Пояс Койпера

Решающий прорыв произошел в 1992 году, когда американские астрономы Давид Джуитт и Джейн Лу, работающие в обсерватории на Гавайских островах в Мауна-Кеа, обнаружили первый медленно движущийся малый космический объект и по его собственному движению доказали, что он принадлежит поясу Койпера. За этим открытием последовали новые обнаружения объектов пояса Койпера. В результате успешной работы астрономов в обсерваториях Мауна-Кеа и Сьерра-Тололо в Чили (Межамериканская астрономическая обсерватория IAO), полное количество планетозималей в настоящее время превышает 40.

Д. Джуитт и Дж. Лу в обсерватории Мауна-Кеа на телескопе с диаметром зеркала 2,2 м зафиксировали собственное движение одного из первых объектов в течение 4,6 часа. Видимая звездная величина этого объекта в полосе R (эффективная длина волны l = 0,7 мкм) составляла 21,7. Его гелиоцентрическое расстояние в момент наблюдения равнялось 34,5 а.е.

Дальнейшие наблюдения показали, что объекты пояса Койпера представляют собой довольно крупные тела диаметром 200-300 км, напоминающие астероиды, причем наиболее крупные из них (кентавры) проявляют признаки кометной активности. Это означает, что физические свойства транснептуновых тел могут заметно отличаться от свойств астероидов Главного пояса. Более того, не исключается и эволюционная связь транснептуновых объектов с другими известными объектами Солнечной системы. В настоящее время считается, что пояс Койпера является источником короткопериодических комет.

Анализ открытых тел, а также объектов популяции кентавров, позволил установить основные параметры пояса Койпера. Видимая ширина этого пояса представляется величиной ~10. Однако после коррекции наблюдательной селекции его истинная ширина оценивается в 30 по отношению к плоскости эклиптики. Общее число объектов с размерами >100 км оценивается как N ~ 106. Эта оценка относится к области между 30 и 50 а.е. Любопытно, что таких крупных астероидов в Главном астероидном поясе намного меньше. Их количество оценивается как N ~ 230.

Однако остается открытым вопрос о количестве типичных астероидов с размерами 1-10 км в поясе Койпера. Эту проблему попыталась решить группа астрономов во главе с Анитой Кохран с помощью специальной программы наблюдений на Космическом телескопе им. Э. Хаббла. Естественно невозможно зарегистрировать такие малые космические тела непосредственно. Поэтому группа Аниты Кохран использовала статистический подход. Изучая распределение шумовых сигналов, они обнаружили усиление шума в направлении на пояс Койпера. Этот факт они интерпретировали как результат наличия в поясе Койпера большого количества малых тел диаметром 1-10 км, отраженный солнечный свет от которых создает усиление сигналов регистрирующей аппаратуры. Однако не все ученые согласны с такой точкой зрения. Многие из них считают, что Кохран и др. зарегистрировали усиление собственных шумов регистрирующей аппаратуры. Поэтому Научный комитет Космического телескопа им. Э. Хаббла выделил специальное время для проведения дополнительных наблюдений с целью поиска малых космических тел. Вместе с тем различные оценки, в том числе с динамической точки зрения, позволяют определить нижний предел количества небольших космических тел диаметром 5-10 км: N(d > 5-10 км) > 3 » 109. Это число значительно больше числа астероидов Главного пояса (ГП) с диаметром d > 1 км. Считается, что ожидаемое число всех астероидов с d > 1 км и с орбитами, скрещивающимися с орбитой Земли, должно превышать 3000.

Почти 40% транснептуновых объектов имеют орбиты, лежащие в области 3 : 2 резонанса с Нептуном. На языке небесной механики это означает, что отношение орбитальных периодов этих астероидов и Нептуна составляют РА : РН = 3 : 2. Любопытно, что в эту область резонанса попадает и орбита планеты Плутон (см. рис. 2 из работ Джуитта и Лу). Именно поэтому Джуитт и Лу выделили этот класс объектов в отдельную популяцию и назвали эти объекты <плутино>.

Существование плутино позволяет сформулировать интересную идею динамического развития протопланетного диска в фазе аккреции. Суть этой идеи, развиваемой некоторыми известными специалистами-планетологами из США, состоит в том, что в результате передачи углового момента планетозималям в этой фазе возможен процесс радиальной миграции образующихся планет Солнечной системы в направлении от Солнца. Это означает, что по крайней мере планеты-гиганты образовались не на тех местах, где мы их видим, а значительно ближе к Солнцу. Численные расчеты американского ученого Р. Малхотра показали, что Нептун мигрировал от своего первоначального места примерно на 5 а.е. в течение десятков миллионов лет. Во время этого движения Нептун захватывал планетозимали из протопланетного диска на свои сильнейшие резонансные орбиты, причем в течение этого процесса окончательно устанавливались значения эксцентриситетов и углов наклона орбит захваченных планетозималей. Окончательное распределение орбитальных параметров (e, i) захваченных планетозималей целиком определялось типом радиальной миграции.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

(Почитало всего 15, прочитало сегодня 1)

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: