор «Группы 2006», 21 декабря 2009 года выпустил меморандум, в котором отразил все факты, имеющиеся в его распоряжении. По-прежнему источники вспышек располагаются в поясе Койпера, характер вспышек сходен с таковым при ядерном взрыве мощностью от ста килотонн и выше . Учитывая колоссальные размеры пояса Койпера и ограниченные возможности любителей можно предположить, что на самом деле вспышек могло быть гораздо больше.
Но главным в меморандуме было другое. Накамура заявил, что располагает сведениями, будто правительственные обсерватории отнюдь не игнорировали первое заявление инициативной группы от 2006 года, напротив, сейчас развернуты широкомасштабные проекты по изучению аномальных вспышек. Проекты эти по масштабам неизмеримо крупнее, чем проводимые «группой 2006», в них задействованы, помимо земных обсерваторий также и космические аппараты, в частности рентгеновский телескоп Astro-E2, гамма-телескоп GLAST, оптический телескоп Hubble, инфракрасный телескоп WISE. Однако никаких сведений о результатах, хотя бы промежуточных, в научном сообществе не публиковалось… Никаких достоверных сведений нет…
Существует вероятность, что феномены, наблюдаемые в поясе Койпера, имеют естественный характер, пока не понятный науке… В любом случае «группа 2006» продолжит самостоятельные наблюдения за событиями в поясе Койпера». (25.07.2010, 14:44). http://www.uznaj.com/index.php?option=com_content&view=article&id=80:neizvestnaja-woina&catid=39:kosmos&Itemid=62

2. Сообщение «iinii» 07 марта 2010, 22:56:26 в форуме http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1267991767/1 : «На днях прочитал в солидном журнале статью о том, что на расстоянии 8 миллиардов км от Земли в поясе Койпера астрономами разных стран на протяжении последних пяти лет наблюдаются вспышки, по своим характеристикам соответствующие тем, что бывают у термоядерных взрывов. Информация об этом утаивается ведущими державами». http://artefact-2007.livejournal.com/27256.html

Схема «Пояс Койпера и облако Оорта». http://jcboulay.free.fr/astro/sommaire/astronomie/univers/galaxie/etoile/systeme_solaire/kuiper/nuage_oort.jpg

[

July 1st, 2015

Многовековой поиск границ Солнечной системы уже неоднократно перекраивал стройную картину мироздания, заставляя ученых предлагать все новые гипотезы относительно того, почему у Солнца так много спутников и планет. Сначала астрономы обнаружили, что помимо крупных планет в Солнечной системе есть тысячи мелких космических тел. Они образуют пояс астероидов, расположенный внутри орбиты Юпитера. 3атем были открыты Плутон, Седна, Орк, Кваоар, Варуна и множество других объектов, обращающихся вокруг Солнца на расстояниях, в десятки и сотни раз больших чем Юпитер. Так называемый пояс Койпера, в котором находятся упомянутые выше небесные тела, обнаруженный в конце XX века, разрушил сложившуюся систему взглядов, в результате ряд астрономов предложили даже лишить Плутон статуса планеты. Помните, недавно мы с вами обсуждали спор про

Давайте вспомним историю этих открытий …

Планеты – это небесные тела, которые вращаются вокруг Солнца, имеют достаточный вес и размер, шаровидную форму, и способны очищать свою орбиту от мелких космических тел. В 2006 году члены международного астрономического союза решили, что в Солнечной системе находится восемь планет: Венера, Меркурий, Земля, Юпитер, Марс, Сатурн, Нептун и Уран.

В противовес этому понятию существует термин «карликовая планета», под которым понимают небесное тело, которое так же вращается вокруг Солнца, имеет вес и форму для того, чтобы принять форму шара, но не способно очищать свою орбиту и не является спутником.

Ученые, после проведенных исследований, пришли к выводу, что в древности, на ранних этапах существования Солнечной системы, в ней существовали планеты-карлики. Первые объекты системы были сформированы немногим боле 4,5 миллиардов лет назад из газопылевого облака. Затем, на протяжении трех первых миллионов лет небольшие объекты вращались вокруг Солнца, сталкиваясь между собой и разрушаясь. Останки этих объектов в наши дни представлены в виде древних астероидов.

Международная команда ученых-исследователей, используя сверхчувствительный магнитометр, провела изучение образцов древних метеоритов. Ученые установили происхождение магнитного поля этих объектов: как оказалось, оно возникло вследствие намагничивания в боле мощном поле. Из всего этого можно сделать вывод о том, что первые тела Солнечной системы, под внешней оболочкой имели металлическое горячее ядро, потому как именно жидкий металл в движении создает магнитное поле планеты.

Первые объекты в диаметре достигали примерно 160 километров. Таким образом, чтобы возникло магнитное поле, достаточное для намагничивания минералов внешнего слоя, металл должен был двигаться достаточно стремительно. То есть, получается, что древние планеты Солнечной системы гораздо больше походили на современные планеты, нежели это считалось ранее.

