3 категорії пояса Койпера. «Прикордонна застава» на околиці Сонячної системи. Його відкрили, бо дуже цього хотіли

Часто називають кордоном Сонячної системи. Цей диск простягається на відстані від 30 до 50 а.е (1а.е. \u003d 150 млн.км) від Сонця. Його існування було достовірно підтверджено не так давно, і сьогодні його дослідження є новим напрямком планетарних наук. Пояс Койпера був названий на честь астронома Жерарда Койпера (Gerard Kuiper), що передбачив його існування в 1951 році. Передбачається, що больінство об'єктів пояса Койпера за складом являють собою лід з невеликими домішками органічних речовин, тобто близькі до кометного речовини.

У 1992 році астрономи виявили червоне цятка на відстані 42 а.о. від Сонця - перший зареєстрований об'єкт пояса Койпера, Або транснептунових об'єкт. З тих пір їх було виявлено понад тисячу.

Об'єкти пояса Койпера ділять на три категорії. Класичні об'єкти мають приблизно кругові орбіти з невеликим нахилом, не пов'язані з рухом планет. Найвідоміші малі планети, в основному, з їх числа.

Резонансні об'єкти утворюють орбітальний резонанс з Нептуном 1: 2, 2: 3, 2: 5, 3: 4, 3: 5, 4: 5 або 4: 7. Об'єкти з резонансом 2: 3 називаються плутіно в честь найяскравішого їх представника - Плутона.

Астроном Джерард Койпер, в честь якого названий пояс Койпера

Розсіяні об'єкти мають великий ексцентриситет орбіти і можуть в афелії віддалятися від Сонця на кілька сотень астрономічних одиниць. Вважається, що такі об'єкти одного разу занадто близько підійшли до Нептуну, гравітаційний вплив якого витягло їх орбіти. Яскравим прикладом цієї групи є Седна.

Міжнародний астрономічний союз (IAU - International Astronomical Union) займається номенклатурою планет і супутників з 1919 року. Рішення цієї організації впливають на роботу всіх професійних астрономів. Однак іноді IAU робить рекомендації по астрономічним питань, які розбурхують всю громадськість. Однією з таких рекомендацій був переклад Плутона до категорії карликових планет. Тепер він відноситься до транснептунових об'єктів, і є другим за величиною і найвідомішим з них.

Одним з найбільших об'єктів пояса Койпера є 2002 LM60, який має назву також Квавар, або Кваовар (Quaoar). Назва Квавар прийшло з міфології народу Тонгва (Tongva), що проживає колись на території нинішнього Лос-Анджелеса, і позначає велику творчу силу.

Квавар звертається на орбіті, діаметром близько 42 а.о. з періодом 288 років. Вперше він був сфотографований ще в 1980 році, але до числа транснептунових тіл був зарахований лише в 2002 році астрономами Майком Брауном (Mike Brown) і його колегами Каліфорнійського Технологічного Інституту (Caltech) в Каліфорнії.

Діаметр Квавара близько 1250 км, приблизно, як і у Харона, що утворює з Плутоном подвійну систему. Він був найбільшим об'єкт пояса Койпера з моменту відкриття Плутона в 1930 році і Харона в 1978 році. І він дійсно величезний: його обсяг приблизно еквівалентний сумарному обсягу 50 000 астероїдів.

Виявлений в 2004 році 2004 DW, відомий як Орк, або Оркус (Orcus) виявився і того більше - 1520 км в діаметрі. Радіус його орбіти близько 45 а.о.
Ще один об'єкт пояса Койпера 2005 FY9 з умовною назвою «Великодній кролик» (Easterbunny) був відкритий 31 травня 2005 року тією ж командою Майка Брауна з Технологічного Інституту Каліфорнії (Caltech). Про його відкриття було оголошено 29 липня, одночасно з повідомленням про ще двох транснептунових об'єктах: 2003 EL61 і 2003 UB313, відомої також як Еріс (Eris).

2005 FY9 поки єдине офіційна назва об'єкта. Виявлений космічним телескопом Spitzer, він до цих пір залишається загадкою. Його діаметр становить від 50 до 75% діаметра Плутона.

2003 EL61, що не має поки офіційної назви, має приблизно такі ж розміри, але він яскравіше, що зробило його одним з найвідоміших транснептунових об'єктів.

2003 EL61, як і Плутон, має період обертання 308 років, але його орбіта має більший ексцентриситет. Завдяки високій відбивної здатності 2003 EL61, він є третім за яскравістю об'єктом пояса Койпера після Плутона і 2005 FY9. Він настільки яскравий, що іноді його навіть можна побачити в потужні любительські телескопи, хоча його маса становить всього 32% від маси Плутона. 2003 EL61 відноситься до типу розсіяних об'єктів пояса Койпера.

Цікаво, що 2003 EL61 має два супутника. Хоча вчені вже спокійно ставляться до того, що більшість об'єктів пояса Койпера можуть виявитися складними планетними системами.

Еріс, зарахована спочатку до рангу планет, а потім перекладена разом з Плутоном в групу транснептунових об'єктів, на сьогоднішній день вважається малою планетою і є найбільшим об'єктом пояса Койпера.

Діаметр Еріду 2400 кілометрів, що на 6% більше діаметра Плутона. Її маса була визначена завдяки її супутнику - крихітної дисномії, що має період обертання 16 діб. Цікаво, що спочатку карликову планету і її супутницю першовідкривачі планували назвати Зеной і Габріель в честь героїнь відомого серіалу.

У березні 2004 група астрономів оголосила про відкриття малої планети, що обертається навколо Сонця на дуже великій відстані, де сонячна радіація виключно мала. Майк Браун (Mike Brown) у співпраці з доктором Чедом Труйльо (Chad Trujillo) з обсерваторії Gemini, Гаваї, і доктором Девідом Рабиновичем (David Rabinowitz) з Єльського Університету виявили її ще в 2003 році. Виявлена \u200b\u200bмала планета отримала офіційну назву 2003 VB12, але більше відома як Седна (Sedna) - богиня ескімосів, що живе в глибинах Північного Льодовитого океану.

Період обертання Седни 10 500 років, її діаметр трохи більше чверті діаметра Плутона. Її орбіта витягнута, і в своїй далекій точці вона віддаляється від Сонця на 900 а.о. (Для порівняння радіус орбіти Плутона 38 а.о.). Відкривачі Седни зарахували її до об'єктів внутрішньої частини хмари Оорта, оскільки вона ніколи не наближається до Сонця ближче, ніж на 76 а.о. Однак класичному об'єктом області Оорта Седну вважати не можна, оскільки, навіть не дивлячись на виняткові витягнуту орбіту, її рух визначає сонце і об'єкти Сонячної системи, а не випадкові обурення ззовні. Сама Седна незвичайна, адже досить дивно було виявити такий великий об'єкт в порожньому протяженном просторі між поясом Койпера і хмарою Оорта. Можливо, хмару Оорта простягається на більшу, ніж вважалося раніше відстань всередину Сонячної системи.

Сьогодні вважається, що Седна відноситься до числа розсіяних об'єктів пояса Койпера, до яких також відносяться +1995 TL8, 2000. YW134 і 2000 CR105. 2000 CR105, відкритий ще вісім років тому, унікальний своєю виключно витягнутою орбітою, велика піввісь котрої, дорівнює майже 400 а.о.

Інша особливість Седни - її червонуватий відтінок. Красно її тільки Марс. А температура на поверхні дивовижною малої планети не перевищує -240 ° С. Це дуже мало і безпосередньо заміряти тепло від планети (інфрачервоне випромінювання) неможливо, тому використовуються дані з безлічі доступних джерел.

Так само йде справа і з іншими об'єктами пояса Койпера. Більш того, виміряти діаметр цих об'єктів дуже важко. Як правило, їх розмір визначається за яскравістю, що залежить від площі поверхні. Приймається, що альбедо малої планети дорівнює альбедо комет, тобто близько 4%. Хоча останні дані говорять про те, що вона може досягати 12%, тобто об'єкти поясу Койпера можуть виявитися набагато меншими, ніж вважалося раніше.

Зокрема, інтерес викликає об'єкт 2003 EL61, що володіє дуже високою відбивною здатністю. Приблизно на такий же орбіті було виявлено ще п'ять подібних тел. Дивно те, що малі планети недостатньо масивні, щоб утримати атмосферу, яка могла б кристалізуватися і вкрити поверхню.
13 грудня 2005 була виявлена \u200b\u200bмала планета 2004 XR 190, названа Баффі (Buffy). Діаметр Баффі близько 500-1000 км, що не є рекордом для малих планет. Дивно інше: на відміну від розсіяних об'єктів пояса Койпера, що мають витягнуту орбіту, 2004 XR 190 відрізняється майже круговій орбітою (перигелій на відстані 52 а.о. від Сонця, афелій - на відстані 62 а.о.), нахиленої під кутом 47 градусів до площини екліптики. Причина виникнення такої траєкторії астрономам поки неясна.

До сих пір серед деяких астрономів існує думка, що в межах пояса Койпера знаходиться якесь масивне тіло, розміром не менше Плутона. Ще в першій половині минулого століття вчені передбачили існування Нептуна по збурень, що надаються їм на Уран. Пізніше американський астроном Персіваль Ловелл (Percival Lowell) спробував виявити планету, що знаходиться за Нептуном, яка могла б спотворювати його траєкторію. І дійсно, в 1930 році був виявлений Плутон. Правда тут же з'ясувалося, що його маса замала (0,002 земної), щоб відчутно обурювати рух масивного Нептуна. Тому залишилося підозра, що таємничої планетою «Х» був не Плутон, а ще не виявлена \u200b\u200bбільша мала планета. Згодом виявилося, що відхилення в русі Плутона, були лише помилкою вимірювань.

Безумовно, теоретично планета «Х» може існувати, якщо вона мала і досить віддалена, щоб помітно впливати на траєкторію руху Плутона.

Але найближчою до нас об'єктом пояса Койпера може виявитися супутник Сатурна - Феба. Вона обертається навколо планети в зворотну сторону, що говорить про те, що Феба утворилася не в протопланетному диску Сатурна, а десь ще і пізніше він захоплена.

Супутник Сатурна - Феба

Могла сформуватися на геліоцентричної орбіті недалеко від Сатурна з уламків, які сформували його ядро. Згідно з іншим можливого сценарію Феба могла бути захоплена з області, куди як більш віддаленій. Наприклад, з пояса Койпера. Щільність супутника 1,6г / см3, тому не можна сказати, ближче вона до Плутона, що має щільність 1,9 г / см3, або сатурніанським супутникам, щільність яких у середньому близько 1,3 г / см3. Однак такий показник занадто ненадійний, щоб на нього спиратися. Тому це питання залишається досить спірним.

За поясом Койпера знаходиться ще одне більш глобальне освіту - хмару Оорта. Вперше ідея існування такого хмари була висунута естонським астрономом Ернстом Епіком в 1932 році, а потім теоретично розроблялася нідерландським астрофізиком Яном Оортом (Jan Oort) в 1950-х, в честь якого хмара і було названо. Біло відвінуто предпооженіе, що комети прилітають з протяжної сферичної оболонки, що складається з крижаних тіл, на околицях Сонячної системи. Цей величезний рій об'єктів сьогодні називається хмарою Оорта. Він простягається в сфері, радіусом від 5 000 до 100 000 а.о.

Складається з мільярдів крижаних тіл. Зрідка проходять зірки порушують орбіту одного з тіл, викликаючи його рух у внутрішню частину Сонячної системи як длінноперіодіческой комети. Такі комети мають дуже велику і витягнуту орбіту і, як правило, спостерігаються лише раз. Одним із прикладів длінноперіодіческіх комет є комети Галлея і Свіфта - Туттля (Swift-Tuttle). На відміну від них, періодичними комети, період обертання яких менше 200 років, рухаються в площині планет і прилітають до нас з поясу Койпера.

Вважається, що Хмара Оорта має найбільшу щільність в площині екліптики, тут знаходиться приблизно одна шоста всіх об'єктів, що становлять хмару Оорта. Температура тут не вище 4К, що близько до абсолютному нулю. Простір за хмарою Оорта Сонячної системі не вже належить, так само як і прикордонні області хмари Оорта.

пояс Койпера є навколозоряний диск, який обертається навколо Сонця на відстані від 30 до 55 од.

Пояс Койпера отримав своє ім'я на честь Жерара Койпера, що передбачив його існування в 1951 році, за 41 рік до перших спостережень цих тіл в 1992 році. Вони належать до групи так званих транснептунскіх об'єктів. Виявлені об'єкти мають розміри від 100 до 1000 кілометрів в діаметрі. Вважається, що цей пояс є джерелом короткоперіодних комет.

Перший з цих об'єктів був виявлений в 1992 році командою з Гавайського університету.

