Пояс Койпера


Область Солнечной системы, простирающуюся на расстоянии от 30 до 55 астрономических единиц от Солнца, называют поясом Койпера в честь астронома Джерарда Койпера, предположившего существование большого количества небесных тел за пределами орбит известных планет Солнечной системы. Справедливости ради стоит отметить, что Койпер, высказавший свое предположение в 1951 году, не считал, что этот пояс сохранился, полагая, что он существовал на ранних этапах формирования Солнечной системы. Кроме того, подобные гипотезы высказывались задолго до Койпера: Фредерик Леонард еще в 1930 году, вскоре после открытия Плутона, предположил, что «Плутон – лишь первый из серии тел за орбитой Нептуна», а Кеннет Эджворт в 1943 году пришел к выводу, что «внешняя область Солнечной системы за орбитами планет занята огромным количеством сравнительно небольших тел». Как бы то ни было, после обнаружения в этой области большого количества небесных тел помимо Плутона (на сегодняшний день известно более тысячи объектов с подтвержденными орбитами) название пояса стало общепринятым и употребляется повсеместно.


Поскольку внутренней границей пояса Койпера является орбита Нептуна, все объекты, расположенные за нею, принято называть транснептуновыми.


Пояс Койпера не следует путать с облаком Оорта, которое расположено в тысячи раз дальше.


Крупнейшие из известных транснептуновых объектов



Плутон, открытый в 1930 году, является самым крупным из известных объектов пояса Койпера. Вплоть до 2006 года он считался девятой планетой Солнечной системы. После того как Международным астрономическим союзом (МАС) были определены новые критерии для термина «планета», Плутон перешел в категорию карликовых планет, поскольку не отвечал условию, согласно которому планета должна обладать достаточной гравитацией для того, чтобы расчистить свою орбиту от любых тел, кроме собственных спутников.


В июне 2008 года было введено новое понятие – «плутоид». Так стали называть карликовые планеты, находящиеся в поясе Койпера, – сам Плутон, Эриду, Макемаке и Хаумеа. Другие карликовые планеты (например, Церера из пояса астероидов) плутоидами не являются.


Плутон уступает по размерам и массе не только всем планетам Солнечной системы, но и семи их самым крупным спутникам, в том числе Луне. Предполагают, что Плутон имеет каменное ядро, окруженное мантией из водяного льда, поверх которой расположены льды из летучих веществ – азота, угарного газа и метана. Атмосфера Плутона очень разрежена и состоит из газов, испаряющихся из поверхностных льдов.


В 1978 году был открыт естественный спутник Плутона – Харон. Этот объект лишь вдвое меньше Плутона по размерам и в 8 раз по массе, из-за чего центр масс этой двойной системы находится вне Плутона. Другими словами, Плутон вращается не вокруг своей оси, как другие планеты, а словно водит хоровод сам с собой. Более того, Плутон и Харон расположены настолько близко друг от друга (менее 10 диаметров Плутона), что даже обмениваются атмосферами. Остальные известные на сегодняшний день четыре спутника Плутона – Никта, Гидра, Кербер и Стикс – были открыты с помощью орбитального телескопа «Хаббл» и космической станции «Новые горизонты» в период с 2005 по 2012 год. Их размеры незначительны ‒ от 7 до 54 километров.


Плутон и Харон



Большая часть объектов пояса Койпера малоизучена из-за крайне высокой удаленности от Земли. Например, продолжительность полета автоматической межпланетной станции для исследования Эриды составила бы 25 лет. Поэтому на сегодняшний день информация об этих объектах ограничивается данными, полученными с помощью телескопов и спектрографов, а их изображения являют собой лишь версии, созданные художниками по описаниям ученых (за исключением редких снимков, полученных с автоматических межпланетных станций «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Новые горизонты»). Как правило, транснептуновые объекты состоят из метановых или водяных льдов, зачастую с включениями азота или угарного газа. Многие из этих объектов имеют красноватый оттенок в силу наличия в их составе льдов толинов – органических веществ, образующихся из метана под воздействием ультрафиолетового излучения.


Эрида, вторая по размерам и первая по массе карликовая планета пояса Койпера, была открыта в январе 2005 года группой американских астрономов из Паломарской обсерватории во главе с Майклом Брауном. К тому моменту эта группа несколько лет вела систематические поиски транснептуновых объектов и уже открыла Квавар и Седну.


Какое-то время Эрида претендовала на статус десятой планеты Солнечной системы, но, как и Плутон, не смогла соответствовать новому определению этого термина. Интересно, что изначально эту карликовую планету назвали Ксеной – в честь героини сериала «Ксена – принцесса-воин», но после скандального решения Международного астрономического союза о статусе Плутона Браун решил назвать ее Эридой в честь древнегреческой богини раздора, хотя и признавал, что ей больше подошло бы название Персефона – в честь жены Плутона.


Известно, что средняя температура поверхности Эриды составляет ‒253 °С, а атмосферы на ней попросту нет. Определить массу Эриды удалось благодаря ее спутнику – Дисномии, открытой в сентябре 2005 года и названной в честь древнегреческой богини беззакония, дочери Эриды.


Макемаке – третья карликовая планета пояса Койпера – была открыта в марте 2005 года. Название этому объекту было дано в честь создателя человечества и бога изобилия Маке-Маке из мифологии рапануйцев, коренных жителей острова Пасхи. Орбита Макемаке отслежена по архивным снимкам вплоть до 1955 года. В частности, известно, что полный оборот вокруг Солнца эта карликовая планета осуществляет за 306 лет. Как и Эрида, Макемаке не имеет атмосферы. Средняя температура на ее поверхности составляет ‒241 °С.


Хаумеа – четвертая карликовая планета пояса Койпера, названная в честь гавайской богини плодородия и деторождения. Ее отличительной особенностью является необычайно высокая скорость вращения. Полный оборот вокруг своей оси она осуществляет менее чем за 4 часа – на сегодняшний день это самое быстровращающееся тело Солнечной системы диаметром более 100 километров. Вокруг этой карликовой планеты вращаются два естественных спутника – Хииака и Намака. Имеющиеся данные позволяют утверждать, что Хаумеа достаточно массивный объект для того, чтобы приобрести сферическую форму (одно из условий, необходимых, чтобы называться планетой), но при этом известно, что форма эта сильно вытянута и ближе к эллипсоиду, чем к шару.


Седна – еще один транснептуновый объект, претендующий на звание карликовой планеты. На сегодня это наиболее удаленное от Солнца из известных небесных тел, за исключением долгопериодических комет. В точке наибольшего приближения к Солнцу Седна находится в 2,5 раза дальше орбиты Нептуна, а точка ее наибольшей удаленности находится на расстоянии 960 астрономических единиц, что в 32 раза дальше орбиты Нептуна. Для совершения полного оборота вокруг Солнца Седне необходимо 11 400 лет. Максимальная температура на ней едва достигает ‒237,6 °С, поэтому при выборе названия и было решено остановиться на имени эскимосской богини морей, живущей на дне холодного Северного Ледовитого океана. Многие ученые полагают, что на сегодняшний день Седна является самым важным с научной точки зрения открытием, поскольку, скорее всего, может дать ценную информацию о происхождении и ранних стадиях эволюции Солнечной системы.


Эта статья из крутого проекта «Умный плакат «Солнечная система»! Хочешь узнать о нем подробнее? Тогда жми сюда!