Науковці, що вивчають транснептунові об’єкти за допомогою телескопа Subaru, відкрили далеко за межами орбіти Нептуна нову групу об’єктів. Схоже, що йдеться про другий пояс Койпера, значно віддаленіший від Сонця, ніж перший. Це збільшує розміри нашої зоряної системи та допомагає розв’язати стару суперечність.
Пошук об’єктів за допомогою телескопа на Гаваях
Абсолютно нову групу застиглих об’єктів, що обертаються навколо Сонця за межами далекого поясу Койпера, помітив телескоп Subaru, який працює з місією NASA New Horizones над пошуком нових об’єктів для дослідження космічного апарата.
«Якщо все підтвердиться, це стане великим відкриттям», — сказав Фумі Йошида з Університету наук про гігієну праці та навколишнього середовища і Дослідницького центру планетарних досліджень при Технологічному інституті Чиба у своїй заяві.
Subaru, 8-метровий (26-футовий) телескоп на вершині Мауна-Кеа на Гаваях, співпрацює з New Horizons з моменту його запуску в 2006 році до Плутона, який космічний апарат пролетів у 2015-му. Відтоді цей апарат прокладає шлях через пояс Койпера — кільцеподібну область крижаних кометних тіл за орбітою Нептуна на відстані від 33 до 55 астрономічних одиниць (а.о.). Астрономічна одиниця еквівалентна середній відстані Землі від Сонця, яка становить 149,6 млн км.
Коли Subaru у 2004 році почав шукати об’єкти поясу Койпера як потенційні цілі для New Horizons, які можна було б відвідати зблизька або спостерігати за допомогою камер на відстані після зустрічі з Плутоном, телескоп зіткнувся з проблемою. У той час Плутон і область зовнішньої Сонячної системи, до якої прямував New Horizons, перебували в сузір’ї Стрільця, де на тлі щільного центру Чумацького Шляху важко виокремити об’єкти поясу Койпера з-поміж усіх фонових світил.
На той час Subaru ідентифікував лише 24 об’єкти поясу Койпера, і всі вони були надто далеко, щоб New Horizons зміг дістатися до них або розгледіти їх за допомогою камер після того, як покинув Плутон.
Однак зараз Плутон й уся ця частина Сонячної системи відійшли від Чумацького Шляху в більш розріджену область нічного неба. За допомогою камери Hyper Suprime-Cam (HSC) компанія Subaru відкрила 239 об’єктів поясу Койпера з 2020 року. Більшість із них є звичайними, але деякі здаються справді особливими.
Об’єкти за межами поясу Койпера
Найбільш захопливою частиною HSC було відкриття 11 об’єктів на відстанях за межами відомого поясу Койпера. Ця нова група об’єктів не є простим продовженням поясу Койпера. Між 55 і 70 а.о. існує проміжок, де ще не знайдено жодного об’єкта, а потім другий пояс — назвемо його «пояс Койпера-2» — між 70 і 90 а.о., який розташований на відстані 13,5 млрд км від Сонця. Для порівняння, Нептун перебуває на відстані 30 а.о., а New Horizons — 60 а.о. від Сонця, тоді як зонди NASA Voyager-1 і Voyager-2 — на відстані 164,7 і 137,6 а.о. від Сонця відповідно — у міжзоряному просторі.
Архітектура Сонячної системи, включаючи пояс астероїдів і пояс Койпера, була визначена процесами, які сформували планети, в тому числі тим, як молодий Юпітер мігрував через систему, розкидаючи менші тіла далеко і широко.
«Гадаю, що відкриття далеких об’єктів і визначення їхнього орбітального розподілу є важливим кроком до розуміння історії формування Сонячної системи, порівняння її з екзопланетними системами й розуміння універсального планетоутворення», — сказав Йошида.
Нові дані щодо поясу Койпера у Сонячній системі
Відкриття цієї нової популяції тіл не є несподіванкою. Прилад Student Dust Counter на борту New Horizons продовжує фіксувати зіткнення з пиловими частинками, хоча частота зіткнень має зменшуватися, коли New Horizons залишає пояс Койпера. Постійна присутність пилу свідчить про те, що він виробляється популяцією тіл, які перебувають далі. Крім того, цей апарат став свідком незрозумілих зоряних затемнень — коли об’єкт проходить перед далекою зорею і на короткий час блокує її світло, — які можуть бути продуктом об’єктів у цьому нещодавно відкритому, більш віддаленому «поясі Койпера-2».
Спостереження протопланетних дисків навколо інших зір, такі як ті, що їх бачить ALMA (Атакамський великий міліметровий / субміліметровий телескоп у Чилі), чітко показують протяжні області й численні пояси та прогалини в регіоні за межами пояса Койпера в нашій Сонячній системі.
Оскільки пояс Койпера здавався маленьким, одна з теорій полягала в тому, що сонячна туманність, яка сформувала нашу планетну систему, також була меншою, ніж зазвичай. Відкриття «поясу Койпера-2» свідчить про те, що це не обов’язково було так.
«Первісна сонячна туманність була набагато більшою, ніж вважалося раніше, і це може мати наслідки для вивчення процесу формування планет у нашій Сонячній системі», — сказав Йошида.
Революційне відкриття для астрономії
Астрономи продовжать використовувати Subaru для відстеження 11 об’єктів у цьому новому поясі, щоб краще визначити їхні орбіти. Враховуючи, що вони були знайдені в невеликій області космосу, вони, ймовірно, є лише верхівкою айсберга і натякають на набагато більшу популяцію. Їхнє відкриття є ще одним доказом того, що в екстремальних глибинах зовнішньої Сонячної системи ще багато чого належить відкрити, в тому числі можливість існування більшої кількості карликових планет і навіть гіпотетичної дев’ятої планети.
«Це революційне відкриття, яке відкриває щось несподіване, нове і захопливе у віддалених куточках Сонячної системи, — сказав Алан Стерн, головний дослідник місії New Horizons. — Ймовірно, це було б неможливим без допомоги світового класу обсерваторії Subaru».
Результати дослідження будуть опубліковані в журналі Planetary Science Journal, а зараз вони доступні у вигляді препринта.
За матеріалами phys.org