Ця кільцева область схожа на пояс астероїдів, але більше, в 20 разів більше і в 20-200 разів потужніших. Подібно поясу астероїдів, він в основному складається з невеликих тіл, залишків утворення Сонячної системи і, по крайней мере, трьох карликових планет, Плутона, Макемаке і Хауме. З іншого боку, в той час як пояс астероїдів в основному складається з скелястих і металевих тіл, об'єкти поясу Койпера складаються в основному з заморожених летких з'єднань, таких як метан, аміак або вода.

Пояс Койпера не слід плутати з хмарою Оорта, зоною, все ще теоретичної. Об'єкти пояса Койпера, а також розсіяні об'єкти і будь-які потенційні члени хмари Оорта називаються спільно транснептунскімі об'єктами.

Об'єкти пояса Койпера

Спостерігалося більше 800 об'єктів пояса Койпера. Довгий час астрономи вважали Плутон і Харон головними об'єктами цієї групи.

Однак, 4 червня 2002 року був виявлений Квавар, об'єкт незвичайного розміру. Це тіло виявилося вдвічі менше Плутона. Будучи також більше, ніж місяць Харон. З тих пір були виявлені інші другорядні об'єкти поясу Койпера.

Але 13 листопада 2003 року було оголошено про відкриття великого тіла яке набагато далі ніж Плутон, вони назвали його Седною. Об'єкт Седна скинув з позиції другого за величиною транснептунского об'єкта. Його приналежність до поясу Койпера береться під сумнів деякими астрономами, які вважають його занадто далеким від пояса Койпера, можливо, представника нижньої межі хмари Оорта.

Подив сталося 29 липня 2005 року, коли було оголошено про відкриття трьох нових об'єктів: Еріс, Макемаке і Хаумеа. Спочатку вважалося, що Еріс була старше самого Плутона, тому він отримав назву, як десята планета, і в той час вважався легендарною Планетою X. Однак зонд NASA New Horizons в 2015 році виявив діаметр Плутона. Він становить 2370 кілометрів, тобто приблизно на 80 кілометрів більше, ніж попередні оцінки, і тому ми тепер з упевненістю знаємо, що Еріс (2326 ± 12 км) трохи менше Плутона. Строго кажучи, Еріс не належить до поясу Койпера. Він є частиною хмари Оорта, тому що його середня відстань до Сонця складає 67 мкА.

Класифікація

Точна класифікація всіх цих об'єктів неясна, оскільки в спостереженнях міститься дуже мало інформації про їх склад або поверхнях. Навіть оцінки їх розміру сумнівні, оскільки в багатьох випадках вони засновані тільки на непрямих даних в порівнянні з іншими подібними об'єктами, такими як.

З моменту відкриття першого об'єкту в 1992 році в поясі Койпера було виявлено понад тисячу інших об'єктів, і в ньому було б більше 70 000 тіл діаметром більше 100 км.

Великі об'єкти поясу Койпера

У 2007 році Плутон був найбільшим відомим об'єктом пояса Койпера діаметром 2300 км. З 2000 року було виявлено кілька об'єктів в поясі Койпера діаметром від 500 до 1200 км. Квавар, класичний об'єкт, відкритий в 2002 році, має діаметр понад 1200 км. Макемаке і Хауме, відкриття яких були оголошені одночасно 29 липня 2005 року, ще більше. Інші об'єкти, такі як Иксион (виявлений в 2001 році) і Варуна (виявлений у 2000 році), мають діаметр близько 500 км.

У 2015 році тільки п'ять об'єктів сонячної системи, Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке і Еріс, офіційно вважаються карликовими планетами, а останні чотири - плутоїди. Однак багато інших об'єктів в поясі Койпера досить великі, щоб бути сферичними і в майбутньому можуть бути класифіковані як планети карлики.

Незважаючи на свою велику протяжність, загальна маса пояса Койпера досить мала, що приблизно на одну десяту від загальної площі Землі. Більшість об'єктів тьмяно освітлені, що узгоджується з аккреционного моделями, так як тільки деякі з об'єктів з певним розміром були в стані рости більше. У загальному випадку число об'єктів певного розміру N обернено пропорційно деякій потужності q діаметра D: N ~ D-q. Це співвідношення пропорційності підтверджується спостереженнями, а значення q оцінюється в 4 ± 0,555. У поточному стані знань (2008) відома тільки величина об'єктів; їх розмір визначається виходячи з їх постійного альбедо.

Два з трьох найбільших об'єктів в поясі Койпера мають супутники: у Плутона п'ять, а у Хауме - два. Крім того, Еріс, розсіяний об'єкт, який сформувався в поясі Койпера, має один. Частка об'єктів пояса Койпера зі супутниками вище для великих об'єктів, ніж для більш дрібних, вказує на інший механізм формування. З іншого боку, 1% (або високий відсоток) об'єктів були б двійковими системами, тобто двома об'єктами відносно близькій маси на орбіті навколо один одного. Плутон і Харон - найвідоміші приклади.

Загальна маса об'єктів в поясі Койпера оцінювалася телескопом по їх числу і величиною, оцінюючи середнє альбедо при 0,04 і середню щільність при 1 г / см3. Це дає масу, приблизно рівну 1% маси землі.

Пояс Койпера - це регіон в Сонячній системі, який починається за Нептуном. Але вчені на даний момент не знають, де він закінчується. Ми не знаємо, що відбувається на зовнішньому краї пояса Койпера і де він знаходиться, але ми знаємо, що він дуже далеко: деякі відкриті об'єкти поясу Койпера мають незвичайні орбіти, які в 2000 разів більше, ніж відстань між Землею і Сонцем.

Відкриття пояса Койпера

Ніхто не передбачав виявлення пояса Койпера. Ніхто не писав роботу, в якій би йшлося: «Шукайте тут об'єкти такої-то яскравості, такого-то розміру і в такому-то кількості». Але були припущення. Найвідоміше з них - це припущення Джерарда Койпера, американського астронома голландського походження. У 1951 році він написав роботу, в якій говорив, що це дивно, що Сонячна система закінчується на Плутоні, і, можливо, вона триває і після нього. Це звучить нормально для сучасних читачів. Але, крім того, Койпер сказав: «Якби на межі Сонячної системи були маленькі об'єкти, гравітація Плутона (якого ми вважаємо таким же потужним небесним тілом, як Земля, або більше) давним-давно дестабілізувала б орбіти цих об'єктів, а цей регіон був б порожній ». Койпер був неправий щодо Плутона: він не так масивний, містить тільки 0,2% маси Землі і не робить такого ефекту на навколишні небесні тіла. Іронія полягає в тому, що Койпер не допустити існування того, що згодом стало називатися поясом Койпера. Він припустив, що його там немає. Це приклад закону Стиглера: «Ніяке наукове відкриття не було названо на честь першовідкривача». Закон Стиглера був відкритий Робертом Мертоном, що доводить це твердження.

