Преглед на Бъфи и други орбити на обекта на Койпер. Кредит за изображение: CFHT Кликнете за увеличение
Екип от астрономи, работещи в Канада, Франция и Съединените щати, откриха необичайно малко тяло, обикалящо около орбитата на Слънцето отвъд Нептун, в региона астрономите наричат пояса на Куйпер. Този нов обект е два пъти по-далеч от Слънцето от Нептун и е приблизително наполовина по-голям от Плутон. Изключително необичайната орбита на тялото е трудно да се обясни, като се използват предишни теории за формирането на външната Слънчева система.
В момента 58 астрономически единици от Слънцето (1 астрономическа единица или AU е разстоянието между Земята и Слънцето), новият обект никога не се приближава по-близо от 50 AU, тъй като орбитата му е близка до кръгова. Почти всички обекти на пояса на Койпер, открити отвъд Нептун, са на разстояние между 30 AU и 50 AU. Отвъд 50 AU изглежда, че основният пояс на Койпер приключва и какви малко обекти са открити извън това разстояние, всички са били на много големи ексцентриситетни (некръгли) орбити. Повечето от тези орбити с висока ексцентричност са резултат от това, че Нептун „хвърля“ обекта навън чрез гравитационна прашка. Но тъй като този нов обект не се приближава по-близо от 50 AU, е необходима различна теория, за да се обясни неговата орбита. Усложнява проблема, орбитата на обекта също има екстремен наклон, като е наклонена (наклонена) на 47 градуса спрямо останалата част от Слънчевата система.
Откриването и проследяването
Обектът, който получи официалното наименование 2004 XR 190 в официалното съобщение на Международния астрономически съюз, беше открит по време на рутинната експлоатация на Канали-Франция Еклиптично равнинно проучване (CFEPS), протичащо като част от проучването за наследството на телескопа на Канада Франция Хавай. Засега откривателите използват временния псевдоним „Бъфи“, за да идентифицират новия обект, въпреки че са предложили различно официално име в съответствие с нормалните процедури за именуване на такива обекти.
Бъфи беше извлечена от данните на планината Legacy Survey (около 50 гигабайта на час работа) от мощни компютри, комбиниращи телескопичните изображения и произвеждащи стотици кандидати. След това астрономите пресяват кандидатите, за да идентифицират далечните комети.
Астрономът Лин Алън от Университета на Британска Колумбия беше първата, която хвърли поглед върху новия обект, тъй като тя завърши първоначалната идентификация в процеса на обработка на данни на CFEPS от декември 2004 г. „Беше доста ярка в сравнение с обичайните обекти на колана на Койпер, намерете ", каза д-р Алън," но по-интересното беше колко далеч беше. "
Яркостта на обекта предполага, че има диаметър между 500 и 1000 километра (300 до 600 мили). По този начин Бъфи е много голям обект на колана на Койпер, но около половин дузина са по-големи.
„Веднага разбрахме, че обектът е приблизително два пъти по-далеч от Нептун от Слънцето и че неговата орбита е потенциално почти кръгова“, казва професорът от UBC Брет Гладман, който забелязва необичайната природа на обекта при определяне на неговата орбита, „но допълнителни наблюдения се изискваха. "
Изискват се една или две години наблюдения на обект на Койпер, преди орбитите да могат да бъдат прецизно измерени. Първите допълнителни наблюдения на Бъфи дойдоха през октомври 2005 г., когато Гладман и Фил Никълсън от университета Корнел използваха 5-метровия телескоп Хейл, за да наблюдават отново обекта.
Измерването на новата позиция на Бъфи доказа, че орбитата е не само изключително наклонена, наклонена (наклонена) на 47 градуса към равнината на планетарната система (по същество завързвайки записа за обект на Койпер), но потвърждава, че Бъфи е за разлика от всеки друг по-рано, т.е. известен обект, тъй като е бил на почти кръгла орбита, докато е на много голямо разстояние.
Повече измервания на позицията на Бъфи върху изображения от телескопи в Националните обсерватории на Кит Пик в Аризона от членовете на екипа Джоел Паркър (Югозападен изследователски институт), както и от Дж. Дж. Кавелаарс (Национален съвет за научни изследвания на Канада, Институт по астрофизика на Херцберг) и Уес Фрейзър (Университет на Виктория) през ноември 2005 г. прецизира оценката за най-близкия подход на Бъфи към Слънцето. Допълнителни наблюдения за по-нататъшно потвърждаване на орбитата, когато това е предоставено от проекта за наследство на CFHT. Астрономите ще трябва да изчакат до февруари 2006 г., за да измерят фините детайли от орбитата на Бъфи.
