Пояс Койпера представляет собой округлую область ледяных тел за орбитой Нептуна. Он простирается от орбиты Нептуна (30 АЕ) до примерно 50 АЕ от Солнца. В этом регионе миллионы объектов; большинство из них сделаны из ледяных летучих веществ.
Вскоре после открытия Плутона в 1930 году исследователи начали строить предположения, что он может быть не один во внешней Солнечной системе.
Лишь в 1992 году было обнаружено существование других объектов в этом регионе. Эти объекты были ничем иным, как большим полем обломков на краю Солнечной системы. Вместе они составляют Пояс Койпера.
Кроме того, многие астрономы теоретизировали о существовании пояса Койпера за десятилетия до его открытия. Это огромное и таинственное место, которое мы только начали исследовать. Давайте копнем глубже и выясним, что же такое пояс Койпера, где он расположен, и как он был создан?
Определение пояса Койпера
Пояс Койпера — это кольцевидная область ледяных тел за орбитой Нептуна. Как и пояс астероидов, он содержит миллионы маленьких тел, все остатки от формирования Солнечной системы.
Эти ледяные объекты также называют транс-нептунскими объектами (ТНО) или объектами пояса Койпера.
Не путайте пояс Койпера с Облаком Оорта, которое представляет собой более отдаленную область кометоподобных тел, которая окружает пояс Койпера и Солнечную систему.
Расположение и состав
Пояс Койпера простирается от орбиты Нептуна (около 30 астрономических единиц [АЕ]; 4,5 млрд. км) до приблизительно 50 АЕ (7,5 млрд. км) от Солнца.
Он в 20 раз шире и в 20-200 раз массивнее пояса астероидов, который расположен между орбитами Марса и Юпитера.
Пояс Койпера является домом для многих карликовых планет, включая Плутон, Эрис, Хаумеа и Макемаке. Большинство объекты в поясе Койпера сделаны из ледяных летучих веществ, таких как вода, аммиак и метан.
Несмотря на то, что он содержит сотни тысяч лун, некоторые исследования предполагают, что в регионе могли возникнуть такие крупные спутники, как Феба Сатурна и Тритон Нептуна.
Как он был создан?
Хотя происхождение Пояса Койпера и его сложная структура не вполне понятны, ученые полагают, что он содержит остатки, оставшиеся от начала Солнечной системы.
Если бы Нептуна там не было, ледяные объекты в этом регионе могли бы собраться вместе и сформировать планету. Однако гравитационное притяжение Нептуна настолько взбудоражило эту область космоса, что эти ледяные объекты не смогли бы слиться в одну планету.
Согласно модели Ниццы, которая представляет сценарий динамического развития Солнечной системы, пояс Койпера мог сформироваться ближе к нашему Солнцу, чем его нынешнее местоположение. Уран и Нептун участвовали в сложном танце, меняя позиции и перемещаясь наружу в Солнечной системе.
Поскольку обе планеты отошли от Солнца, их гравитационное притяжение могло унести с собой большинство ледяных объектов (в поясе Койпера). Таким образом, многие из этих маленьких ледяных объектов были перенесены из своих первоначальных мест в более холодную область Солнечной системы.
Кто открыл пояс Койпера?
Он назван в честь голландского астронома Джерарда Койпера, хотя он и не предполагал его существования. Однако его исследования были хорошо известны среди исследователей, так что общая идея пояса Койпера стала приписываться ему.
В 1943 году независимый астроном-теоретик Кеннет Эджворт опубликовал статью, в которой высказал гипотезу, что материалы за пределами орбиты Нептуна слишком широко рассеяны, чтобы конденсироваться в планеты.
Вместо этого эти материалы конденсируются в несколько меньших тел во внешней области Солнечной системы. Время от времени некоторые из этих тел уходят из своего региона и появляются как случайные посетители внутренней Солнечной системы, которую мы называем кометами.
Благодаря невероятной работе Эджворта, ученые иногда используют альтернативное название «Пояс Эджворта-Койпера», чтобы приписать ему заслуги.
В 1992 году астроном Дэвид Джевитт и его ученица Джейн Луу обнаружили кандидата в КВО 1992 года QB1. Это была первый объект в поясе Койпера, обнаруженная после Плутона и Харона. Почти полгода спустя, они обнаружили второй объект (181708) 1993 FW.