Джерард Койпер (1905-1973)

До Койпера вчені також висували різні припущення. Одне з них було зроблено в 1943 році під час Другої світової війни ірландцем по імені Кеннет Еджворт. Він написав один або два пропозиції в своїй статті і сказав: «Можливо, є якісь небесні тіла на краї Сонячної системи, які занадто тьмяні, щоб ми їх побачили (він назвав їх кластерами), і, можливо, вони відносяться до комет» . Але це не наукове припущення, воно ні на чому не грунтується, і з ним нічого не можна зробити. Це нагадує записи Нострадамуса, який в XVI столітті випадково передбачив Другу світову війну і вбивство президента Кеннеді. Якщо ви пишете щось розпливчасте, ви залишаєте для майбутніх поколінь простір для роздумів. Хтось може вирішити, що ви знали, про що говорили, хоча насправді це було не так.

Коли ми почали шукати пояс Койпера в 1986 році, комп'ютери були такими слабкими, що ніхто не міг вирахувати динаміку Сонячної системи. Потрібно було працювати з приблизними цифрами, які складалися аналітично, а це дуже складно. У той час був великий інтерес до того, звідки приходять періодичними комети, тому що їх передбачуваний джерело - хмару Оорта - ще не був знайдений. Уругвайський астроном Хуліо Фернандез написав статтю в 1980 році, припустивши, що за Нептуном може існувати область, звідки приходять періодичними комети. Ця стаття вже була схожа на наукове припущення. На відміну від робіт Койпера і Еджворта, вона здається переконливою в ретроспективі. Але вона не мотивувала вчених на пошуки, включаючи нас. Звучить погано, але це була просто ще одна стаття.

Перші об'єкти поясу Койпера

Науковий метод часто описується як припущення, які доведені спостереженнями. Але наука часто працює не так. В астрономії майже нічого не відкривається за допомогою припущень і майже все важливе відкривається випадково. Теорії часто створюються, щоб описати нові речі, які піддаються спостереженнями. Рідко буває так, що висунуте припущення підтверджується спостереженнями. Ми просто недостатньо гарні для цього. Проте без відповідної моделі в 1985 році ми б не знали, що той факт, що на кордонах Сонячної системи порожньо, здається дивним. За Сатурном були Уран, Нептун і Плутон - три об'єкти. При цьому внутрішня частина Сонячної системи сповнена різних об'єктів: астероїдів, комет, інших планет. І це було дуже дивно: чому Сонячна система повинна бути порожньою скраю і повної об'єктів всередині? Ось чому ми вирішили провести дослідження. Вона порожня, тому що всі об'єкти віддалені, або вона порожня, тому що далекі об'єкти занадто тьмяні, щоб ми їх помітили. Ми не думали про поясі Койпера, не думали про те, що знаходиться за Нептуном, ми були щасливі, що знаємо хоча б, що знаходиться за Сатурном, і більше ні про що було говорити. У підсумку ми почали дослідження, яке назвали «дослідження повільних об'єктів». Воно було націлене на те, щоб знайти щось за Сатурном.

Виявилося, що дуже складно порахувати відстань до об'єкта, якщо ви не використовуєте особливу геометрію, щоб направити телескоп прямо у напрямку до Сонця. Коли ви робите це, швидкість руху об'єкта по небу обернено пропорційна відстані через паралакса. Це як два літаки: той, що летить вище на швидкості 50 миль / год, довше перетинає небо, а той, що летить низько на тій же швидкості, перетинає небо дуже швидко. Ми можемо виміряти відстань виходячи з швидкості. Ми використовували цю просту тактику спостереження протилежно Сонця, а потім використовували паралакс, щоб виміряти відстань. Ось чому ми назвали це «дослідженням повільних об'єктів». Ми шукали повільно рухомі об'єкти, тому що, швидше за все, ці об'єкти розташовані дуже далеко.

Ми роками не могли знайти нічого цікавого. Ми знайшли багато об'єктів на кшталт астероїдів усередині Сонячної системи, але нічого не знайшли в Сатурном, а шукали саме це. Ми витратили близько 5 років на це дослідження і не знаходили нічого цінного аж до 1992 року. А потім знайшли об'єкт. Він був не просто за орбітою Сатурна - він був далеко за межами відомого регіону Сонячної системи. Ми назвали цей об'єкт тисяча дев'ятсот дев'яносто два QB1. Це був самий далекий об'єкт, який коли-небудь спостерігався в Сонячній системі.

Це було захоплююче. Справа в тому, що, поки ти не знайдеш перший об'єкт, ти не знаєш, марно чи то, що ти робиш, не знаєш, чи в правильному напрямку ти шукаєш. Ти навіть не знаєш, чи є там що шукати. Але як тільки ти знаходиш один об'єкт, всі сумніви зникають. Це так впливає на всю роботу, на образ думок, що ти переходиш за все психологічні бар'єри. Те, що здавалося неможливим, стає звичайною справою, коли це вже зроблено. Я працював разом з Джейн Лу, яка була постдоком в той час. Після того як ми знайшли тисячу дев'ятсот дев'яносто дві QB1, ми почали знаходити і інші об'єкти. Ми знайшли близько 40 або 50 об'єктів протягом наступних кількох років. Інші вчені приєдналися до цієї гри, і до середини 2016 року загальна кількість відомих об'єктів становило майже 2 000. Це дуже багато.

Об'єкти пояса Койпера і міграція планет

Незабаром ми зробили багато дивовижних відкриттів, що стосуються пояса Койпера. Наприклад, ми виявили, що є різні види об'єктів пояса Койпера. Ми дали їм різні назви: класичні, резонансні, розсіяні і відокремлені. Вони динамічно відрізняються один від одного - в основному з причин, пов'язаних з гравітаційним контролем Нептуна, який є досить масивної планетою (в 16 разів масивніше Землі) і знаходиться не так далеко від деяких об'єктів пояса Койпера. Нептун накладає динамічну структуру на пояс Койпера через свого гравітаційного впливу. Ми довели, що Плутон - це просто один з великих об'єктів пояса Койпера, визначили розподіл розмірів і мас в поясі Койпера і зрозуміли, що це тільки верхівка айсберга: з об'єктів, які ми бачили, ми витягли 100 000 об'єктів пояса Койпера більше сотні кілометрів і мільярд об'єктів більше одного кілометра. Вражаюче, що раніше вони були повністю невідомими.