Кроме Плутона, в Солнечной системе находится еще немало мелких планеток-карликов, которые называют астероидами, или малыми планетами.

Самая значительная из этих небольших планет – Церера, в диаметре составляет 770 километров. По размерам она меньше Луны на столько же, насколько Луна меньше планеты Земля.

Церера была открыта 1 января 1801 года. Астроном из Италии Джузеппе Пиацци обнаружил звезду, которая вела себя странно. В ходе исследований он обнаружил, что звезда эта медленно передвигается по отношению к другим звездам. Астроном пришел к выводу о том, что он открыл новую планету. Немного позже немецкий астроном и математик Карл Гаусс просчитал орбиту Цереры. Выяснилось, что она находится между орбитами Юпитера и Марса, как раз в том месте, где должна была находиться еще одна планета. Конечно, это была большая победа, ведь ученым, наконец, удалось отыскать давно предсказанную планету.

Спустя год, в 1802 году, ученые удивились еще больше, когда примерно в том же месте астроном из Германии Генрих Ольберс открыл планету Палладу. Через два года была обнаружена еще одна планета – Юнона, а в 1807 году – Веста. Затем, на протяжении сорока лет ученым не удавалось найти новые космические объекты, и только в 1845 году была обнаружена планета Астрея, а в 1847 году – Геба, Ирида и Флора. К концу столетия ученые обнаружили примерно четыре сотни малых планет.

В 1920 году ученые обнаружили астероид Гидальго, который двигается через орбиту Юпитера и проходит сравнительно близко к орбите Сатурна. Это астероид примечателен и тем, что единственный из всех известных планет имеет очень вытянутую орбиту, которая наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 43 градуса. Название эта малая планета получила в честь известного героя революции Мексики Гидальго-и-Кастилья, который умер в 1811 году.

В 1936 году зона карликовых планет пополнилась новыми объектами. Тогда был обнаружен астероид Адонис. Особенность этой малой планеты заключалась в том, что она отходит от Солнца в самой удаленной точке на расстояние Юпитера, а в самой близкой точке подходит к орбите Меркурия.

В 1949 году был открыт и Икар, малая планета, которая удалена от Солнца в максимальной точке на расстояние, равное двум радиусам земной орбиты. Минимальное удаление планеты равно одной пятой расстояния от нашей планеты до Солнца. Примечательно, что ни одна из известных планет не приближается к Солнцу на столь близкое расстояние. Собственно говоря, отсюда и название (вспомните легенду об Икаре).

Согласно подсчетам ученых, в настоящее время в Солнечной системе находится порядка 40-50 тысяч малых планет. Но из всего этого множества лишь небольшую часть можно исследовать при помощи астрономических инструментов.

Если говорить о размерах малых планет, то они достаточно разнообразны. Планет, примерно равных по размеру с Палладой или Церерой (в диаметре они достигают примерно 490 километров), немного. Примерно семьдесят планет имеют диаметр около 100 километров. Большинство карликов достигают в размерах 20-40 километров в поперечнике, но есть и такие, которые имеют диаметр около 2-3 километров. Несмотря на то, что еще далеко не все астероиды обнаружены и исследованы, уже сейчас можно говорить о том, что общая их масса составляет примерно одну тысячную долю массы Земли. Но это только пока, ведь, как полагают ученые, в настоящее время открыто не более пяти процентов общего количества астероидов, которые доступны для исследования современной аппаратурой.

Конечно, можно предположить, что физические особенности астероидов примерно одинаковы, но на самом деле ученые сталкиваются с большим разнообразием. В частности, в ходе исследования отражательной способности астероидов было обнаружено, что Паллада и Церера отражают свет подобно земным горным породам, Юнона – подобно светлым породам, а Веста отражает свет как белые облака. Это очень интересно, ведь астероиды настолько малы, что не способны удержать атмосферу возле себя. Таким образом, астероиды лишены атмосферы и отражательная способность зависит непосредственно от материалов, из которых состоит поверхность этих планет. И еще – в некоторых случаях наблюдается колебание блеска, что может указывать на то, что эти планеты имеют неправильную форму и вращаются вокруг своей оси.

К концу прошлого столетия астрономы открыли около 20 тысяч малых планет или астероидов. Всего же, читают астрономы, в космосе существует порядка миллиона астероидов, размер которых превышает один километр, и которые могут представлять интерес для науки.