К настоящему времени астрономами открыто более 2000 объектов в поясе Койпера, и считается, что в регионе существует более 100 000 крупных объектов на расстоянии более 100 км.
7 интересных фактов о поясе Койпера
1. У многих объектов в поясе Койпера есть спутники
Большое количество объектов Пояса Койпера либо имеют Луны, либо являются двойными объектами. Спутники — это существенно меньшие тела, вращающиеся вокруг больших объектов. Объект в этом регионе может иметь более одной луны. Квавар, Хаумеа, Эрис и Плутон — это все объекты Пояса Койпера, имеющие Луны.
Двойные объекты, с другой стороны, это пары объектов, которые относительно похожи по массе или размеру. Они вращаются вокруг общего центра масс, который лежит между ними
2. Они гораздо менее массивны, чем Земля.
Несмотря на огромную протяженность пояса Койпера, его общая масса составляет менее 2% от массы Земли.
Это противоречит стандартным моделям, которые указывают, что пояс Койпера должен в 30 раз превышать массу Земли. Тайна 99% недостающей массы остается нерешенной.
Однако некоторые исследователи предполагают, что объекты в поясе Койпера из-за большого количества столкновений постепенно разрушают друг друга в пыль. Таким образом, пояс Койпера, вероятно, исчезнет в далеком будущем.
3. Это источник комет
Пояс Койпера — один из регионов, откуда берутся кометы. Когда объекты в поясе Койпера сталкиваются, они создают меньшие части, которые могут быть ускорены гравитацией Нептуна на орбиты, которые направляют их к Солнцу.
Гравитационное притяжение Юпитера затем загоняет эти кусочки в короткие петли, продолжающиеся два десятилетия или меньше. Эти части известны как кометы семейства Юпитера.
Хотя большинство из них в конечном итоге становятся бездействующими, астрономы обнаружили некоторые околоземные астероиды, которые напоминают сгоревшие кометы. Наблюдения показывают, что эти кометы начались бы в Поясе Койпера или Облаке Оорта.
4. Более 6 десятилетий астрономы не осознавали, что обнаружили пояс Койпера
Первый объект в поясе Койпера — Плутон — был открыт в 1930 году. В то время исследователи не имели представления о распределении небесных тел во внешней области Солнечной системы. Несмотря на странно наклоненную орбиту Плутона, исследователи считали его одинокой планетой.
С открытием второго объекта в поясе Койпера в 1992 году исследователи поняли, что Плутон не одинок: в этом регионе миллионы маленьких ледяных объектов, вращающихся вокруг Солнца.
5. Пять крупнейших объектов в поясе Койпера
- Плутон (1188 км) : самая большая из известных ледяных карликовых планет.
- Эрида (1163 км) : самая массивная и вторая по величине известная карликовая планета в нашей Солнечной системе.
- Хаумеа (780 км): самая быстро вращающаяся карликовая планета с кольцом вокруг нее.
- Макемаке (715 км) : вероятно, карликовая планета со своим спутником, S / 2015 (136472) 1.
- Квавар (555 км) : возможная карликовая планета с предполагаемой плотностью 2,2 г / см 3.
6. Первый рукотворный объект, входящий в пояс Койпера.
В 1983 году «Пионер 10» стал первым космическим кораблем, вышедшим в космос за пределы орбиты Нептуна. Поскольку в то время Койперский пояс не был обнаружен, космический зонд не изучал ледяной мир в этом регионе.
Зонд «Новые горизонты» НАСА стал первым межпланетным космическим зондом, который был запущен (в 2006 году) с целью пролета и изучения одного или нескольких объектов в поясе Койпера в последующее десятилетие.
В июле 2015 года космический аппарат пролетел над Плутоном и его лунами, собирая данные об атмосфере, и поверхностях. В 2019 году он совершил ближний полет на объекте под названием 486958 Аррокот в районе Койперского пояса.
7. Гипотетическая планета может объяснить некоторые объекты пояса Койпера
В 2015 году исследователи из Калифорнийского технологического института обнаружили математические доказательства, предполагающие, что «Планета X» может скрываться далеко за Плутоном. Она еще не наблюдалась, но расчеты показывают, что она там есть.
Гравитационное притяжение этой неизведанной планеты могло бы объяснить уникальные орбиты, по крайней мере, пяти небольших ледяных объектов в поясе Койпера. Если бы они были обнаружены, это переосмыслило бы наше понимание эволюции Солнечной системы.