Незважаючи на те що об'єктів пояса Койпера дуже багато, ми виявили, що їх маса досить мала і дорівнює лише 10% від маси Землі. Це було загадкою: як формуються ці тіла, якщо у них така маленька маса? Дуже мало матеріалу поширене по великому обсягу пояса Койпера. Ці тіла ростуть дуже повільно. Моделі малої маси пояса Койпера стали гарячою темою. Вони були засновані на ідеї, що пояс Койпера був набагато більш потужним, коли почав формуватися, - в 20 або 40 разів масивніше Землі. Але велика частина маси була втрачена.

орбітальний резонанс

Ключ до розуміння втрати маси полягає в іншому зробленому нами спостереженні. Воно полягає в тому, що об'єкти поясу Койпера «прив'язані» орбітальним резонансом Нептуна. Це означає, що їх сидеричний період обертання, поділений на сидерический період Нептуна, - це відношення малих цілих чисел. Наприклад, в резонансі від 3 до 2 Нептун тричі обходить Сонце за той же час, за яке об'єкти поясу Койпера встигають обігнути Сонце тільки два рази. Це означає, що сила тяжіння Нептуна діє на тіла в тій орбіті, тому сила зростає, як коли ми качаємо гойдалки і сила примножується з часом.

Це відкриття зробила Рену Малхотра з Арізони в 1990-х роках незабаром після відкриття поясу Койпера. Спостереження за першими резонансними об'єктами привело до появи цієї прекрасної моделі. Але питання в тому, як затягнути ці об'єкти в резонанс. Якщо просто розкидати об'єкти поясу Койпера, мало хто з них увійдуть до такого резонансу, який ми спостерігаємо. Рену пояснила і це. Вона відштовхувалася від робіт Фернандеза і Уінг Іпа, в яких говорилося, що планети мігрують. Радіуси орбіт планет не завжди були такими, як зараз: Нептун, наприклад, спочатку був ближче до Сонця, а потім рухався у напрямку від нього.

І поки він відходив далі, його резонанси виштовхувалися і збирали об'єкти поясу Койпера. Це схоже на те, як сніг збирається в лопаті, коли ми її в нього заштовхуємо. У міру того як резонанс перетинав пояс Койпера, об'єкти до нього «прилипали». Це пояснює, чому в орбітальному резонансі так багато об'єктів. Це єдине пояснення того, чому в резонансі з Нептуном знаходиться так багато тіл. Пояс Койпера показує, що планети сформувалися не на тих орбітах, на яких вони знаходяться зараз. Вони мігрують.

Вплив на Сонячну систему

Пояс Койпера сильно вплинув на розуміння походження і динаміки Сонячної системи. До цього Сонячна система була схожа на годинник: набір планет, що обертаються навколо Сонця невимушено, стабільно, передбачувано і навіть нудно. Після виявлення пояса Койпера, а особливо резонансних об'єктів, через які мігрують планети, з'явилися незвичайні можливості. Якщо планети неслися туди, де вони знаходяться зараз, вони, можливо, пройшли через резонанси один одного. Якщо це так, то вони струсонули Сонячну систему, і відбулися різні хаотичні процеси. У деяких моделях втрата 99,9% об'єктів пояса Койпера могла статися в результаті сильного струсу Сонячної системи, яке сталося в результаті взаємодій між Юпітером і Сатурном, яке відбулося в результаті міграції планет.

Розуміння того, що структура пояса Койпера залежить від міграції планет, змінило напрямок досліджень Сонячної системи. Особливості, що не були очікувані і які ніхто не передбачав, виявилися напрочуд важливими для розуміння нашого місця в цій системі. Вплив пояса Койпера на вивчення Сонячної системи і еволюції її формування було величезним. Наше розуміння походження архітектури Сонячної системи сильно відрізняється від того, що ми думали раніше. І тепер ми розуміємо, що Сонячна система працює далеко не як годинник.

Пояс Койпера і хмара Оорта

Комети зазвичай не дуже великі (близько кілометра в діаметрі), і вони втрачають масу (вона йде в хвіст). Ми можемо порахувати, як довго комета може втрачати масу за нашими мірками. І це відбувається не дуже довго - близько 10 000 років. Ядро комети не може бути того ж віку, що і Сонячна система, якій вже 4,5 мільярда років. Швидше за все, вони недавно з'явилися в Сонячній системі. Іншими словами, вони тільки з'являються в Сонячній системі десь недалеко від Землі і, як тільки вони з'являються, починають випаровуватися. Питання в тому, звідки вони беруться.

Є дві відповіді на це питання. Перший був сформульований в 1950-х роках голландським астрономом Яном Оортом. Він з'ясував, що долгопериодические комети (ті, чиї орбіти старше 200 років) мають еліптичну орбіту дуже великого розміру, яка поширюється рандомно. Приблизно рівна кількість приходить з різних сторін: з північної півкулі, з південного, з сферичного і ізотропного джерела. Сферичний джерело називають хмарою Оорта. Воно виглядає як великий бджолиний рій, навколишній Сонячну систему. Він величезний, в 50 000 або 70 000 разів більше відстані між Сонцем і Землею. Це джерело долгоперіодіческіх комет. Ми не спостерігаємо за об'єктами в хмарі Оорта, тому що вони занадто тьмяні для наших телескопів. Все, що ми знаємо про хмарі Оорта, включаючи відомості про його існування, було отримано з комет, які вибилися із хмари Оорта гравітацією пролітають повз зірок.

Комета ISON проходить повз Венеру. Комета прилетіла із хмари Оорта

З іншого боку, періодичними комети (з періодом менше 200 років) мають відносно малу і круглу орбіту. Вони розподілені НЕ рандомно, а, навпаки, суміщені з площиною орбіт Сонячної системи. Питання той же: звідки вони беруться? Оорт говорив, що вони приходять з хмари Оорта, але Юпітер зміг зловити їх і переломити їх орбіти так, щоб вони сформували диск. Ця ідея приймалася з 1950-х до 1980-х років. Але виявилося, що Юпітеру складно схоплювати досить долгоперіодіческіх комет із хмари Оорта і робити їх короткоперіодичних.

