Трансплутоновие планети (пояс Койпера)

Відкриття у Плутона його супутника дозволило уточнити масу Плутона і визначити сумарну масу системи Плутон-Харон. Вона виявилася 1/400 частиною маси Землі, і пояснювати впливом цієї маси всі аномалії руху Нептуна виявилося неможливо. Посилилися пошуки трансплутонових планет.

У результаті цього на початку 1990-х років з різницею в один рік були відкриті дві малі планети з діаметрами порядку декількох сотень кілометрів, тобто тіла, співмірні великих астероїдів. Перше таке тіло виявили в кінці 1992 р. Д. Джюіт і Дж.Луу з Гонолулу. Зрозуміло, це не пояснив особливості руху Нептуна, але був відкритий другий пояс малих планет - Пояс Койпера (названий на честь одного з двох його провісників). Він розташований за орбітою Плутона і, можливо, є постачальником супутників для зовнішніх планет-гігантів (Уран, Нептун). Вважається, що цей пояс досить широкий, але все-таки в хмару Оорта, начинений зародками комет, переходить не поступово. Відстань пояса Койпера від Сонця становить приблизно 50 - 100 а.е., а хмара Оорта починається на відстані порядку десятків тисяч а.е. [Мініпланета нового класу, 1998]. Наводилися і дещо інші параметри для пояса Койпера: 30 - 130 а.е., але різниця не принципова [Новий транснептуніанскій ..., 1995; Мініпланета нового класу, 1998].

З другим поясом малих планет відбулося те ж, що і з першою: число відкритих тел лавиноподібно зростає. Вже відомо 40 об'єктів з передбачуваним діаметром від 100 до 200 км. Відкрито також тіло діаметром 300 км, на поверхні якого за даними недавно побудованого найбільшого у світі Оптичного телескопа ім. У. М. Кека (Гавайські острови, CША) лежать замерзлі вуглеводні: метан, Етан, етилен або ацетилен, є і більш складні молекули [Об'єкт 1993 SC з пояса Койпера, 1998]. Ці вуглеводні впізнаються по надзвичайно червонуватий колір небесних тіл [Новий транснептуніанскій об'єкт 1994 TG2, 1995]. Шар замерзлого метану є також на Плутоні і Тритоні, що говорить про їх спорідненість з малими планетами другого поясу.

З кожним роком зростає також розмір самого великого тіла, відомого в поясі Койпера. "Збільшується" і віддаленість від Сонця. Cороковая планета пояса Койпера (1996TL-66) опинилася в 4 - 6 разів далі Нептуна, і її можливі розміри за одним джерелом складають 500 км, або 490 км - за іншим [Мініпланета нового класу, 1998]. Орбіта сильно витягнута, і планета іде за межі пояса Койпера на відстань до 130 а.е. від Сонця. Існує також об'єкт 1996RQ-20. Він теж не корінний в поясі Койпера. Мабуть, це та ж сорок перша планета, яка в 2 - 3 рази далі Нептуна і фігурує в замітці "Пояс Койпера все "розширюється" "[1997]. Висловлюється припущення, що ці тіла менш стабільні, ніж "повноправні мешканці" пояса Койпера і легше можуть перетворитися на комети, тобто між астероїдами другого поясу і кометних тілами немає чіткої межі.

У 2000 р. групою на чолі з Х. Левінсоном (США) відкритий об'єкт діаметром близько 400 км, який підходить до Сонця на 6,6 млрд. км (а не на 4,5, де Нептун), відходить на 58,2 млрд км і робить оборот за 3175 земних років [Ядро суперкомети ..., 2001]. Йому дали "ім'я" Варуна [Сурдин, 2002].

Цікаво, що для пояса Койпера відкриті такі ж резонансні явища, як і для астероїдів. Частина відкритих тел рухається на відстані 31 - 36 а.е. від Сонця, частина - 40 - 45 а.е., а проміжок між ними або зовсім порожній, або, принаймні, мало населен. Це пов'язано з гравітаційним впливом Нептуна, який виштовхує небесні тіла з цього проміжку (див. розділ про астероїди) [Новий транснептуніанскій ..., 1995].

12 Для самих маленьких тіл в поясі Койпера (з числа відкритих) визначені періоди їх обертання навколо осі (У. Романишин і С. Теглер, США). Як правило, вони складають від 6 до 10,4 годин. Для більш великих тел цього поясу отримати аналогічну інформацію важче, тому що вони сферична, а тому менше змінюють яскравість при обертанні [Як обертаються тіла в поясі Койпера? 1999].

Що ж до того небесного тіла, яке спотворює орбіту Нептуна, то теоретично воно має бути темним (важко відкрити), в кілька разів перевищувати розміри Землі (інакше б не впливало на Нептун), обертатися в кілька разів далі Нептуна (рази в три). Це тіло може виявитися бентежить кометної світі, змушуючи комети в деяких випадках падати на нього, в деяких - залишати межі Сонячної системи, а в деяких - направляти комети до центру Сонячної системи, тобто до Сонця і Землі. Таких великих тіл в хмарі Оорта може виявитися декілька. Так простіше пояснити прихід комет із самих різних точок простору. Кометні зародки і самі можуть під час випадкових зближень "псувати" друг другу кругові орбіти.

Говорячи про пояс Койпера (поясі Еджворса-Койпера), не можна обійти мовчанням проблему прихованого речовини у Всесвіті. Більшість тел пояса Койпера поки нам не видно, але ясно, що їх дуже багато. Обстежено мізерно мала частина неба (соті частки відсотка), а вже відкриті десятки "мешканців" цього поясу. За підрахунками повинні бути десятки тисяч тіл такого ж розміру, як відкриті (сотні кілометрів), і мільйони тел розміром з ядро комети Галлея (десятки кілометрів). У сумі тіла пояса Койпера повинні бути в сотні разів масивніше поясу астероїдів [Новий транснептуніанскій ..., 1995].

Можливо, у Всесвіті діє закон: чим менше маса тіла, тим більше таких тел існує. Не виключено, що тіла на зразок тих, що знайдено в поясі Койпера, насичують міжзоряний простір і навіть складають основну частину маси Галактики [Гончаров, 1999]. Ми ж живемо в виключної області, де вся ця "дрібниця" об'єдналася у великі планети.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.seminarium.narod.ru