Три вида планет

Великое планетографическое открытие - обнаружение внешнего пояса астероидов, расположенного за орбитой Нептуна, - существенно изменило представление о Солнечной системе. В масштабах нашей планеты такому событию соответствовало бы открытие неизвестного ранее материка. Возник новый взгляд на структуру планетной системы, которая до этого представлялась не вполне стройной, поскольку в ней имелась «странная» планета - самая дальняя, девятая по счету от Солнца, - Плутон. Она не вписывалась в закономерное чередование восьми предыдущих планет. Четыре ближайшие к Солнцу планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс) относятся к так называемому земному типу - они сравнительно небольшие, но «тяжелые», сложены преимущественно из каменных пород, а у некоторых имеется даже железное ядро. Следующие четыре планеты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) называются планетами-гигантами - они очень большие, в несколько раз крупнее Земли, и «легкие», состоящие главным образом из газов. Еще дальше находится Плутон, не похожий на планеты первой и второй групп. Он существенно меньше Луны и состоит преимущественно изо льда. Отличается Плутон и характером движения: если первые восемь планет перемещаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам, расположенным в одной плоскости, то у этой планеты орбита очень вытянутая и сильно наклонена.

Так и был бы Плутон «изгоем» Солнечной системы, если бы в последние пять лет ему не подобралась достойная компания: совершенно новый, третий, тип планетных тел - ледяные планетоиды. В результате он стал всего лишь одним из объектов внешнего пояса астероидов. Таким образом, внутренний, или главный, пояс астероидов, расположенный между Марсом и Юпитером, перестал быть уникальным образованием и у него появился «ледяной брат», так называемый пояс Койпера. Такая структура Солнечной системы неплохо согласуется с современными представлениями о формировании планет из протопланетного облака вещества. В наиболее жаркой области близ Солнца остались тугоплавкие материалы - металлы и каменные породы, из которых образовались планеты земного типа. Газы улетучились в более прохладную, удаленную область, где и сконденсировались в планеты-гиганты. Часть газов, которые оказались на самом краю, в наиболее холодной области, превратилась в лед, сформировав множество крошечных планетоидов, поскольку вещества на окраине протопланетного облака оказалось мало. Кроме планет из этого облака образовались кометы, чьи траектории пронизывают все три области, а также спутники, обращающиеся вокруг планет, космическая пыль и мелкие камни - обломки астероидов, бороздящие безвоздушное пространство и иногда падающие на Землю в виде метеоритов.

Ледяной пояс

В 1930 году, когда открыли Плутон, границей Солнечной системы стали считать орбиту этой планеты, поскольку за ее пределы улетают лишь бродяги-кометы. Полагали, что Плутон несет свою пограничную службу в полном одиночестве. Так думали до 1992 года, когда за орбитой Плутона, но не слишком далеко от нее, обнаружили астероид 1992 QB1. Это событие стало началом последующих открытий. Создание новых мощных телескопов на Земле и запуск нескольких космических способствовали выявлению на окраинах Солнечной системы множества малых объектов, которые ранее не удавалось рассмотреть. «Ударной пятилеткой» стал период с 1999 по 2003 год, в течение которого было обнаружено около 800 неизвестных ранее астероидов. Стало очевидно, что у Плутона имеется огромная семья, состоящая из тысяч небольших небесных тел.

Внешний пояс астероидов, находящийся за орбитой Нептуна, чаще всего называют поясом Койпера в честь американского астронома Джерарда Койпера (Gerard Peter Kuiper, 1905-1973), занимавшегося исследованием Луны и планет Солнечной системы. Однако присвоение его имени внешнему поясу астероидов выглядит весьма странно. Дело в том, что Койпер как раз считал, что все малые планеты, если таковые когда-либо находились вблизи орбиты Плутона, должны были сместиться в очень отдаленные области, а пространство, непосредственно прилегающее к Плутону, - свободно от космических тел. Что же касается предположения о существовании за орбитой Нептуна многочисленных малых ледяных астероидов (неразличимых в телескопы того времени), то его неоднократно высказывали с 1930 по 1980 год другие астрономы - американцы Леонард и Уиппл, ирландец Эджуорт, уругваец Фернандес. Тем не менее к этому поясу астероидов каким-то образом прочно «приклеилось» имя Койпера, который отрицал саму возможность его существования. 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.

Койперовские обитатели

Сейчас известно около 1 000 астероидов пояса Койпера, большинство из которых имеет в поперечнике несколько сотен километров, а у десяти крупнейших диаметр превышает 1 000 км. Тем не менее общая масса этих тел невелика - если «слепить» из них один шар, то он по объему будет равен 2/3 Луны. Вокруг 14 астероидов вращаются небольшие спутники. Предполагают, что всего в поясе Койпера имеется около 500 тысяч астероидов размером более 30 км. По площади пояс Койпера в полтора раза превышает ту часть Солнечной системы, вокруг которой он расположен, то есть ограниченную орбитой Нептуна. Пока неизвестно, из чего состоят астероиды в поясе Койпера, но ясно, что в их строении главную роль должны играть льды различного вида (водный, азотный, метановый, аммиачный, метаноловый - спиртовой, углекислый - «сухой лед» и др.), поскольку температура в этой чрезвычайно удаленной от Солнца области очень низкая. В таком природном «морозильнике» могло сохраниться в неизмененном виде то вещество, из которого в далеком прошлом формировались планеты Солнечной системы.

Более 90% новых объектов движутся по почти круговым «классическим» орбитам, расположенным на расстояниях от 30 до 50 астрономических единиц от Солнца. Многие из орбит сильно наклонены к плоскости Солнечной системы, у 20 астероидов наклон превышает 40°, а у некоторых доходит даже до 90°. Поэтому очертания пояса Койпера имеют вид толстого бублика, в пределах которого движутся тысячи небольших небесных тел. Внешняя граница пояса на расстоянии 47 а. е. от Солнца выражена очень резко, поэтому возникло предположение о наличии там довольно крупного планетного объекта, возможно, даже размером с Марс (то есть вдвое меньше Земли), чье гравитационное воздействие не позволяет астероидам «разбредаться». Сейчас ведутся поиски этой гипотетической планеты. Однако внешняя граница пояса не служит непреодолимым барьером, и 43 астероида (4% от известного их количества) уходят за ее пределы в область практически абсолютного холода и тьмы, следуя по сильно вытянутым орбитам, простирающимся на расстояния более 100 астрономических единиц (15 млрд. км) от Солнца.

Год за годом представление о роли Плутона в Солнечной системе изменялось, и теперь его рассматривают как предводителя ледяных планет-карликов пояса Койпера. Группу из двух сотен астероидов, у которых и расположение орбит, и скорости движения практически совпадают с такими же характеристиками Плутона, даже выделили в особое семейство, названное «плутинос», то есть «плутончики».

Внешний край пояса Койпера, резко очерченный на расстоянии 47 а.е. от Солнца, вполне бы мог называться новой границей Солнечной системы. Однако некоторые из ледяных астероидов удаляются и за этот предел. Кроме того, вокруг Солнца есть магнитное поле, простирающееся примерно до 100 а. е. Эта область называется гелиосферой - сферой магнитного поля Солнца.

Планета-карлик или астероид-гигант?

Начиная с 1992 года количество астероидов, обнаруженных на окраине Солнечной системы, возрастало и постепенно становилось все яснее, что Плутон - это не самостоятельная планета, а лишь наиболее крупный представитель внешнего астероидного пояса. Гром грянул в 1999 году, когда было предложено присвоить Плутону порядковый номер, который имеется у каждого астероида. Нашелся и подходящий повод - количество пронумерованных объектов приближалось к десяти тысячам, поэтому Плутон хотели перевести из планет в астероиды с почетом, присвоив ему «примечательный» номер 10 000. Дискуссия разгорелась сразу же - одни астрономы были за это предложение, другие - резко против. В результате Плутон на время оставили в покое, а «почетный» номер достался очередному рядовому астероиду. Однако в 2005 году обсуждение статуса Плутона вспыхнуло с новой силой. Масла в огонь добавило открытие группой Майкла Брауна на Паломарской обсерватории в США очередного астероида в поясе Койпера. Этот объект, которому дали обозначение 2003 UB313, оказался не рядовым, а довольно крупным. Сейчас считается наиболее вероятным, что новый объект имеет поперечник в 2 800 км, тогда как Плутон - 2 390 км. Однако данные по новому астероиду еще предстоит уточнять более надежными способами. Например, дождаться, когда он пройдет на фоне далекой звезды и заслонит ее свет. По времени между исчезновением и появлением звезды можно будет узнать диаметр астероида весьма точно. Правда, такие астрономические события случаются редко, и остается лишь ждать подходящего момента.

Первооткрыватели заявили, что если новый астероид превышает по размеру планету Плутон, то его тоже следует считать планетой. В то же время они сказали, что если бы Плутон был открыт не в 1930 году, а сейчас, то вопрос о его классификации даже бы и не возник - его, безусловно, причислили бы к астероидам. Однако история есть история, и принадлежность Плутона к планетам стала уже не столько астрономическим, сколько общекультурным явлением, поэтому вопрос о переводе Плутона в астероиды встречает достаточно сильное сопротивление.

Новому крупному объекту надо было дать собственное имя, и вот тут-то у первооткрывателей возникло серьезное затруднение. Если это планета, то по правилам Международного астрономического союза (МАС) и в соответствии с традицией она должна получить имя божества из классической греко-римской мифологии, а если это астероид, то его следует назвать именем мифологического персонажа, связанного с подземным миром, управляемым Плутоном. Правда, группа Брауна нашла остроумный выход из этой ситуации, предложив назвать новый «астероид-гигант» Персефоной - именем жены Плутона в греческой мифологии. Такое название соответствует всем правилам. Но тут возникло препятствие чисто бюрократического характера: планетами заведует одна рабочая группа МАС, а астероидами - другая. Спор достиг такого накала, что был образован особый комитет из 19 астрономов разных стран, призванных решить вопрос о том, считать ли объект 2003 UB313 планетой.

Участники этого комитета уже несколько месяцев никак не могут прийти к единому мнению. В конце концов, отчаявшийся председатель, британский астроном Иван Уильямс (между прочим, утверждающий, что его имя - типично валлийское, характерное для уроженца Уэльса), нашел простой выход из тупиковой ситуации, заявив, что если согласованный вывод получить в ближайшее время не удастся, то он пойдет не научным путем, а проведет самое обычное голосование, и вопрос будет решен простым большинством голосов.

Самый далекий планетоид

Новое представление о принадлежности Плутона не столько к планетам, сколько к астероидам еще не успело устояться, но уже нашло много приверженцев. Казалось, что найдена гармония в расположении планет, которой не мешает присутствие «лишней» девятой планеты. Однако открытия новых планетоидов продолжались и 15 марта 2004 года привели к очередному нарушению гармоничности среди планет. В этот день группа американских астрономов, возглавляемая Майклом Брауном, объявила, что при наблюдениях на высокогорной Паломарской обсерватории (Калифорния) в ноябре 2003 года ими был открыт самый дальний объект Солнечной системы. Он оказался расположенным в 90 раз дальше от Солнца, чем Земля, и в 3 раза дальше, чем «самая далекая» планета Плутон. И такое гигантское удаление оказалось лишь наиболее близкой к Солнцу частью его орбиты. Диаметр этого астероида поменьше, чем у Плутона, - около 1 500 км. Он получил название Седна по имени морской русалки, правительницы холодных и темных пучин северных морей в мифах эскимосов (инуитов). Такой персонаж выбран не случайно - ведь этот планетоид «ныряет» в самую темную и холодную область Солнечной системы, удаляясь от Солнца в 928 раз дальше, чем Земля, и в 19 раз - чем Плутон. Так далеко не уходит ни один из известных астероидов. Седна сразу же заняла место «планеты-изгоя», ранее принадлежавшее Плутону. Ее сильно вытянутая орбита снова нарушила устоявшиеся представления о Солнечной системе.

Один оборот вокруг Солнца она совершает за чудовищный срок - 10 500 лет! Этот планетоид уже не причисляют к поясу Койпера, поскольку даже при наибольшем сближении Седна находится в 1,5 раза дальше от Солнца, чем внешняя граница этого пояса. Астероид стал своего рода «Плутоном XXI века» - объектом, роль которого непонятна. Он постоянно находится в полной темноте, и Солнце с его поверхности выглядит небольшой звездочкой. На нем царит вечный холод. При этом планетоид оказался окрашенным в довольно интенсивный красный цвет и уступает по «красноте» лишь Марсу. Неясно, одинока ли Седна или же на столь большом удалении есть и другие планетоиды - ведь возможности телескопов позволяют обнаружить объект с похожей орбитой только в течение 1% времени его оборота вокруг Солнца, когда он находится на наиболее близком участке своей траектории. Для Седны такой период длится около 100 лет, а затем она уходит в далекую область более чем на 10 000 лет, а там объект ее величины в современные телескопы разглядеть невозможно.

И . Вспомните еще и что это за Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -

Пояс Койпера - это регион в Солнечной системе, который начинается за Нептуном. Но ученые на данный момент не знают, где он заканчивается. Мы не знаем, что происходит на наружном крае пояса Койпера и где он находится, но мы знаем, что он очень далеко: некоторые открытые объекты пояса Койпера имеют необычные орбиты, которые в 2000 раз больше, чем расстояние между Землей и Солнцем.

Открытие пояса Койпера

Никто не предсказывал обнаружение пояса Койпера. Никто не писал работу, в которой бы говорилось: «Ищите здесь объекты такой-то яркости, такого-то размера и в таком-то количестве». Но были предположения. Самое известное из них - это предположение Джерарда Койпера, американского астронома голландского происхождения. В 1951 году он написал работу, в которой говорил, что это странно, что Солнечная система заканчивается на Плутоне, и, возможно, она продолжается и после него. Это звучит нормально для современных читателей. Но, кроме того, Койпер сказал: «Если бы на границе Солнечной системы были маленькие объекты, гравитация Плутона (которого мы считаем таким же массивным небесным телом, как Земля, или больше) давным-давно дестабилизировала бы орбиты этих объектов, а этот регион был бы пуст». Койпер был неправ насчет Плутона: он не так массивен, содержит только 0,2% массы Земли и не оказывает такого эффекта на окружающие небесные тела. Ирония состоит в том, что Койпер не предположил существования того, что впоследствии стало называться поясом Койпера. Он предположил, что его там нет. Это пример закона Стиглера: «Никакое научное открытие не было названо в честь первооткрывателя». Закон Стиглера был открыт Робертом Мертоном, что доказывает это утверждение.

Джерард Койпер (1905–1973)

До Койпера ученые также выдвигали разные предположения. Одно из них было сделано в 1943 году во время Второй мировой войны ирландцем по имени Кеннет Эджворт. Он написал одно или два предложения в своей статье и сказал: «Возможно, есть какие-то небесные тела на крае Солнечной системы, которые слишком тусклые, чтобы мы их увидели (он назвал их кластерами), и, возможно, они относятся к кометам». Но это не научное предположение, оно ни на чем не основано, и с ним ничего нельзя сделать. Это напоминает записи Нострадамуса, который в XVI веке случайно предсказал Вторую мировую войну и убийство президента Кеннеди. Если вы пишете что-то расплывчатое, вы оставляете для будущих поколений простор для раздумий. Кто-то может решить, что вы знали, о чем говорили, хотя на самом деле это было не так.

Когда мы начали искать пояс Койпера в 1986 году, компьютеры были такими слабыми, что никто не мог вычислить динамику Солнечной системы. Нужно было работать с приблизительными цифрами, которые складывались аналитически, а это очень сложно. В то время был большой интерес к тому, откуда приходят короткопериодические кометы, потому что их предполагаемый источник - облако Оорта - еще не был найден. Уругвайский астроном Хулио Фернандез написал статью в 1980 году, предположив, что за Нептуном может существовать область, откуда приходят короткопериодические кометы. Эта статья уже была похожа на научное предположение. В отличие от работ Койпера и Эджворта, она кажется убедительной в ретроспективе. Но она не мотивировала ученых на поиски, включая нас. Звучит плохо, но это была просто еще одна статья.

Первые объекты пояса Койпера

Научный метод часто описывается как предположения, которые доказаны наблюдениями. Но наука часто работает не так. В астрономии почти ничего не открывается с помощью предположений и почти все важное открывается случайно. Теории часто создаются, чтобы описать новые вещи, которые поддаются наблюдениям. Редко бывает так, что выдвинутое предположение подтверждается наблюдениями. Мы просто недостаточно хороши для этого. Тем не менее без подходящей модели в 1985 году мы бы не знали, что тот факт, что на границах Солнечной системы пусто, кажется странным. За Сатурном были Уран, Нептун и Плутон - три объекта. При этом внутренняя часть Солнечной системы полна разных объектов: астероидов, комет, других планет. И это было очень странно: почему Солнечная система должна быть пустой с краю и полной объектов внутри? Вот почему мы решили провести исследование. Она пустая, потому что все объекты отдалены, либо она пустая, потому что далекие объекты слишком тусклые, чтобы мы их заметили. Мы не думали о поясе Койпера, не думали о том, что находится за Нептуном, мы были счастливы, что знаем хотя бы, что находится за Сатурном, и больше не о чем было говорить. В итоге мы начали исследование, которое назвали «исследование медленных объектов». Оно было нацелено на то, чтобы найти что-то за Сатурном.

Оказалось, что очень сложно посчитать расстояние до объекта, если вы не используете особую геометрию, чтобы направить телескоп прямо по направлению к Солнцу. Когда вы делаете это, скорость движения объекта по небу обратно пропорциональная расстоянию из-за параллакса. Это как два самолета: тот, что летит выше на скорости 50 миль/час, дольше пересекает небо, а тот, что летит низко на той же скорости, пересекает небо очень быстро. Мы можем измерить расстояние исходя из скорости. Мы использовали эту простую тактику наблюдения противоположно Солнцу, а затем использовали параллакс, чтобы измерить расстояние. Вот почему мы назвали это «исследованием медленных объектов». Мы искали медленно движущиеся объекты, потому что, скорее всего, эти объекты расположены очень далеко.

Мы годами не могли найти ничего интересного. Мы нашли много объектов вроде астероидов внутри Солнечной системы, но не нашли ничего за Сатурном, а искали именно это. Мы потратили около 5 лет на это исследование и не находили ничего ценного вплоть до 1992 года. А потом нашли объект. Он был не просто за орбитой Сатурна - он был далеко за пределами известного региона Солнечной системы. Мы назвали этот объект 1992 QB1. Это был самый далекий объект, который когда-либо наблюдался в Солнечной системе.

Это было захватывающе. Дело в том, что, пока ты не найдешь первый объект, ты не знаешь, бесполезно ли то, что ты делаешь, не знаешь, в правильном ли направлении ты ищешь. Ты даже не знаешь, есть ли там что искать. Но как только ты находишь один объект, все сомнения исчезают. Это так влияет на всю работу, на образ мыслей, что ты переходишь за все психологические барьеры. То, что казалось невозможным, становится обычным делом, когда это уже сделано. Я работал вместе с Джейн Лу, которая была постдоком в то время. После того как мы нашли 1992 QB1, мы начали находить и другие объекты. Мы нашли около 40 или 50 объектов в течение следующих нескольких лет. Другие ученые присоединились к этой игре, и к середине 2016 года общее число известных объектов составляло почти 2 000. Это очень много.

Объекты пояса Койпера и миграция планет

Вскоре мы сделали много удивительных открытий, касающихся пояса Койпера. Например, мы обнаружили, что есть разные виды объектов пояса Койпера. Мы дали им разные названия: классические, резонансные, рассеянные и обособленные. Они динамически отличаются друг от друга - в основном по причинам, связанным с гравитационным контролем Нептуна, который является довольно массивной планетой (в 16 раз массивнее Земли) и находится не так далеко от некоторых объектов пояса Койпера. Нептун накладывает динамическую структуру на пояс Койпера из-за своего гравитационного влияния. Мы доказали, что Плутон - это просто один из больших объектов пояса Койпера, определили распределение размеров и масс в поясе Койпера и поняли, что это только верхушка айсберга: из объектов, которые мы видели, мы извлекли 100 000 объектов пояса Койпера больше сотни километров и миллиард объектов больше одного километра. Поразительно, что раньше они были полностью неизвестными.

Несмотря на то что объектов пояса Койпера очень много, мы обнаружили, что их масса довольно мала и равна только 10% от массы Земли. Это было загадкой: как формируются эти тела, если у них такая маленькая масса? Очень мало материала распространено по большому объему пояса Койпера. Эти тела растут очень медленно. Модели малой массы пояса Койпера стали горячей темой. Они были основаны на идее, что пояс Койпера был гораздо более массивным, когда начал формироваться, - в 20 или 40 раз массивнее Земли. Но большая часть массы была потеряна.

Орбитальный резонанс

Ключ к пониманию потери массы заключается в другом сделанном нами наблюдении. Оно состоит в том, что объекты пояса Койпера «привязаны» орбитальным резонансом Нептуна. Это значит, что их сидерический период обращения, деленный на сидерический период Нептуна, - это отношение малых целых чисел. Например, в резонансе от 3 до 2 Нептун трижды обходит Солнце за то же время, за которое объекты пояса Койпера успевают обогнуть Солнце только два раза. Это значит, что сила притяжения Нептуна действует на тела в той орбите, поэтому сила растет, как когда мы качаем качели и сила приумножается со временем.

Это открытие сделала Рену Малхотра из Аризоны в 1990-х годах вскоре после открытия пояса Койпера. Наблюдение за первыми резонансными объектами привело к появлению этой прекрасной модели. Но вопрос в том, как затянуть эти объекты в резонанс. Если просто разбросать объекты пояса Койпера, немногие из них войдут в такой резонанс, какой мы наблюдаем. Рену объяснила и это. Она отталкивалась от работ Фернандеза и Уинга Ипа, в которых говорилось, что планеты мигрируют. Радиусы орбит планет не всегда были такими, как сейчас: Нептун, к примеру, сначала был ближе к Солнцу, а затем двигался по направлению от него.

И пока он отходил дальше, его резонансы выталкивались и собирали объекты пояса Койпера. Это похоже на то, как снег собирается в лопате, когда мы ее в него заталкиваем. По мере того как резонанс пересекал пояс Койпера, объекты к нему «прилипали». Это объясняет, почему в орбитальном резонансе так много объектов. Это единственное объяснение тому, почему в резонансе с Нептуном находится так много тел. Пояс Койпера показывает, что планеты сформировались не на тех орбитах, на которых они находятся сейчас. Они мигрируют.

Влияние на Солнечную систему

Пояс Койпера сильно повлиял на понимание происхождения и динамики Солнечной системы. До этого Солнечная система была похожа на часы: набор планет, вращающихся вокруг Солнца непринужденно, стабильно, предсказуемо и даже скучно. После обнаружения пояса Койпера, а особенно резонансных объектов, из-за которых мигрируют планеты, появились необыкновенные возможности. Если планеты уносились туда, где они находятся сейчас, они, возможно, прошли через резонансы друг друга. Если это так, то они сотрясли Солнечную систему, и произошли разные хаотичные процессы. В некоторых моделях потеря 99,9% объектов пояса Койпера могла произойти в результате сильного сотрясения Солнечной системы, которое случилось в результате взаимодействий между Юпитером и Сатурном, которое произошло в результате миграции планет.

Понимание того, что структура пояса Койпера зависит от миграции планет, изменило направление исследований Солнечной системы. Особенности, которые не были ожидаемы и которые никто не предсказывал, оказались удивительно важными для понимания нашего места в этой системе. Влияние пояса Койпера на изучение Солнечной системы и эволюции ее формирования было огромным. Наше понимание происхождения архитектуры Солнечной системы сильно отличается от того, что мы думали раньше. И теперь мы понимаем, что Солнечная система работает далеко не как часы.

Пояс Койпера и облако Оорта

Кометы обычно не очень большие (около километра в диаметре), и они теряют массу (она уходит в хвост). Мы можем посчитать, как долго комета может терять массу по нашим меркам. И это происходит не очень долго - около 10 000 лет. Ядро кометы не может быть того же возраста, что и Солнечная система, которой уже 4,5 миллиардов лет. Скорее всего, они недавно появились в Солнечной системе. Другими словами, они только появляются в Солнечной системе где-то недалеко от Земли и, как только они появляются, начинают испаряться. Вопрос в том, откуда они берутся.

Есть два ответа на этот вопрос. Первый был сформулирован в 1950-х годах голландским астрономом Яном Оортом. Он выяснил, что долгопериодические кометы (те, чьи орбиты старше 200 лет) имеют эллиптическую орбиту очень большого размера, которая распространяется рандомно. Примерно равное количество приходит из разных сторон: из северного полушария, из южного, из сферического и изотропного источника. Сферический источник называют облаком Оорта. Оно выглядит как большой пчелиный рой, окружающий Солнечную систему. Он огромный, в 50 000 или 70 000 раз больше расстояния между Солнцем и Землей. Это источник долгопериодических комет. Мы не наблюдаем за объектами в облаке Оорта, потому что они слишком тусклые для наших телескопов. Все, что мы знаем об облаке Оорта, включая сведения о его существовании, было получено из комет, которые выбились из облака Оорта гравитацией пролетающих мимо звезд.

Комета ISON проходит мимо Венеры. Комета прилетела из облака Оорта

С другой стороны, короткопериодические кометы (с периодом меньше 200 лет) имеют относительно малую и круглую орбиту. Они распределены не рандомно, а, напротив, совмещены с плоскостью орбит Солнечной системы. Вопрос тот же: откуда они берутся? Оорт говорил, что они приходят из облака Оорта, но Юпитер смог поймать их и переломить их орбиты так, чтобы они сформировали диск. Эта идея принималась с 1950-х до 1980-х годов. Но оказалось, что Юпитеру сложно схватывать достаточно долгопериодических комет из облака Оорта и делать их короткопериодическими.

Пояс Койпера, который мы знаем, поставляет Солнечной системе короткопериодические системы. И так как пояс гораздо ближе (50 астрономических единиц вместо 50 000 астрономических единиц облака Оорта), мы можем наблюдать за ним, а не просто за предметами, которые залетели в околоземное пространство. Это еще одна причина, по которой пояс Койпера так нашумел среди астрономов.

Пояс Койпера и другие звездные системы

Остаточные диски - это аналоги пояса Койпера, которые находятся вокруг других звезд. Многие звезды того же типа, что и Солнце, имеют диски из пыли, в которых частички пыли в диске не могут жить долго. Мы можем посчитать, как долго существует пыль, и этот срок невелик. Тот факт, что звезда все еще имеет пылевой (или остаточный пылевой) диск, означает, что пыль появляется из какого-то источника. Модель пояса Койпера - это лучший известный нам источник пыли. Одно отличие состоит в том, что большинство остаточных дисков более массивны, чем пояс Койпера. Это сходится с той мыслью, что пояс Койпера был гораздо более массивен, чем он есть сейчас. Если посмотреть на массивные остаточные кольца, можно понять, как выглядела молодая Солнечная система.

Будущие направления исследований

Обнаружение пояса Койпера дало нам лучшее понимание того, как устроена Солнечная система, но мы все еще не можем видеть далекие ее части. Мы не можем наблюдать за облаком Оорта, потому что оно слишком далеко и объекты недостаточно яркие. Даже внешние части пояса Койпера не так просто найти. Мы предполагаем, что пояс Койпера смешивается с облаком Оорта, и хотели бы знать, где и как это происходит. Мы бы хотели измерить орбитальную структуру пояса более детально. Тогда у нас были бы более сильные догадки о происхождении и эволюции Солнечной системы. Например, резонансный захват работает по-разному, если планеты мигрируют медленно и плавно и если они мигрируют быстро и в прыгающем режиме. Измерения орбит объектов пояса Койпера потенциально могут рассказать нам, как мигрировал Нептун, и, возможно, даже как и как долго он это делал. Мы построили модели, которые адаптируются к новым наблюдениям Солнечной системы, но некоторые особенности остаются непонятными. Внешний край классического пояса Койпера - это не природная последовательность предложенных моделей. Будущие наблюдения могут помочь решить эту проблему, но важнее построить новые модели, чтобы улучшить общее понимание устройства Солнечной системы. В конце концов мы бы хотели исследовать пояс Койпера с помощью космического судна. К сожалению, существующие ракетные технологии не готовы к этой задаче. В ближайшие десятилетия прогресс придет из наблюдений с помощью наземных и космических телескопов.