Пояс Койпера, який ми знаємо, поставляє Сонячній системі короткопериодические системи. І так як пояс набагато ближче (50 астрономічних одиниць замість 50 000 астрономічних одиниць хмари Оорта), ми можемо спостерігати за ним, а не просто за предметами, які залетіли в навколоземний простір. Це ще одна причина, по якій пояс Койпера так нашумів серед астрономів.

Пояс Койпера і інші зоряні системи

Залишкові диски - це аналоги пояса Койпера, які знаходяться навколо інших зірок. Багато зірок того ж типу, що й Сонце, мають диски з пилу, в яких частинки пилу в диску не можуть жити довго. Ми можемо порахувати, як довго існує пил, і цей термін невеликий. Той факт, що зірка все ще має пиловий (або залишковий пиловий) диск, означає, що пил утворюється з якогось джерела. Модель пояса Койпера - це найкращий відомий нам джерело пилу. Одна відмінність полягає в тому, що більшість залишкових дисків більш масивні, ніж пояс Койпера. Це збігається з тією думкою, що пояс Койпера був набагато більш масивний, ніж він є зараз. Якщо подивитися на масивні залишкові кільця, можна зрозуміти, як виглядала молода Сонячна система.

Майбутні напрямки досліджень

Виявлення пояса Койпера дало нам краще розуміння того, як влаштована Сонячна система, але ми все ще не можемо бачити далекі її частини. Ми не можемо спостерігати за хмарою Оорта, тому що воно занадто далеко і об'єкти недостатньо яскраві. Навіть зовнішні частини пояса Койпера не так просто знайти. Ми припускаємо, що пояс Койпера змішується з хмарою Оорта, і хотіли б знати, де і як це відбувається. Ми б хотіли виміряти орбітальну структуру пояса більш детально. Тоді у нас були б сильніші здогади про походження й еволюції Сонячної системи. Наприклад, резонансний захоплення працює по-різному, якщо планети мігрують повільно і плавно і якщо вони мігрують швидко і в стрибає режимі. Вимірювання орбіт об'єктів пояса Койпера потенційно можуть розповісти нам, як мігрував Нептун, і, можливо, навіть як і як довго він це робив. Ми побудували моделі, які адаптуються до нових спостереженнями Сонячної системи, але деякі особливості залишаються незрозумілими. Зовнішній край класичного пояса Койпера - це не природна послідовність запропонованих моделей. Майбутні спостереження можуть допомогти вирішити цю проблему, але важливіше побудувати нові моделі, щоб поліпшити загальне розуміння пристрою Сонячної системи. Зрештою ми б хотіли дослідити пояс Койпера за допомогою космічного судна. На жаль, існуючі ракетні технології не готові до цього завдання. У найближчі десятиліття прогрес прийде зі спостережень за допомогою наземних і космічних телескопів.

На даний момент найдальшої планетою в Сонячній системі визнаний Нептун. Що стосується Плутона, то з 2006 року Міжнародний астрономічний союз він був розжалуваний з визначення бути "планетою" і став частиною пояса Койпера, отримавши визначення "карликова планета". Далекі небесні об'єкти у яких середня відстань до Сонця більше, ніж у Нептуна при цьому вони обертаються навколо Сонця отримали назву "транснептунові об'єкти". Тому до найбільшим транснептунових об'єктів, розташованим в поясі Койпера відносяться Плутон, його великий супутник Харон, масивна карликова планета Еріда і ще близько 1400 транснептунових об'єктів

За орбітою найдальшої планетою від Сонця Нептуна починається пояс Койпера, який являє собою залишковий матеріал після побудови Сонячної Системи в вигляді різних об'єктів схожих на астероїди, тільки складаються в основному з льоду, метану, аміаку і води.

Після відкриття поясу Койпера в 1992 році кількість позначених об'єктів перевищила 1000, серед яких відомі карликові планети Плутон, Хаумеа і Макемаке.

На початку відкриття вважали, що саме пояс Койпера є будівельним матеріалом для комет, невеликий орбітальний період яких не перевищував 200 років, проте пізніше з'ясувалося, що джерелом може бути динамічно активна область, яку назвали розсіяний диск, орбіти об'єктів якої йдуть на велику відстань від Сонця (понад 100 а.о.)

розсіяний диск

Даний регіон занадто далеко знаходиться від Сонця, де розташовується невелика кількість небесних тіл, що складаються в основному з льоду. Як і з чого з'явилася область з настільки "розсіяними" об'єктами, (вони ж класифікуються, як "транснептунові об'єкти"), але більшість вчених схиляються до думки, що таке поле з'явилося з об'єктів Пояси Койпера за рахунок гравітаційної взаємодії із зовнішніми планетами, однією з яких був великою планетою Нептун.

Ще не підтверджена технічними засобами область дуже далека від Сонця від 50 тис. До 100 тис. А.о. (Це приблизно 1 світловий рік) і близько 1/4 відстані до Проксіми Центавра, найближчої зірки до нашої Сонячної системи.

Пояс Койпера - це дискообразная область крижаних об'єктів за орбітою Нептуна - в мільярдах кілометрів від нашого Сонця. Плутон і Еріда є найвідомішими з цих крижаних світів. Там можуть бути ще сотні крижаних карликів. Пояс Койпера і ще більш далеке Хмара Оорта, як вважають, є домом для комет, що обертаються навколо Сонця.

10 фактів, які необхідно знати про Поясі Койпера і Хмарі Оорта

1. Пояс Койпера і Хмара Оорта - це області простору. Відомі крижані світи і комети в обох областях значно менше, ніж Місяць Землі.
2. Пояс Койпера і Хмара Оорта оточують наше Cолнце. Пояс Койпера є кільце у формі пончика, розширюючись якраз за орбітою Нептуна на відстані приблизно від 30 до 55 а.о. Хмара Оорта є сферичну оболонку, що займає простір на відстані від п'яти тисяч до 100 тисяч а.о.
3. Довгоперіодичні комети (у яких період обертання понад 200 років) відбуваються з Хмари Оорта. Періодичними комети (період обертання менше 200 років) беруть початок в поясі Койпера.
4. В межах поясу Койпера можуть бути сотні тисяч крижаних тіл розміром більше 100 км (62 миль) і близько трильйона або більше комет. Хмара Оорта може містити більше трильйона крижаних тіл.
5. Деякі карликові планети в межах пояса Койпера мають тонкі атмосфери, які руйнуються, коли їх орбіти несуть їх на найдальше відстань від Сонця.
6. Кілька карликових планет в поясі Койпера мають крихітні місяця.
7. Не існує відомих кілець навколо світів в будь-якій ділянці простору.
8. Першою місією в поясі Койпера є місія "Нові Горизонти". Вона досягне Плутона в 2015 році.
9. Наскільки відомо, область простору не здатна підтримувати життя.
10 Пояс Койпера і хмара Оорта названі по іменах астрономів, які передбачили їх існування в 1950-х: Джерард Койпер і Ян Оорт.

хмара Оорта
У 1950 році голландський астроном Ян Оорт припустив, що деякі комети приходять з величезною, дуже далекій сферичної оболонки крижаних тіл, що оточують Сонячну систему. Ця гігантська хмара об'єктів тепер називається Хмара Оорта, що займає простір на відстані від 5000 до 100 000 астрономічних одиниць. (Одна астрономічна одиниця, або а.о., дорівнює середній відстані Землі від Сонця: близько 150 млн. Км або 93 мільйони миль.)

Зовнішній простір Хмари Оорта, як вважають, знаходиться в області простору, де гравітаційне вплив Сонця слабкіше, ніж вплив найближчих зірок.

Ілюстроване зображення Хмари Оорта

Хмара Оорта, ймовірно, містить від 0,1 до 2 трлн крижаних тіл в сонячній орбіті. Іноді гігантські молекулярні хмари, зірки, що проходять неподалік, або приливні взаємодії з диском Чумацького Шляху порушують орбіти деяких з цих тіл у зовнішній області Хмари Оорта, в результаті чого об'єкти падають всередину Сонячної системи, це так звані долгопериодические комета. Ці комети мають дуже великі, ексцентричні орбіти, і їм необхідно тисячі років, щоб облетіти Сонце. В історії людства вони спостерігалися у внутрішній Сонячній системі тільки один раз.

пояс Койпера
На відміну від довгоперіодичних, короткоперіодичних комет потрібно менше 200 років, щоб облетіти навколо Сонця, і вони подорожують приблизно в тій же площині, в якій знаходяться орбіти більшості планет. Як передбачається, вони відбуваються з дископодібної області за Нептуном, званої пояс Койпера, названий на честь астронома Джерарда Койпера. (Його іноді називають пояс Еджворта-Койпера, визнаючи незалежне і попереднє обговорення Кеннета Еджворта.) Об'єкти в хмарі Оорта і в поясі Койпера, імовірно, є залишками від формування Сонячної системи близько 4,6 мільярда років тому.

Ілюстроване зображення Пояси Койпера

Пояс Койпера простягається приблизно від 30 до 55 а.о. і, ймовірно, заповнений сотнями тисяч крижаних тіл розміром більше 100 км (62 миль) в діаметрі і приблизно трильйон або більше комет.

Об'єкти Пояси Койпера
У 1992 році астрономи виявили тьмяне пляма світла від об'єкта, що знаходиться близько 42 а.о. від Сонця - це був перший раз, коли об'єкт пояса Койпера (або ОПК для стислості) був помічений. Понад 1300 ОПК були визначені з 1992 року. (Іноді їх називають об'єкти Еджворта-Койпера, також їх називають транснептунової об'єктами або ТНО для стислості.)

Найбільші транснептунові об'єкти

Так як ОПК настільки далекі, їх розміри важко виміряти. Розрахований діаметр ОПК залежить від припущення, який є поверхня, що відбиває об'єкта. За допомогою інфрачервоних спостережень космічного телескопа Спітцер розміри більшості найбільших ОПК були визначені.

Одним з найбільш незвичайних ОПК є карликова планета Хаумеа, яка є частиною ударного сімейства, що обертається на орбіті навколо сонце. Цей об'єкт, Хаумеа, мабуть, зіткнувся з іншим об'єктом, який був приблизно половину від його розміру. Удар викликав вибух великих крижаних шматків і відправив Хаумеа вільно кружляти, викликавши його обертання вгору-вниз кожні чотири години. Вона обертається так швидко, що приймає форму розчавленого американського футбольного м'яча. Хаумеа і дві маленькі місяця - Хііака і Намака - складають сімейство Хаумеа.

У березні 2004 року група астрономів оголосила про виявлення планети, як транснептунового об'єкта, що обертається навколо Сонця на екстремальної дистанції, в одній з найхолодніших відомих областях нашої сонячної системи. Об'єкт (2003VB12), названий Седною в честь ескімоської богині, яка живе на дні холодного Льодовитого океану, наближається до Сонця тільки на короткий час за своєю 10500-річній орбіті. Він ніколи не входив в пояс Койпера, у якого область зовнішнього кордону знаходиться приблизно в 55 а.о. - замість цього, Седна рухається по довгій, витягнутій еліптичній орбіті від 76 до майже 1000 а.о. від сонця. Оскільки орбіта Седни знаходиться на такій екстремальній дистанції, її першовідкривачі припустили, що це перше спостерігається небесне тіло, що належить до внутрішньої частини Хмари Оорта.

У липні 2005 року група вчених оголосила про виявлення ОПК, який був, як спочатку вважалося, на приблизно на 10 відсотків більше, ніж Плутон. Об'єкт, тимчасово позначений як 2003UB313 і пізніше названий Еріда, обертається навколо Сонця приблизно раз в 560 років, його відстань коливається приблизно від 38 до 98 а.о. (Для порівняння, Плутон рухається з 29 до 49 а.о. по сонячній орбіті.) Еріда має невелику місяць з назвою дисномії. Пізніші виміри показують, що вона за розміром трохи менше, ніж Плутон.

Відкриття Еріду - обертається навколо Сонця і навколо за розмірами до Плутона (який потім став вважатися дев'ятою планетою) - змусило астрономів розглянути питання, чи слід класифікувати Еріду як десяту планету. Однак, у 2006 році Міжнародний астрономічний союз створив новий клас об'єктів, званих карликовими планетами, і помістили Плутон, Еріду і астероїд Церера в цю категорію.

Обидві віддалені області названі по іменах астрономів, що передбачив їх існування - Джерард Койпер і Ян Оорт. Об'єкти, виявлені в поясі Койпера, отримали свої назви за іменами персонажів з різних міфологій. Еріда названа в честь грецької богині розбрату і ворожнечі. Хаумеа названа в честь гавайської богині родючості і дітонародження. Комети з обох областей, як правило, називаються на честь людини, який виявив їх.

Найбільші об'єкти поясу Койпера

Карликова планета Еріда

Крижаний карликовій планеті Еріда потрібно 557 земних року, щоб зробити один повний оборот навколо нашого Сонця. Площина орбіти Еріди розташована поза площиною планет Сонячної системи і простягається далеко за межі пояса Койпера, в зону крижаного сміття за межами орбіти Нептуна.