Екипът е съобщил за находката си в Центъра за малки планети - клиринговата къща за астрономически измервания на нови малки планети. „Намирането на първия известен обект с почти кръгова орбита над 50 AU наистина е интригуващо“, реагира Брайън Марсдън, директор на MPC.
Предизвикателни теории
Въпреки че не е нито най-малкият, най-големият, нито най-отдалеченият обект, открит в този регион, новият обект на пояса на Койпер има изключително необичайна орбита, която оспорва теориите за еволюцията на Слънчевата система.
Защо орбитата на Бъфи се счита за толкова необичайна? Само един друг открит обект, Седна, остава по-далеч от 50 астрономически единици (АС) от Слънцето по цялата му орбита. Въпреки това, Sedna е на много елипсовидна орбита, преминавайки към 76 AU, преди да пътува обратно над 900 AU. За разлика от тях Бъфи прекарва цялото си време в тесния диапазон между 52 и 62 AU от Слънцето. В комбинация с наклона в орбитата си, този нов обект предизвиква актуални теории за историята на ранната Слънчева система.
Астрономите са открили други обекти на пояса на Койпер, които прекарват по-голямата част от времето си над 50 AU. Те са на много елиптични орбити и почти всички се приближават в рамките на 38 AU от Слънцето. Този близък подход поставя тези обекти в обсега на гравитационното влияние на Нептун. Обикновено се смята, че тези обекти са разпръснати по сегашните си орбити чрез гравитационна прашка с Нептун. Така тази група обекти се нарича „разпръснат диск“.
Преди откриването на Бъфи бяха открити още няколко предмета на колана на Койпер, които прекарват голяма част от времето си над 50 AU като тези в „Разпръснатия диск“, но все още не се приближават в гравитационния обхват на Нептун. Тази група е наречена „Удължен разпръснат диск“. Двама от членовете му са 1995 TL8 и 2000 YW134, които се приближават до 40 AU от Слънцето, но имат доста елиптични орбити, които ги извеждат назад отвъд 60 AU. Още два екстремни примера на „Удължения разпръснат диск“ са 2000 CR105, който се приближава до 44 AU, и Sedna, който никога не се доближава до Слънцето, отколкото 76 AU.
Поради големите си ексцентричности, тези обекти вероятно са силно смутени от нещо, въпреки че не е можело да бъде Нептун, защото не се приближават достатъчно, за да бъдат разпръснати от гравитационната сила на тази планета. Тъй като както Sedna, така и 2000 CR105 също пътуват над 500 AU от слънцето, една теория е, че след като се разпръсна от Нептун, преминаваща звезда би могла да издърпа най-близките си подходи от Слънцето.
Бъфи очевидно е член на „Удължен разпръснат диск“. Въпреки това почти кръговата орбита на Бъфи го отличава от останалите членове. Освен това големият орбитален наклон на Бъфи не се обяснява толкова лесно от идеята за преминаващата звезда. Ако една звезда можеше да засегне Бъфи толкова силно, тя също трябваше да разруши голяма част от основния колан на Койпер. Тъй като астрономите не откриват това силно разрушаване, е необходима по-сложна теория, която да обясни орбитата на Бъфи.
Уловимото обяснение може да се крие в странични ефекти от пренастройки на Слънчевата система в началото на нейната история. Една от възможностите е, че тъй като орбитата на Нептун бавно се разширява в младата Слънчева система, сложните гравитационни взаимодействия биха могли да причинят циркулация и наклоняване на някои орбити на Койпер. Въпреки че орбитата на Бъфи можеше да бъде създадена по този начин, изглежда, тази теория не обяснява 2000 CR105 и Sedna. Това ново откритие е вълнуващо, защото ни кара да преосмислим разбирането си за това как се е формирал пояса на Койпер.
Бъдещето
През последното половин десетилетие теориите за формирането на външната ни Слънчева система са изтласкани до своите граници: необичайни обекти на пояса на Койпер, като Бъфи, които никога не се доближават до Нептун и все още имат висок наклон, трябва да бъдат обяснени.
Въпреки че съществуват теории, които обясняват отделни обекти, възпроизвеждането на целия ансамбъл от известни обекти с един процес представлява трудно предизвикателство за съвременните модели на слънчевата система. Тъй като необичайните предмети, като Бъфи, са много редки, астрономите все още надраскват повърхността на тъмните ъгли на пояса на Койпер. Бъдещите мащабни проучвания, които систематично изследват пояса на Койпер, са единственият начин да отключим загадките на случилото се в началото на историята на нашата Слънчева система.
Оригинален източник: Телескоп Канада-Франция-Хавай
