Открыть главное меню

Изменения

Пояс Койпера

43 байта добавлено, 3 года назад
Нет описания правки
[[Файл:TheTransneptunians 73AU-ru.svg|500px|thumb|right|Большинство известных объектов пояса Койпера имеют [[Большая полуось|большую полуось]] в диапазоне примерно между 35 и 48 [[Астрономическая единица|а.е.]] (красные и синие объекты на диаграмме). Считается, что [[Кентавры (астероиды)|кентавры]] (показаны жёлтым) и [[Рассеянный диск|объекты рассеянного диска]] (серые) ранее тоже располагались в поясе Койпера, но были рассеяны [[Нептун]]ом внутрь и наружу]]
[[Файл:Outersolarsystem objectpositions labels comp-ru.png|250px|thumb|right|Известные объекты пояса Койпера, по данным [[Центр малых планет|Центра малых планет]]. Объекты основного пояса показаны зелёным, рассеянного диска  — оранжевым. Четыре внешних планеты имеют голубой цвет. [[Троянские астероиды]] [[Нептун]]а показаны жёлтым, [[Юпитер]]а  — розовым. Рассеянные объекты между Солнцем и поясом Койпера известны как [[кентавры (астероиды)|кентавры]]. Масштаб показан в [[Астрономическая единица|астрономических единицах]]. Пробел в нижней части рисунка вызван нахождением в этой области полосы [[Млечный путь|Млечного пути]], скрывающей тусклые объекты{{Нет АИ|12|7|2015}}]]
 
'''Пояс Ко́йпера''' (иногда также называемый '''пояс Э́джворта — Койпера''') — область [[Солнечная система|Солнечной системы]] от [[Орбита|орбиты]] [[Нептун]]а (30 [[Астрономическая единица|а. е.]] от [[Солнце|Солнца]]) до расстояния около 55 а. е. от Солнца<ref>{{cite journal | url=http://www.iop.org/EJ/article/0004-637X/490/2/879/36659.html | author=Alan Stern | title=Collisional Erosion in the Primordial Edgeworth-Kuiper Belt and the Generation of the 30–50 AU Kuiper Gap | journal=The [[Astrophysical Journal]] | volume=490 | issue=2 | pages=879–882 | year=1997 | doi=10.1086/304912 | last2=Colwell | first2=Joshua E. }}</ref>. Хотя пояс Койпера похож на [[пояс астероидов]], он примерно в 20 раз шире и в 20—200 раз массивнее последнего<ref name=beyond>{{cite web|title=The Solar System Beyond The Planets|author=Audrey Delsanti and David Jewitt|work=Institute for Astronomy, University of Hawaii|url=http://www2.ess.ucla.edu/~jewitt/papers/2006/DJ06.pdf|accessdate=2007-03-09|archiveurl = http://web.archive.org/web/20070925203400/http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/papers/2006/DJ06.pdf |archivedate = September 25, 2007}}</ref><ref>{{cite journal| authorlink= Georgij A. Krasinsky | first=G. A. | last= Krasinsky | coauthors=[[Elena V. Pitjeva|Pitjeva, E. V.]]; Vasilyev, M. V.; Yagudina, E. I. | url=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=2002Icar..158...98K&amp;db_key=AST&amp;data_type=HTML&amp;format=&amp;high=4326fb2cf906949| title=Hidden Mass in the Asteroid Belt| journal=Icarus| volume=158| issue=1| pages=98–105| month= July| year= 2002| doi=10.1006/icar.2002.6837}}</ref>. Как и пояс астероидов, он состоит в основном из [[Малые тела Солнечной системы|малых тел]], то есть материала, оставшегося после формирования Солнечной системы. В отличие от объектов пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, объекты пояса Койпера (ОПК) состоят главным образом из [[летучие вещества (планетология)|летучих веществ]] (называемых льдами), таких как [[метан]], [[аммиак]] и [[вода]]. В этой области ближнего космоса находятся по крайней мере три [[карликовая планета|карликовые планеты]]: [[Плутон]], [[Хаумеа]] и [[Макемаке]]. Кроме того, считается, что некоторые спутники планет Солнечной системы, такие как спутник [[Нептун]]а  [[Тритон (спутник)|Тритон]] и спутник [[Сатурн]]а  [[Феба (спутник Сатурна)|Феба]], также возникли в этой области<ref>Johnson, Torrence V.; and Lunine, Jonathan I.; ''Saturn’s moon Phoebe as a captured body from the outer Solar System'', Nature, Vol. 435, pp. 69-71</ref><ref>{{cite web|title=Neptune's capture of its moon Triton in a binary-planet gravitational encounter|author=Craig B. Agnor & Douglas P. Hamilton|work=Nature|url=http://www.es.ucsc.edu/~cagnor/papers_pdf/2006AgnorHamilton.pdf|year=2006| accessdate=2006-06-20|archiveurl = http://web.archive.org/web/20070621182809/http://www.es.ucsc.edu/~cagnor/papers_pdf/2006AgnorHamilton.pdf |archivedate = June 21, 2007|deadurl=yes}}</ref>.
 
С тех пор, как в 1992 году пояс был открыт<ref name=qbee/>, число известных ОПК превысило тысячу, и предполагается, что ещё более 70 000 ОПК с диаметром более 100 км пока не обнаружены<ref>{{cite web|title=Kuiper Belt Page|author=David Jewitt|url=http://www2.ess.ucla.edu/~jewitt/kb.html|accessdate=2007-10-15|archiveurl=http://www.webcitation.org/68uahNElk|archivedate=2012-07-04}}</ref>. Ранее считалось, что пояс Койпера — главный источник [[Список короткопериодических комет|короткопериодических комет]] с орбитальными периодами менее 200 лет. Однако наблюдения, проводимые с середины 1990-х годов, показали, что пояс Койпера динамически стабилен и что настоящий источник этих комет — [[рассеянный диск]], динамически активная область, созданная направленным вовне движением Нептуна 4,5 миллиарда лет назад<ref name=book>{{cite book
В 1977 году [[Коваль, Чарльз Томас|Чарльз Коваль]] открыл ледяной планетоид [[(2060) Хирон|Хирон]], орбита которого расположена между Сатурном и Ураном. Он использовал [[блинк-компаратор]] — то же самое устройство, которое пятидесятью годами ранее помогло [[Томбо, Клайд Уильям|Клайду Томбо]] открыть [[Плутон]]<ref>{{cite web|title=The discovery and orbit of /2060/ Chiron|author=CT Kowal, W Liller, BG Marsden|work=Hale Observatories, Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1979IAUS...81..245K|year=1977|archiveurl=http://www.webcitation.org/68uajZiL6|archivedate=2012-07-04}}</ref>. В 1992 году был обнаружен другой объект с похожей орбитой — [[(5145) Фол|Фол]]<ref>[http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=Pholus Фол]</ref>. Сегодня известно, что на орбитах между Юпитером и Нептуном существует целая популяция кометоподобных небесных тел, именуемых «[[Кентавры (астероиды)|кентаврами]]». Орбиты кентавров непостоянны и имеют динамические времена жизни в несколько миллионов лет<ref name=Horner2004a>{{cite journal |last=Horner |first= J. |coauthors=Evans, N.W.; Bailey, M. E. |title=Simulations of the Population of Centaurs I: The Bulk Statistics |year=2004 |id={{arxiv|astro-ph/0407400}} |accessdate=2008-09-22 |publisher=[[The Journal of Business]]}}</ref>. Поэтому со времён открытия Хирона астрономы предполагали, что популяция кентавров должна пополняться из какого-то внешнего источника<ref>Davies p. 38</ref>.
 
Новые доказательства в пользу существования пояса Койпера были получены в ходе исследования [[комета|комет]]. Давно было известно, что кометы обладают конечным временем жизни. Когда они приближаются к Солнцу, его высокая температура [[испарение|испаряет]] летучие вещества с их поверхности в открытый космос, постепенно уничтожая их. Поскольку кометы не исчезли задолго до нашего времени, эта популяция небесных тел должна постоянно пополняться<ref name=matter>{{cite journal | url=http://www.iop.org/EJ/article/1538-3881/123/2/1039/201410.text.html | author=David Jewitt | title=From Kuiper Belt Object to Cometary Nucleus: The Missing Ultrared Matter | journal=The [[Astronomical Journal]] | volume=123 | issue=2 | pages=1039–1049 | year=2002 | doi=10.1086/338692 }}</ref>. Предполагают, что одна из областей, из которой идёт такое пополнения — это «[[облако Оорта]]», сферический рой комет, простирающийся более чем на 50&nbsp; 000 [[Астрономическая единица|а. е.]] от Солнца, гипотеза о существовании которого была впервые выдвинута [[Оорт, Ян Хендрик|Яном Оортом]] в 1950 году<ref>[[Оорт, Ян Хендрик|Oort, J. H.]], ''The structure of the cloud of comets surrounding the Solar System and a hypothesis concerning its origin'', Bull. Astron. Inst. Neth., ''11'', p. 91-110 (1950) [http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1950BAN....11...91O&amp;data_type=PDF_HIGH&amp;type=PRINTER&amp;filetype=.pdf Text at Harvard server (PDF)]</ref>. Считается, что в этой области возникают долгопериодические кометы — такие, например, как [[C/1995 O1 (Хейла — Боппа)|комета Хейла-Боппа]] с периодом обращения в тысячелетия.
 
