Все о космосе

Пояс Койпера

К концу 80-х астрономы установили, что источником всех ко­мет семейства Юпитера является дископодобная область за орбитой Непту­на. Первый, после Плутона, объект Пояса Койпера (ОПК) был обнаружен в 1992 году. Этот объект, обозначенный 1992 QB1, в 1000 раз слабее Плутона, примерно в 10 — 15 раз меньше в диа­метре.

Около 1000 ОПК с диаметрами от 50 до 1200 км обнаружено на сегодняш­ний день. Ожидается, что Пояс Койпе­ра содержит множество тел меньших размеров, в частности, комет, а также большие тела, размером с Плутон. По оценкам ученых, в дискообразной об­ласти, простирающейся от 30 до 55 а.е. от Солнца, содержится более 100 000 объектов с диаметром свыше 50 км, из них 35 000 — диаметром свыше 100 км. Группа астрономов во главе с Анитой Кочран (Anita Cochran) сообщила, что с использованием орбитального телеско­па Хаббла обнаружены чрезвычайно слабые ОПК, возможно имеющие толь­ко 20 км в поперечнике. По ее оценкам таких объектов в Поясе Койпера может содержаться до 100 миллионов. Это свидетельствует в пользу того, что Пояс Койпера более грандиозное образова­ние, чем пояс астероидов между Мар­сом и Юпитером.

ОПК по видам своих орбит делятся на три категории: классические; рассе­янные ОПК, эллиптические орбиты ко­торых растягиваются далеко за 50 или даже за 100 а.е.; резонансные объекты, периоды которых связаны, как и у Плу­тона, резонансными соотношениями с периодом Нептуна (эти объекты еще на­зывают плутинос).

Классические ОПК. Большинство наблюдаемых объектов в поясе нахо­дятся далеко за орбитой Нептуна и не подвержены его гравитационному воздействию. Типичный представитель классических ОПК — 1992 QB1. Та­кие объекты могут существовать в те­чение всего возраста Солнечной систе­мы. Их орбиты стабильны и располо­жены, в основном, в области от 42 до 48 а.е. Наклон орбит классических ОПК находится в пределах 30°. Нали­чие орбит с таким широким диапазо­ном углов наклона можно объяснить либо присутствием больших масс (планетозималей) в этой области на этапе формирования пояса, либо близким прохождением звезды мимо Солнеч­ной системы. Эти факторы могли бы вызвать возмущения первоначальных орбит.

Рассеянные ОПК. Некоторые ОПК обладают наклоненными эксцентрич­ными орбитами. Типичный представи­тель рассеянных ОПК — 1996 TL66, об­наруженный с использованием телес­копа Mauna Kea Гавайского универси­тета. На сегодняшний день обнаружено большое количество рассеянных ОПК. Перигелии этих объектов расположены на расстоянии, примерно, 35 а.е. от Солнца, что позволяет Нептуну оказы­вать слабое гравитационное воздейс­твие на орбиты ОПК, изменяя их на протяжении миллиардов лет. В сово­купности орбиты рассеянных ОПК фор­мируют   утолщенное   облако   вокруг классических ОПК и плутинос, прости­рающееся на огромные расстояния. Афелий орбиты объекта 1999 CF119 удален от Солнца на 200 а.е. Существу­ют объекты с еще более вытянутыми орбитами, однако их обнаружение зат­руднено тем, что в области, где они мог­ли бы быть замечены, в районе периге­лия, они находятся сравнительно ко­роткий промежуток времени. Так, объект 1999 CF119 доступен для наблю­дений на 10% его орбиты. Объекты этого класса, как предполагается, по­лучили свои причудливые орбиты в ре­зультате взаимодействия с крупными планетными телами (планетозималями), формировавшимися в этой области Солнечной системы на заре ее образова­ния. Часть объектов этого класса при взаимодействии с гравитационными полями Нептуна и других планет, либо покидало нашу систему, либо прекра­щало свое существование в результате столкновений с планетами или Сол­нцем. Рассеянные ОПК, получившие очень вытянутые орбиты, могли осво­бодиться от гравитационного влияния Солнца и продолжить свой долгий путь в межзвездном пространстве. На орби­ты с афелием до 100 а.е. не влияет при­тяжение соседних звезд и Галактики. Пояс Койпера является потенциаль­ным источником короткопериодических комет благодаря динамическому воздействию Нептуна на орбиты рассе­янных ОПК. При их движении по воз­мущенным траекториям внутрь Сол­нечной системы льды с их поверхности начинают испаряться и мы классифи­цируем эти объекты как кометы. Се­годня известно более двух десятков объектов, называемых Кентаврами, орбиты которых расположены между орбитами Юпитера и Нептуна. Самые крупные и типичные представители этого класса объектов — Хирон (2060 Chiron), 170 км в диаметре, и Фолус (5145 Pholus). Наличие Кентавров — продукт воздействия Нептуна на рас­сеянные ОПК. Их орбиты неустойчи­вы, а дальнейшая судьба неопределен­на. Они имеют признаки слабой кометной активности, а изображения свиде­тельствуют о наличии разряженной комы — едва заметного кометного хвоста. Если гравитационные воздейс­твия изменят их траектории в область внутренних планет — мы будем наб­людать грандиозные кометы. Хирон в 20 раз больше, чем ядро всем извес­тной кометы Галлея.