Трансплутоновые планеты (пояс Койпера)

Рефераты по математике » Трансплутоновые планеты (пояс Койпера)

Открытие у Плутона его спутника позволило уточнить массу Плутона и определить суммарную массу системы Плутон-Харон. Она оказалась 1/400 частью массы Земли и объяснять влиянием этой массы все аномалии движения Нептуна оказалось невозможно. Усилились поиски трансплутоновых планет.

В результате этого в начале 1990-х годов с разницей в один год были открыты две малые планеты с диаметрами порядка нескольких сотен километров то есть тела соразмерные крупным астероидам. Первое такое тело обнаружили в конце 1992 г. Д.Джюит и Дж.Луу из Гонолулу. Разумеется это не объяснило особенности движения Нептуна но был открыт второй пояс малых планет - пояс Койпера (назван в честь одного из двух его предсказателей). Он расположен за орбитой Плутона и возможно является поставщиком спутников для внешних планет-гигантов (Уран Нептун). Считается что этот пояс довольно широк но всё-таки в облако Оорта начинённое зародышами комет переходит не постепенно. Удалённость пояса Койпера от Солнца составляет примерно 50 - 100 а.е. а облако Оорта начинается на расстоянии порядка десятков тысяч а.е. [Минипланета нового класса 1998]. Приводились и несколько другие параметры для пояса Койпера: 30 - 130 а.е. но разница не принципиальна [Новый транснептунианский... 1995; Минипланета нового класса 1998].

Со вторым поясом малых планет произошло то же что и с первым: число открытых тел лавинообразно растёт. Уже известно 40 объектов с предполагаемым диаметром от 100 до 200 км. Открыто также тело диаметром 300 км на поверхности которого по данным недавно построенного самого большого в мире Оптического телескопа им. У.М.Кека (Гавайские острова CША) лежат замёрзшие углеводороды: метан этан этилен или ацетилен есть и более сложные молекулы [Объект 1993 SC из пояса Койпера 1998]. Эти углеводороды узнаются по необычайно красноватому цвету небесных тел [Новый транснептунианский объект 1994 TG2 1995]. Слой замёрзшего метана есть также на Плутоне и Тритоне что говорит об их родстве с малыми планетами второго пояса.

С каждым годом возрастает также размер самого большого тела известного в поясе Койпера. "Увеличивается" и удалённость от Солнца. Cороковая планета пояса Койпера (1996TL-66) оказалась в 4 - 6 раз дальше Нептуна и её возможные размеры по одному источнику составляют 500 км или 490 км - по другому [Минипланета нового класса 1998]. Орбита сильно вытянута и планета уходит за пределы пояса Койпера на расстояние до 130 а.е. от Солнца. Существует также объект 1996RQ-20. Он тоже не коренной в поясе Койпера. Видимо это та же сорок первая планета которая в 2 - 3 раза дальше Нептуна и фигурирует в заметке "Пояс Койпера всё "расширяется"" [1997]. Высказывается предположение что эти тела менее стабильны чем "полноправные обитатели" пояса Койпера и легче могут превратиться в кометы то есть между астероидами второго пояса и кометными телами нет чёткой границы.

В 2000 г. группой во главе с Х.Левинсоном (США) открыт объект диаметром порядка 400 км который подходит к Солнцу на 6 6 млрд. км (а не на 4 5 где Нептун) отходит на 58 2 млрд км и делает оборот за 3175 земных лет [Ядро суперкометы... 2001]. Ему дали "имя" Варуна [Сурдин 2002].

Интересно что для пояса Койпера открыты такие же резонансные явления как и для астероидов. Часть открытых тел движется на расстоянии 31 - 36 а.е. от Солнца часть - 40 - 45 а.е. а промежуток между ними или совсем пуст или по крайней мере мало населён. Это связано с гравитационным влиянием Нептуна который выталкивает небесные тела из этого промежутка (см. главу об астероидах) [Новый транснептунианский... 1995].

Для 12 самых маленьких тел в поясе Койпера (из числа открытых) определены периоды их вращения вокруг оси (У.Романишин и С.Теглер США). Как правило они составляют от 6 до 10 4 часов. Для более крупных тел этого пояса получить аналогичную информацию труднее так как они сферичны а потому меньше меняют яркость при вращении [Как вращаются тела в поясе Койпера? 1999].

Что же касается того небесного тела которое искажает орбиту Нептуна то теоретически оно должно быть тёмным (трудно открыть) в несколько раз превосходить размеры Земли (иначе бы не влияло на Нептун) вращаться в несколько раз дальше Нептуна (раза в три). Это тело может оказаться возмутителем спокойствия в кометном мире заставляя кометы в некоторых случаях падать на него в некоторых - покидать пределы Солнечной системы а в некоторых - направлять кометы к центру Солнечной системы то есть к Солнцу и Земле. Таких крупных тел в облаке Оорта может оказаться несколько. Так проще объяснить приход комет из самых разных точек пространства. Кометные зародыши и сами могут во время случайных сближений "портить" друг другу круговые орбиты.

Говоря о поясе Койпера (поясе Эджворса-Койпера) нельзя обойти молчанием проблему скрытого вещества во Вселенной. Большинство тел пояса Койпера пока нам не видны но ясно что их очень много. Обследована ничтожно малая часть неба (сотые доли процента) а уже открыты десятки "жильцов" этого пояса. По подсчётам должны быть десятки тысяч тел такого же размера как открытые (сотни километров) и миллионы тел размером с ядро кометы Галлея (десятки километров). В сумме тела пояса Койпера должны быть в сотни раз массивнее пояса астероидов [Новый транснептунианский... 1995].

Возможно во Вселенной действует закон: чем меньше масса тела тем больше таких тел существует. Не исключено что тела вроде тех какие найдены в поясе Койпера насыщают межзвёздное пространство и даже составляют основную часть массы Галактики [Гончаров 1999]. Мы же живём в исключительной области где вся эта "мелочь" объединилась в большие планеты.