Η μυστηριώδης περιφέρεια του ηλιακού συστήματος

Τα περίχωρα του ηλιακού μας συστήματος μπορούν να συγκριθούν με τους ωκεανούς της γης. Ακριβώς όπως αυτά (σε κοσμική κλίμακα) είναι σχεδόν στα χέρια μας, αλλά είναι δύσκολο για εμάς να τα εξετάσουμε διεξοδικά. Γνωρίζουμε πολλές άλλες πιο απομακρυσμένες περιοχές του διαστήματος καλύτερα από τις περιοχές της ζώνης Kuiper έξω από την τροχιά του Ποσειδώνα και το σύννεφο Oort έξω (1).

Καθετήρας New Horizons είναι ήδη στα μισά του δρόμου μεταξύ του Πλούτωνα και του επόμενου στόχου εξερεύνησής του, του αντικειμένου 2014 έτους₆₉ w Ζώνη Kuiper. Αυτή είναι η περιοχή πέρα ​​από την τροχιά του Ποσειδώνα, που ξεκινά από τις 30 AU. ε. (ή α. ε., που είναι η μέση απόσταση της Γης από τον Ήλιο) και τελειώνει περίπου στο 100 α. ε. από τον Ήλιο.

1. Η ζώνη Kuiper και το σύννεφο Oort

Το μη επανδρωμένο αεροσκάφος New Horizons, το οποίο τράβηξε ιστορικές φωτογραφίες του Πλούτωνα το 2015, απέχει ήδη από αυτό περισσότερα από 782 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Όταν φτάσει στο MU₆₉ (2) θα εγκατασταθεί όπως ορίζεται Άλαν Στερν, επικεφαλής επιστήμονας της αποστολής, το πιο μακρινό ρεκόρ εξερεύνησης της ειρήνης στην ιστορία του ανθρώπινου πολιτισμού.

Πλανητοειδής MU₆₉ είναι ένα τυπικό αντικείμενο της ζώνης Kuiper, που σημαίνει ότι η τροχιά του είναι σχεδόν κυκλική και δεν παραμένει σε τροχιακό συντονισμό με τον τροχιακό του Ποσειδώνα. Το αντικείμενο ανακαλύφθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble τον Ιούνιο του 2014 και επιλέχθηκε ως ένας από τους επόμενους στόχους για την αποστολή New Horizons. Οι ειδικοί πιστεύουν ότι η MU₆₉ λιγότερο από 45 km σε διάμετρο. Ωστόσο, το πιο σημαντικό καθήκον του διαστημικού σκάφους είναι να μελετήσει τη ζώνη Kuiper με περισσότερες λεπτομέρειες. Οι ερευνητές της NASA θέλουν να επιθεωρήσουν περισσότερα από είκοσι αντικείμενα στην περιοχή.

2. Η διαδρομή πτήσης του καθετήρα New Horizons

15 χρόνια ραγδαίας αλλαγής

Ήδη από το 1951 Τζέραρντ Κάιπερ, το όνομα του οποίου είναι το κοντινό όριο του ηλιακού συστήματος (εφεξής Oort Cloud), προέβλεψε ότι οι αστεροειδείς περιφέρονται επίσης έξω από την τροχιά του πιο απομακρυσμένου πλανήτη στο σύστημά μας, δηλαδή του Ποσειδώνα, και του Πλούτωνα πίσω από αυτόν. Το πρώτο, ονομάστηκε 1992 KV1Ωστόσο, ανακαλύφθηκε μόλις το 1992. Το τυπικό μέγεθος των πλανητών νάνων και των αστεροειδών της ζώνης Kuiper δεν ξεπερνά τις μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα. Υπολογίζεται ότι ο αριθμός των αντικειμένων της ζώνης Kuiper με διάμετρο μεγαλύτερη από 100 km φθάνει σε αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες.

