Зонд New Horizons, пролетающий через внешний край пояса Койпера, зафиксировал более высокую плотность пыли на расстоянии, на котором, согласно теоретическим моделям, она должна снижаться. Ученые объяснили этот эффект тем, что границы исследуемой области могут быть шире, чем считалось ранее.
Пояс Койпера — часть внешней области Солнечной системы, которая чем-то напоминает пояс астероидов, но почти в 20 раз шире и в 200 раз массивнее последнего. Два этих пояса населяют малые тела, сформированные из материала, оставшегося после образования Солнечной системы. Но эти тела имеют разный состав.
В отличие от объектов пояса астероидов, в основном сложенных из горных пород и металлов, объекты пояса Койпера главным образом состоят изо льдов, в состав которых входят метан, аммиак и вода. Более того, часть этих тел — карликовые планеты, под поверхностью которых скрываются океаны жидкой воды.
До недавнего времени считалось, что границы пояса Койпера лежат в диапазоне от 30 до 55 астрономических единиц. Но новые данные, полученные зондом NASA New Horizons, который пролетает через эту область, указывают на то, что она может быть намного шире, простираться до 80 астрономических единиц или еще дальше. Об этом в своей статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters, рассказала группа американских планетологов во главе с Алексом Донером (Alex Doner) из Колорадского университета в Боулдере.
Объекты пояса Койпера считаются основным источником пыли во внешней Солнечной системе. Теоретические модели показывают, что популяция тел и плотность пыли должны уменьшаться ближе к внешнему краю пояса, который находится на расстоянии около 50 астрономических единиц от Солнца.
Донер и его коллеги проанализировали данные, собранные прибором зонда New Horizons — детектором SDC (Venetia Burney Student Dust Counter). Этот инструмент ищет частицы пыли, фиксирует их, определяет массу и скорость. Ученые выяснили, что начиная с отметки в 42 астрономические единицы от Солнца плотность частиц пыли не снижалась, что противоречило показаниям моделей распределения пыли, а начинала «скакать» вплоть до отметки в 55 астрономических единиц от Солнца. Иными словами, плотность потока пыли на «окраине» пояса Койпера оказалось выше, чем считалось ранее.
О чем говорят результаты исследования? Пыль в поясе Койпера появляется в результате столкновения объектов и бомбардировки их поверхностей частицами межзвездной пыли. Донер предположил, что давление солнечного излучения может выталкивать пыль, образующуюся в поясе Койпера, за отметку в 42 астрономические единицы, а сам пояс может быть намного шире. Он, вероятно, простирается на миллиарды километров дальше, чем принято считать в научном сообществе.
Донер пояснил, что сейчас его команда использует наземные телескопы, чтобы найти другие возможные объяснения причин столь высоких значений плотности потока пыли.
Космический зонд New Horizons запущен в космос в 2006 году для исследования Плутона и его спутника Харона. Спустя девять лет аппарат приблизился к карликовой планете и впервые показал, что она представляет собой холодный мир с равнинами, покрытыми азотным льдом, и горными хребтами высотой более трех километров. Это указывает на то, что по крайней мере 100 миллионов лет назад Плутон был геологически активен. На основе присланных фотографий и другой информации ученые сделали вывод, что под поверхностью Плутона мог когда-то находиться древний океан жидкой воды (возможно, он там есть и сейчас).
В сентябре 2023-го NASA сообщило, что продлило миссию New Horizons. По оценкам специалистов, у станции хватит топлива и энергии, чтобы работать до 2040 года. Планируется, что к этому времени аппарат преодолеет расстояние в 100 астрономических единиц и, возможно, обнаружит переходную зону, где частицы межзвездной пыли начинают доминировать над частицами межпланетной.