Карликова планета Еріда так часто знаходиться далеко від Сонця, що її атмосфера руйнується і повністю замерзає на поверхні в крижаній глазурі. Її поверхня відбиває стільки ж сонячного світла, скільки свіжовипадшої сніг.

Рух Еріду на нічному небі

Вчені вважають, температура поверхні Еріду змінюється в проміжках від -359 градусів за Фаренгейтом (-217 градусів за Цельсієм) до -405 градусів за Фаренгейтом (-243 градусів за Цельсієм). Тонка атмосфера Еріду починає танути, коли планета підходить ближче до Сонця, відкриваю свою скелясту поверхню, схожу на Плутон.

Еріда виявилася більше Плутона. Це відкриття викликало дебати в науковому співтоваристві і в кінцевому підсумку призвело до перегляду визначення планети Міжнародним астрономічним Союзом.

Як показали останні спостереження, Еріда насправді може бути менше, ніж Плутон. Плутон, Еріда і інші подібні об'єкти в даний час класифікуються як карликові планети. Вони також називаються плутоїди, в знак визнання особливого місця Плутона в нашій історії.

Еріда занадто мала і надто далека, щоб бути побачена. Дисномії є єдиним відомим супутником карликової планети Еріда. Ця та інші дрібні супутники навколо карликових планет, дозволили астрономам обчислити масу батьківського тіла.

Дисномії грає важливу роль у визначенні того, як можна порівняти Плутон і Еріда один до одного.

Всі астероїди в поясі астероїдів могли б легко поміститися усередині Еріду. Проте, Еріда, як і Плутон менше, ніж супутник Землі Місяць.

Еріда була вперше помічена в 2003 році під час обстеження зовнішньої Сонячної системи Майком Брауном з обсерваторії Паломар, Чадом Трухільо з обсерваторії Геміні і Девідом Рабиновичем з Єльського університету. Відкриття було підтверджено в січні 2005 року і було представлено в якості можливої \u200b\u200b10-ї планети нашої Сонячної системи, так як це був перший об'єкт в поясі Койпера, який виявився більше, ніж Плутон.

Спочатку вона називалася 2003 UB313. Еріда названа в честь давньогрецької богині розбрату і ворожнечі. Назва відповідає істині, оскільки Еріда залишається в центрі наукової дискусії про визначення планети.

Супутник Еріду дисномії названа в честь дочки Еріду, яка була богинею беззаконня.

Карликова планета Плутон

Карликова планета Плутон є єдиною планетою-карликом в Сонячній системі, яка стояла в ряду основних планет. Не так давно Плутон вважався повноцінної дев'ятою планетою, найбільш віддаленої від Сонця. Тепер же він розглядається, як один з найбільших об'єктів пояса Койпера - темною дископодібної зони, за межами орбіти Ньютона, що містить трильйони комет. Плутон зарахували до планет-карликів в 2006 році. Ця подія розглядалася, як пониження в статусі і викликало бурхливі суперечки і дискусії в наукових і громадських колах.

Історія відкриття планети Плутон
Ознаки існування Плутона вперше помітив астроном з США Персіваль Лоуелл в 1905 році. Спостерігаючи за Непутном і Ураном, він виявив відхилення в їх орбітах і припустив, що це викликано дією гравітації невідомого великого небесного об'єкта. У 1915 році він розрахував можливе місце розташування цього об'єкта, але помер, так і не знайшовши його. У 1930 році Клайд Томбо з обсерваторії Лоуелла, грунтуючись на прогнозах Лоуелла, виявив дев'яту планету і повідомив про її відкриття.

Що означає ім'я «Плутон»?
Плутон - це єдина планета в світі, назва якої було дано 11-річною дитиною - дівчинкою Венецією Берні (Оксфорд, Англія). Венеція вважала доречним назвати знову відкриту планету ім'ям римського бога і висловила цю думку свого дідуся. Він же передав ідею своєї внучки в обсерваторію Лоуелла. Назва Плутон було прийнято. Необхідно відзначити, що дві перші літери цього слова відображають ініціали Персіваль Лоуелл. Особливості планети Плутон
Оскільки Плутон знаходиться дуже далеко від Землі, про його розмірах і умовах на його поверхні відомо дуже мало. За наявними даними, маса Плутона менше однієї п'ятої маси Землі, а діаметр - близько двох третин від діаметра Місяця. Поверхня Плутона імовірно складається з скелястого підстави, покритого мантією з водяного льоду, замерзлого метану та азоту.

Дивні гори на Плутоні, які можливо, є крижаними вулканами

Орбіта планети Плутон в Сонячній системі має великий ексцентриситет, тобто вона дуже далека від кругової. Відстань Плутона до Сонця може значно варіюватися. Коли Плутон наближається до Сонця, його лід починає танути і утворює атмосферу, що складається переважно з азоту і метану. На Плутоні гравітація значно менше земної, тому його атмосфера під час відлиги розширюється, тягнучись значно вище, ніж атмосфера Землі. Передбачається, що коли Плутон робить зворотну подорож, віддаляючись від Сонця, велика частина його атмосфери знову замерзає, і майже повністю зникає. У період володіння атмосферою, на поверхні Плутона, ймовірно, присутні сильні вітри. На поверхні Плутона температура складає близько -375 ° F (-225 C).

Фотографія туманною Арктики Плутона, зроблена космічним апаратом Нові Горизонти

Довгий час через велику відстань до Плутона астрономи мало що знали про його поверхні. Але крок за кроком вони все більше наближаються до розкриття багатьох його таємниць. Завдяки орбітального телескопа Хаббл, отримані зображення Плутона. На них різні області поверхні планети постають в червонуватих, жовтуватих і сіруватих тонах і з цікавим яскравою плямою в районі екватора. Можливо, що це місце багате замороженої окисом вуглецю. У порівнянні з минулими фотографіями Хаббла, можна побачити, що поверхня Плутона з часом змінює свій колір, стаючи більш червоною. Імовірно це пов'язано з сезонними змінами.

Збільшене зображення регіону Томбо на Плутоні

Еліптична орбіта Плутона знаходиться в 49 разів далі від Сонця, ніж земна орбіта. Під час свого звернення навколо Сонця, що триває 248 земних років, Плутон протягом 20 років до Сонця знаходиться ближче, ніж Нептун. У цей період астрономи отримують шанс вивчати цей невеликий, холодний, далекий світ. Останній період максимального зближення Плутона і Сонця закінчився в 1999 році. