На Эриде — крупнейшей карликовой планете (она на 27% тяжелее Плутона и немного больше его по диаметру) — происходят процессы, пока не поддающиеся объяснениям. Ее поверхность, согласно последним данным, покрыта слоем смеси твердого азота и метана. Наблюдения, проведенные в 2007 г. на 6,5-метровом многозеркальном телескопе обсерватории Уиппла (Multiple Mirror Telescope, Fred Lawrence Whipple Observatory в штате Аризона, свидетельствуют о том, что с увеличением глубины концентрация азота должна возрастать. Однако измерения, сделанные двумя годами ранее при помощи 4,5-метрового телескопа Гершеля (William Herschel Telescope), расположенном на Канарских островах, показали, что в то время ситуация была обратной: у поверхности азота было больше, чем в глубине.
Эти изменения были бы вполне естественным, если бы Эрида находилась вблизи перигелия (ближайшей к Солнцу точки своей орбиты). Солнечные лучи нагревали бы ее поверхность и вызывали испарение замерших газов, причем азот — как более летучий — испарялся бы первым. Но сейчас расстояние между карликовой планетой и Солнцем близко к максимально возможному (около 100 а. е. или 15 млрд. км), поэтому подобные глобальные события на ней в настоящее время маловероятны.
Другим их объяснением могут быть криовулканические процессы; сопровождающиеся выделением из недр больших объемов газообразного метана. Нечто подобное наблюдал космический аппарат Voyager 2 на Тритоне (спутнике Нептуна), но там криовулканы «снабжает» энергией приливное действие массивной планеты.
Эрида, обнаруженная еще в 2003 г. (правда, официальное сообщение об этом было сделано лишь в 2005 г.), относится к классу так называемых плутоидов — достаточно крупных объектов Солнечной системы, орбиты которых в основном располагаются за орбитой Нептуна. «Родоначальником» этого класса небесных тел является Плутон, открытый в 1930 г. и вплоть до 2006 г. считавшийся «полноценной» планетой. В июле 2015 г с ним сблизится американский зонд New Horizons.
С момента открытия Урана астрономы предполагали, что его орбита находится под сильным влиянием какого-то космического тела. В результате был открыт Нептун. Но выполненные расчеты продемонстрировали, что только его воздействия недостаточно для обычных орбитальных параметров планет. В 1930 г. Клайд Томбо открыл Плутон, и, казалось, на истории можно было поставить точку. Но многие астрономы утверждали, что не на все вопросы найдены ответы. Так возникла легенда о «планете X», планете-фантоме, находящейся за орбитой Плутона и оказывающей сильное гравитационное воздействие на движения планет. Несмотря на предпринятые усилия, она так и не была найдена.
Предположения, нашедшие подтверждение
Далее события развивались следующим образом: Кеннет Е. Эджворт(ирландскийастроном)и Джеральд П. Койпер (астроном, голландец по происхождению) в 1949 г. и, соответственно, в 1951 г. независимо друг от друга занимались изучением туманности, из которой возникла Солнечная система.
Считается, что паша Солнечная система возникла из туманности. Ученым показалось странным, что туманность очень резко заканчивается где-то в районе орбиты Нептуна. Они высказали предположение о существовании целой совокупности твердых небесных тел средних и малых размеров, располагающихся в этой части Солнечной системы. Гипотезы так и остались гипотезами, поскольку техника была несовершенна. Но за последние годы было найдено множество объектов, подтверждающих предположения Эджворга и Койпера.
Миллионы небесных тел
Считается, что полоса Эджворта-Койпера имеет сплющенную форму и находится на расстоянии от 30 до 100 а.е. от Солнца. В ее состав на расстоянии 30-50 а.е. входят 70 тыс. небесных тел, причем их размеры превышают 10 км. Имеется большая вероятность существования и других объектов в более далеких областях, недоступных для наблюдения. Не исключено, что внутри полосы вращаются еще около 10 миллионов космических тел размером больше 10 км и 10 миллиардов тел больше 1 км.
Иногда орбита какого-нибудь из этих объектов поддается гравитационному воздействию планет-гигантов. В этой ситуации орбита может пересекаться с орбитой Нептуна. Из-за контакта с Нетуном небесное тело иногда устремляется за пределы Солнечной системы. Очень редко небесное тело из полосы Эджворта-Койиера может выйти па орбиту, которая приблизит его к планетам-гигантам или планетам земной группы. Небесные тела полосы Эджворта-Койпера (в последнее время их называют Кентавры) могут дать интересную информацию об условиях, существовавших па заре эволюции Солнечной системы. Койпер высказал предположение о том, что Кентавры могут представлять собой ядра короткопериодических комет.
Первый среди Кентавров
Хирон — длинный и самых крупный среди небесных Кентавров. Это небесное тело носит имя самого мудрого среди мифологических Keнтавров - полулюдей-полуконей. Хирон впервые был зафиксирован на фотопластинке в 1977 г. во время работ по изучению астероидов. Были определены его размеры: 160-200 км. Выяснилось, что сто расстояние до Солнца в разных точках орбиты неодинаково, в афелии - 18,9 а.е., а в перигелии - 8,42 а.е. Период обращения составляет 50 лет. Это небесное тело было причислено к астероидам и получило название «2060 Хирон». Но его история только начиналась. В 1988 г. при сравнении новых данных со старыми ученые обнаружили, что яркость Хиропа возросла вдвое.
Подобное явление не характерно для астероидов. Новые наблюдения подтвердили, что есть общие черты, объединяющие Хирон с кометами. Во всяком случае был замечен (хотя видимость составляла желать лучшего) хвост, правда совсем маленький. Учитывая размеры Хирона, его можно рассматривать как небесное тело кометного чипа с необычными для кометы габаритами. Кометы по фактору 10 имеют меньшие размеры. Возникли некоторые колебания, к какому разряду отнести Хирон. Выло предложено обозначить его P/Chirone, так фиксировали кометы. В настоящее время насчитывается около 10 подобных небесных тел.
Еще, казалось бы, недавно астрономы были почти уверены в том, что объектов крупнее Плутона на околосолнечных орбитах больше не найдут. И вот — в том же месяце, когда об этих догадках написал наш журнал, их успешно опровергла группа астрономов, работающая на одном из телескопов Gemini, расположенном на Гавайских островах. По мере изучения новонайденного объекта, получившего индекс 2003 UB313, становилось понятным, что он не только втрое дальше от Солнца, чем Плутон, но и почти в полтора раза больше него, а потому, несомненно, достоин звания планеты. Правда, если предположить, что поверхность объекта обладает совершенно нереальной 100%-й отражательной способностью, можно получить значение диаметра, близкое к плутоновскому, что формально давало повод 2003 UB313 планетой не считать. Но наблюдательная астрономия опять преподнесла ученым сюрприз.
Группа ученых, возглавляемая Аланом Штерном, опубликовала новые результаты своих исследований, в соответствии с которыми можно сделать вывод, что два вновь открытых малых спутника Плутона и его больший спутник Харон образовались в результате одного мощного столкновения планеты с другим крупным объектом пояса Койпера. Ученые также предполагают, что вокруг Плутона должно было сформироваться кольцо, состоящее из множества мелких осколков катастрофы. Если эта гипотеза подтвердится, мы получим первый известный случай существования кольца вокруг каменистой планеты (или планетоида, или объекта пояса Койпера — ученые до сих пор окончательно не определили статус этого небесного тела). К настоящему времени кольца обнаружены у всех четырех газовых гигантов Солнечной системы.
В основу рассматриваемого сценария положен тот факт, что малые спутники обращаются вокруг Плутона по почти круговым орбитам в той же плоскости, что и Харон. Дальнейшие исследования параметров движения членов плутоновской семьи позволят уточнить компьютерные модели, иллюстрирующие процессы столкновений.
Подобные катастрофы были нередки в период молодости нашей планетной системы. Результатом подобного события, в соответствии с распространенной теорией, явилось образование Луны.
Существенный толчок в развитии этой космогонической модели должны дать результаты посещения Плутона космическим аппаратом New Horizons3 в середине июля 2015 г. Сейчас аппарат движется к Юпитеру, с использованием гравитационного поля которого в конце февраля 2007 г. он перейдет на траекторию встречи с Плутоном. Далее, как мы уже сообщали, зонд углубится в пояс Койпера для встречи с другим его объектом (или объектами). Кстати, ученые предполагают, что в этой отдаленной области существует множество двойных, тройных и т.д. астероидов, образовавшихся именно в результате столкновений. Будем ждать новых результатов.
Плутон известен как двойной объект с 1978 года. Ученые предполагали, что в Поясе Койпера должны существовать другие двойные объекты (бинары). И вот, в 1998 году был обнаружен бинар 1998 WW31, компоненты которого вращаются вокруг общего центра масс. В результате последующих наблюдений был найден ряд подобных объектов. Элементы их орбит пока слабо изучены, требуются дополнительные наблюдения. Какие механизмы их образования? Гравитационный захват одного тела другим очень маловероятен — слишком маленькие массы и высокие скорости относительного движения. Образование связанной пары предполагает их столкновение, при котором поглотится часть кинетической энергии взаимного движения объектов. Если тела после столкновения обладают скоростями, недостаточными для преодоления сил взаимного притяжения, то образовывается пара. При этом мелкие осколки, возникающие в результате столкновения и имеющие небольшие скорости, выпадают на поверхности компонентов пары. Осколки с большими скоростями покидают пару. Если при столкновении объектов не поглотится достаточное количество энергии — они, потеряв часть энергии, не смогут стать связанными. При очень больших взаимных скоростях движения столкновение объектов приводит к их разрушению. Проблема заключается в том, что столкновения объектов с размерами 100 км (типичный размер бинаров) очень редки. Поэтому логично предположить, что двойные пары образовывались на ранней стадии формирования Пояса Койпера, когда плотность тел в нем была значительно выше, либо существовали неоднородности с повышенной концентрацией объектов. Ученые предполагают, что объекты в Поясе Койпера могут формировать группы с большим количеством компонентов.
Блог материалов
