Ученые, изучающие транснептуновые объекты с помощью телескопа Subaru, открыли далеко за пределами орбиты Нептуна новую группу объектов. Похоже, что речь идет о втором поясе Койпера, значительно более удаленном от Солнца, чем первый. Это увеличивает размеры нашей звездной системы и помогает решить старое противоречие.
Поиск объектов с помощью телескопа на Гавайях
Совершенно новую группу застывших объектов, вращающихся вокруг Солнца за пределами далекого пояса Койпера, заметил телескоп Subaru, работающий с миссией NASA New Horizones над поиском новых объектов для исследования космического аппарата.
«Если все подтвердится, это станет большим открытием», — сказал Фуми Йошида из Университета наук о гигиене труда и окружающей среды и Исследовательского центра планетарных исследований при Технологическом институте Чиба в своем заявлении.
Subaru, 8-метровый (26-футовый) телескоп на вершине Мауна-Кеа на Гавайях, сотрудничает с New Horizons с момента его запуска в 2006 году к Плутону, который космический аппарат пролетел в 2015-м. С тех пор этот аппарат прокладывает путь через пояс Койпера — кольцевидную область ледяных кометных тел за орбитой Нептуна на расстоянии от 33 до 55 астрономических единиц (а.е.). Астрономическая единица эквивалентна среднему расстоянию Земли от Солнца, которое составляет 149,6 млн км.
Когда Subaru в 2004 году начал искать объекты пояса Койпера как потенциальные цели для New Horizons, которые можно было бы посетить с близкого расстояния или наблюдать с помощью камер на расстоянии после встречи с Плутоном, телескоп столкнулся с проблемой. В то время Плутон и область внешней Солнечной системы, к которой направлялся New Horizons, находились в созвездии Стрельца, где на фоне плотного центра Млечного Пути трудно выделить объекты пояса Койпера из всех фоновых звезд.
В то время Subaru идентифицировал лишь 24 объекта пояса Койпера, и все они были слишком далеко, чтобы New Horizons смог добраться до них или разглядеть их с помощью камер после того, как покинул Плутон.
Однако сейчас Плутон и вся эта часть Солнечной системы отошли от Млечного Пути в более разреженную область ночного неба. С помощью камеры Hyper Suprime-Cam (HSC) компания Subaru открыла 239 объектов пояса Койпера с 2020 года. Большинство из них являются обычными, но некоторые выглядят действительно особенными.
Объекты за пределами пояса Койпера
Наиболее увлекательной частью HSC было открытие 11 объектов на расстояниях за пределами известного пояса Койпера. Эта новая группа объектов не является простым продолжением пояса Койпера. Между 55 и 70 а.е. существует промежуток, где еще не найдено ни одного объекта, а затем второй пояс — назовем его «пояс Койпера-2» — между 70 и 90 а.е., который находится на расстоянии 13,5 млрд км от Солнца. Для сравнения, Нептун расположен на расстоянии 30 а.е., а New Horizons — 60 а.е. от Солнца, тогда как зонды NASA Voyager-1 и Voyager-2 — на расстоянии 164,7 и 137,6 а.е. от Солнца соответственно — в межзвездном пространстве.
Архитектура Солнечной системы, включая пояс астероидов и пояс Койпера, была определена процессами, сформировавшими планеты, в том числе тем, как молодой Юпитер мигрировал через систему, разбрасывая меньшие тела далеко и широко.
«Думаю, что открытие дальних объектов и определение их орбитального распределения является важным шагом к пониманию истории формирования Солнечной системы, сравнению ее с экзопланетными системами и пониманию универсального планетообразования», — сказал Йошида.
Новые данные по поясу Койпера в Солнечной системе
Открытие этой новой популяции тел не является неожиданностью. Прибор Student Dust Counter на борту New Horizons продолжает фиксировать столкновение с пылевыми частицами, хотя частота столкновений должна уменьшаться, когда New Horizons покидает пояс Койпера. Постоянное присутствие пыли свидетельствует о том, что она производится популяцией находящихся дальше тел. Кроме того, этот аппарат стал свидетелем непонятных звездных затмений — когда объект проходит перед далекой звездой и на короткое время блокирует ее свет, — которые могут быть продуктом объектов в этом недавно открытом, более отдаленном «поясе Койпера-2».
Кроме того, наблюдения протопланетных дисков вокруг других звезд, таких как те, которые видит ALMA (Атакамский большой миллиметровый / субмиллиметровый телескоп в Чили), четко показывают протяженные области и многочисленные пояса и пробелы в регионе за пределами пояса Койпера в нашей Солнечной системе.
Поскольку пояс Койпера казался маленьким, одна из теорий заключалась в том, что солнечная туманность, сформировавшая нашу планетную систему, также была меньше обычного. Открытие «пояса Койпера-2» свидетельствует о том, что это не обязательно было так.
«Изначальная солнечная туманность была намного больше, чем считалось ранее, и это может иметь последствия для изучения процесса формирования планет в нашей Солнечной системе», — сказал Йошида.
Революционное открытие для астрономии
Астрономы продолжат использовать Subaru для отслеживания 11 объектов в новом поясе, чтобы лучше определить их орбиты. Учитывая, что они были найдены в небольшой области космоса, они, по всей вероятности, являются лишь верхушкой айсберга и намекают на гораздо большую популяцию. Их открытие является еще одним доказательством того, что в экстремальных глубинах внешней Солнечной системы еще многое предстоит открыть, в том числе возможность существования большего количества карликовых планет и даже гипотетической девятой планеты.
«Это революционное открытие, открывающее что-то неожиданное, новое и захватывающее в отдаленных уголках Солнечной системы, — сказал Алан Стерн, главный исследователь миссии New Horizons. — Вероятно, это было бы невозможно без помощи мирового класса обсерватории Subaru».
Результаты исследования будут опубликованы в журнале Planetary Science Journal, а пока они доступны в виде препринта.
По материалам phys.org