Однако есть и другая группа комет, известная как [[комета|короткопериодические]] или «периодические» кометы — например, [[комета Галлея]] с периодом обращения менее 200 лет. К 1970-м годам темпы открытия новых короткопериодических комет стали все хуже и хуже согласовываться с предположением о том, что они происходят только из [[Облако Оорта|облака Оорта]]<ref>Davies p. 39</ref>. Для того, чтобы объект из облака Оорта стал короткопериодической кометой, он сначала должен быть захвачен планетами-гигантами. В 1980 году, в журнале [[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]], [[:w:Julio Ángel Fernández|Хулио Фернандес]] подсчитал, что на каждую комету, которая движется из облака Оорта во внутренние области Солнечной системы, приходится 600 комет, которые выбрасываются в межзвёздное пространство. Он предположил, что кометный пояс между 35 и 50 [[а. е.]] мог бы объяснить наблюдаемое количество комет<ref>{{cite web|url=http://ukads.nottingham.ac.uk/abs/1980MNRAS.192..481F|title=On the existence of a comet belt beyond Neptune|author=JA Fernandez|work=Observatorio Astronomico Nacional, Madrid|bibcode=1980MNRAS.192..481F|year=1980|accessdate=2007-06-20}}</ref>. Развивая работы Фернандеса, в 1988 году группа канадских астрономов, в которую входили Мартин Дункан, Томас Куин и Скот Тремен, провела серию компьютерных моделирований с целью определить, все ли короткопериодические кометы прибыли из облака Оорта. Они обнаружили, что далеко не все короткопериодические кометы могли происходить из этого облака — в частности, потому, что они группируются вблизи плоскости [[Эклиптика|эклиптики]], тогда как кометы облака Оорта прилетают практически из любой области неба. После того, как описанный Фернандесом пояс был добавлен в расчёты, модель стала соответствовать наблюдениям<ref>{{cite web|title=The origin of short-period comets|author=M. Duncan, T. Quinn, and S. Tremaine|work=The Astrophysical Journal|url=http://adsabs.harvard.edu/full/1988ApJ...328L..69D|year=1988|accessdate=2007-06-20|archiveurl=http://www.webcitation.org/68uak1yOn|archivedate=2012-07-04}}</ref>. Так как слова «Койпер» и «кометный пояс» присутствовали в первом предложении статьи Х. Фернандеса, Тремен назвал эту гипотетическую область космоса «поясом Койпера»<ref>Davies p. 191</ref>.
=== Открытие ===
[[Файл:Maunatele.jpg|thumb|right|250px|Телескопы на вулкане [[Мауна-Кеа]], при помощи которых был обнаружен пояс Койпера]]
В 1987 году астроном [[Джуитт, Дэвид|Дэвид Джуитт]] ([[Массачусетский технологический институт]]) всерьёз задумался над «кажущейся пустотой внешней Солнечной системы»<ref name=qbee>{{cite web|title=Discovery of the candidate Kuiper belt object 1992 QB1|author=David Jewitt, Jane Luu|url=http://www.nature.com/nature/journal/v362/n6422/abs/362730a0.html|work=Nature|year=1992|accessdate=2007-06-20|archiveurl=http://www.webcitation.org/68uakRuwg|archivedate=2012-07-04}}</ref>. Пытаясь обнаружить другие объекты за орбитой [[Плутон]]а, он говорил помогавшей ему аспирантке [[Джейн Лу]]: «Если этого не сделаем мы, то не сделает никто»<ref name=Davies3>Davies p. 50</ref>. Используя телескопы [[Национальная обсерватория Китт-Пик|обсерватории Китт-Пик]] в [[Аризона|Аризоне]] и [[Межамериканская обсерватория Серро-Тололо|обсерватории Сьерро-Тололо]] в [[Чили]], Джуит и Лу вели поиски при помощи [[блинк-компаратор]]а, почти тем же способом, что [[Томбо, Клайд Уильям|Клайд Томбо]] и [[Коваль, Чарльз Томас|Чарльз Коваль]]<ref name=Davies3 />. Первоначально проверка каждой пары пластинок занимала до 8 часов<ref>Davies p. 51</ref>, в дальнейшем процесс был сильно ускорен при помощи [[ПЗС-матрица|ПЗС-матриц]], которые, несмотря на более узкое поле зрения, более эффективно собирали свет (сохраняли 90&nbsp; % полученного света, тогда как фотопластинки — всего 10&nbsp; %), и допускали процесс сравнения на мониторе компьютера. Сегодня ПЗС-матрицы — основа для большинства астрономических детекторов<ref>Davies pp. 52, 54, 56</ref>. В 1988 году Джуитт перешёл в Астрономический институт [[Гавайский университет|Гавайского университета]]. Впоследствии Лу присоединилась к его работе на 2,24-метровом телескопе обсерватории Мауна-Кеа<ref>Davies pp. 57, 62</ref>. Позднее поле зрения ПЗС-матриц было увеличено до 1024×1024 пикселя, что ещё более ускорило поиск<ref>Davies p. 65</ref>. После 5 лет поисков, 30 августа 1992 года, Джуитт и Лу объявили об открытии кандидата в объекты пояса Койпера {{mpl|(15760) 1992 QB|1}}<ref name=qbee />. Через шесть месяцев они обнаружили второго кандидата, (181708) 1993 FW<ref>{{cite web |url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1993IAUC.5730....1L|title=1993 FW|author=BS Marsden|work=Minor Planet Center|bibcode=1993IAUC.5730....1L|year=1993|accessdate=2007-06-20}}</ref>.
 
После создания первых карт области пространства за Нептуном исследования показали, что зона, теперь называемая поясом Койпера, не является местом происхождения короткопериодических комет. На самом деле они образуются в соседней области, называемой «[[рассеянный диск]]», который образовался в те времена, когда [[Нептун]] мигрировал ко внешним границам Солнечной системы. Область, позднее ставшая поясом Койпера, тогда была значительно ближе к Солнцу. [[Нептун]] оставил за собой семейство динамически стабильных объектов, на движение которых он никак не может воздействовать (собственно пояс Койпера), а также отдельную группу объектов, перигелии которых достаточно близки к Солнцу для того, чтобы Нептун мог возмущать их орбиты (рассеянный диск). Поскольку, в отличие от стабильного пояса Койпера, рассеянный диск динамически активен, именно он сегодня считается вероятным источником короткопериодических комет<ref name=book />.