Το Νέφος Oort, το οποίο εκτείνεται πέρα ​​από τη Ζώνη Kuiper, σχηματίστηκε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια όταν ένα καταρρέον σύννεφο αερίου και σκόνης σχημάτισε τον Ήλιο και τους πλανήτες που περιφέρονται γύρω του. Τα υπολείμματα της αχρησιμοποίητης ύλης πετάχτηκαν τότε πολύ πέρα ​​από τις τροχιές των πιο μακρινών πλανητών. Ένα σύννεφο μπορεί να αποτελείται από δισεκατομμύρια μικροσκοπικά σώματα διάσπαρτα γύρω από τον ήλιο. Η ακτίνα του φτάνει ακόμη και τις εκατοντάδες χιλιάδες αστρονομικές μονάδες και η συνολική του μάζα μπορεί να είναι περίπου 10-40 φορές τη μάζα της Γης. Η ύπαρξη ενός τέτοιου νέφους ύλης είχε προβλεφθεί το 1950 από τον Ολλανδό αστρονόμο Jan H. Oort. Υπάρχει η υποψία ότι οι βαρυτικές επιδράσεις των κοντινών αστεριών κατά καιρούς σπρώχνουν μεμονωμένα αντικείμενα του νέφους Oort στην περιοχή μας, δημιουργώντας από αυτούς κομήτες μεγάλης διάρκειας ζωής.

Πριν από δεκαπέντε χρόνια, τον Σεπτέμβριο του 2002, ανακαλύφθηκε το μεγαλύτερο σώμα στο ηλιακό σύστημα από την ανακάλυψη του Πλούτωνα το 1930, εγκαινιάζοντας μια νέα εποχή ανακάλυψης και ταχείας αλλαγής στην εικόνα της περιφέρειας του ηλιακού συστήματος. Αποδείχθηκε ότι ένα άγνωστο αντικείμενο περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο κάθε 288 χρόνια σε απόσταση 6 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων, που είναι περισσότερο από σαράντα φορές την απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου (ο Πλούτωνας και ο Ποσειδώνας απέχουν μόλις 4,5 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα). Οι ανακαλύψεις του, αστρονόμοι του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, το ονόμασαν Κουαοάρα. Σύμφωνα με πρώιμους υπολογισμούς, θα έπρεπε να είχε διάμετρο 1250 km, δηλαδή περισσότερο από το ήμισυ της διαμέτρου του Πλούτωνα (2300 km). Τα νέα τραπεζογραμμάτια άλλαξαν αυτό το μέγεθος σε 844,4 km.

Τον Νοέμβριο του 2003, το αντικείμενο ανακαλύφθηκε 2003 WB 12, που ονομάστηκε αργότερα Σημείο, για λογαριασμό της θεάς των Εσκιμώων που είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία θαλάσσιων ζώων. Η ουσία τυπικά δεν ανήκει στη ζώνη του Κάιπερ, αλλά τάξη ETNO - δηλαδή κάτι μεταξύ της ζώνης Kuiper και του Oort Cloud. Από τότε, οι γνώσεις μας για αυτήν την περιοχή άρχισαν να αυξάνονται μαζί με τις ανακαλύψεις άλλων αντικειμένων, μεταξύ των οποίων μπορούμε να αναφέρουμε, για παράδειγμα, Μακάκε, Haume ή Έρις. Ταυτόχρονα άρχισαν να δημιουργούνται νέα ερωτήματα. Ακόμη και ο βαθμός του Πλούτωνα. Τελικά, όπως γνωρίζετε, αποκλείστηκε από την ελίτ ομάδα των πλανητών.

Οι αστρονόμοι συνεχίζουν να ανακαλύπτουν νέα οριακά αντικείμενα (3). Ένα από τα νεότερα είναι νάνος πλανήτης Dee Dee. Βρίσκεται 137 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη. Περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε 1100 χρόνια. Η θερμοκρασία στην επιφάνειά του φτάνει τους -243°C. Ανακαλύφθηκε χάρη στο τηλεσκόπιο ALMA. Το όνομά του είναι σύντομο για το "Distant Dwarf".

3. Υπερ-Ποσειδώνια αντικείμενα

Η απειλή φάντασμα

Στις αρχές του 2016, αναφέραμε στο MT ότι είχαμε λάβει έμμεσες αποδείξεις για την ύπαρξη ενός ένατου ακόμα άγνωστου πλανήτη στο ηλιακό σύστημα (4). Αργότερα, επιστήμονες στο σουηδικό Πανεπιστήμιο του Λουντ είπαν ότι δεν σχηματίστηκε στο ηλιακό σύστημα, αλλά ήταν ένας εξωπλανήτης που καταλήφθηκε από τον Ήλιο. Μοντελοποίηση υπολογιστή Alexandra Mustilla και οι συνάδελφοί του προτείνουν ότι ο νεαρός ήλιος το «έκλεψε» από ένα άλλο αστέρι. Αυτό θα μπορούσε να είχε συμβεί όταν τα δύο αστέρια πλησίασαν ο ένας τον άλλον. Τότε ο ένατος πλανήτης πετάχτηκε από την τροχιά του από άλλους πλανήτες και απέκτησε νέα τροχιά, πολύ μακριά από το μητρικό του άστρο. Αργότερα, τα δύο αστέρια ήταν για άλλη μια φορά πολύ μακριά, αλλά το αντικείμενο παρέμεινε σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο.

Οι επιστήμονες από το Παρατηρητήριο Lund πιστεύουν ότι η υπόθεσή τους είναι η πιο πιθανή από όλες, επειδή δεν υπάρχει καλύτερη εξήγηση για αυτό που συμβαίνει, συμπεριλαμβανομένων των ανωμαλιών στις τροχιές των αντικειμένων που περιστρέφονται γύρω από τη ζώνη Kuiper. Κάπου εκεί έξω, ένας μυστηριώδης υποθετικός πλανήτης κρυβόταν από τα μάτια μας.

δυνατός λόγος Κωνσταντίνα Μπατυγίνα i Μάικ Μπράουν από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, το οποίο ανακοίνωσε τον Ιανουάριο του 2016 ότι είχε βρει έναν άλλο πλανήτη πολύ πέρα ​​από την τροχιά του Πλούτωνα, έκανε τους επιστήμονες να μιλήσουν για αυτό σαν να ήξεραν ήδη ότι ένα άλλο μεγάλο ουράνιο σώμα περιφερόταν κάπου στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος . . Θα είναι ελαφρώς μικρότερο από τον Ποσειδώνα και θα περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο σε ελλειπτική τροχιά για τουλάχιστον 15 20-4,5. χρόνια. Οι Batygin και Brown ισχυρίζονται ότι αυτός ο πλανήτης εκτινάχθηκε στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος, πιθανώς κατά την πρώιμη περίοδο της ανάπτυξής του, περίπου XNUMX δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Η ομάδα του Μπράουν έθεσε το θέμα της δυσκολίας στην εξήγηση της ύπαρξης του λεγόμενου Κάιπερ Κλιφ, δηλαδή ένα είδος κενού στη ζώνη των αστεροειδών του Ποσειδώνα. Αυτό εξηγείται εύκολα από τη βαρύτητα ενός άγνωστου τεράστιου αντικειμένου. Οι επιστήμονες επεσήμαναν επίσης το συνηθισμένο στατιστικό ότι για χιλιάδες θραύσματα βράχου στο Νέφος του Oort και στη Ζώνη Kuiper, θα πρέπει να υπάρχουν εκατοντάδες αστεροειδείς μήκους πολλών χιλιομέτρων και πιθανώς ένας ή περισσότεροι μεγάλοι πλανήτες.

4. Μία από τις οπτικές φαντασιώσεις για τον πλανήτη Χ.

Στις αρχές του 2015, η NASA δημοσίευσε παρατηρήσεις από το Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. Έδειξαν ότι στο διάστημα σε απόσταση έως και 10 χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από ό,τι από τον Ήλιο στη Γη, δεν ήταν δυνατό να βρεθεί ο Πλανήτης X. Ωστόσο, το WISE είναι σε θέση να ανιχνεύσει αντικείμενα τόσο μεγάλα όσο ο Κρόνος και επομένως ένα ουράνιο σώμα στο μέγεθος του Ποσειδώνα θα μπορούσε να διαφύγει της προσοχής του. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες συνεχίζουν επίσης την αναζήτησή τους με το τηλεσκόπιο Keck XNUMX μέτρων στη Χαβάη. Μέχρι στιγμής χωρίς αποτέλεσμα.

Είναι αδύνατο να μην αναφέρουμε την έννοια της παρατήρησης του μυστηριώδους «άτυχου» αστέρα, του καφέ νάνου – που θα έκανε το ηλιακό σύστημα δυαδικό σύστημα. Περίπου τα μισά από τα αστέρια που είναι ορατά στον ουρανό είναι συστήματα που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα στοιχεία. Το δυαδικό μας σύστημα θα μπορούσε να σχηματίσει έναν κίτρινο νάνο (τον Ήλιο) μαζί με έναν μικρότερο και πολύ πιο ψυχρό καφέ νάνο. Ωστόσο, αυτή η υπόθεση φαίνεται απίθανη προς το παρόν. Ακόμα κι αν η θερμοκρασία της επιφάνειας ενός καφέ νάνου ήταν μόνο μερικές εκατοντάδες βαθμούς, ο εξοπλισμός μας θα μπορούσε να την ανιχνεύσει. Το Παρατηρητήριο Gemini, το τηλεσκόπιο Spitzer και το WISE έχουν ήδη διαπιστώσει την ύπαρξη περισσότερων από δέκα τέτοιων αντικειμένων σε αποστάσεις έως και εκατό έτη φωτός. Έτσι, αν ο δορυφόρος του ήλιου είναι πραγματικά κάπου εκεί έξω, θα έπρεπε να το είχαμε προσέξει εδώ και πολύ καιρό.

Ή μήπως ο πλανήτης ήταν, αλλά δεν υπάρχει πια; Αμερικανός αστρονόμος στο Southwestern Research Institute στο Boulder, Colorado (SwRI), Ντέιβιντ Νεσβόρνι, σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science, αποδεικνύει ότι η παρουσία του λεγόμενου όρχεως στη ζώνη Kuiper αποτύπωμα του πέμπτου γίγαντα αερίουπου βρισκόταν εκεί στην αρχή του σχηματισμού του ηλιακού συστήματος. Η παρουσία πολλών κομματιών πάγου σε αυτή την περιοχή θα έδειχνε την ύπαρξη ενός πλανήτη στο μέγεθος του Ποσειδώνα.

Οι επιστήμονες αναφέρονται στον πυρήνα της ζώνης Kuiper ως ένα σύνολο χιλιάδων υπερ-Ποσειδώνιων αντικειμένων με παρόμοιες τροχιές. Ο Nesvorny χρησιμοποίησε προσομοιώσεις υπολογιστή για να μοντελοποιήσει την κίνηση αυτού του «πυρήνα» τα τελευταία 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Στο έργο του, χρησιμοποίησε το λεγόμενο μοντέλο της Νίκαιας, το οποίο περιγράφει τις αρχές της πλανητικής μετανάστευσης κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του ηλιακού συστήματος.

Κατά τη διάρκεια της μετανάστευσης, ο Ποσειδώνας, που βρίσκεται σε απόσταση 4,2 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο, μετατόπισε ξαφνικά 7,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Οι αστρονόμοι δεν ξέρουν γιατί συνέβη αυτό. Η βαρυτική επιρροή άλλων αέριων γιγάντων, κυρίως του Ουρανού ή του Κρόνου, έχει προταθεί, αλλά τίποτα δεν είναι γνωστό για τυχόν βαρυτικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ αυτών των πλανητών. Σύμφωνα με τον Nesvorny, ο Ποσειδώνας πρέπει να παρέμεινε σε μια βαρυτική σχέση με κάποιον επιπλέον παγωμένο πλανήτη, ο οποίος αναγκάστηκε να βγει από την τροχιά του προς τη Ζώνη Kuiper κατά τη διάρκεια της μετανάστευσης. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ο πλανήτης διαλύθηκε και δημιούργησε χιλιάδες τεράστια παγωμένα αντικείμενα γνωστά τώρα ως πυρήνας του ή trans-Neptunians.

Οι ανιχνευτές της σειράς Voyager και Pioneer, λίγα χρόνια μετά την εκτόξευση, έγιναν τα πρώτα επίγεια οχήματα που διέσχισαν την τροχιά του Ποσειδώνα. Οι αποστολές αποκάλυψαν τον πλούτο της μακρινής Ζώνης Kuiper, αναζωογονώντας μια πληθώρα συζητήσεων σχετικά με την προέλευση και τη δομή του ηλιακού συστήματος που αποδεικνύεται ότι είναι πολύ πέρα ​​από τις υποθέσεις κανενός. Κανένας από τους ανιχνευτές δεν χτύπησε τον νέο πλανήτη, αλλά οι διαφυγόντες Pioneer 10 και 11 πήραν μια απροσδόκητη διαδρομή πτήσης που φάνηκε στη δεκαετία του 80. Και ξανά προέκυψαν ερωτήματα σχετικά με τη βαρυτική πηγή των παρατηρούμενων εκτροπών, η οποία πιθανότατα κρύβεται στην περιφέρεια του ηλιακού συστήματος...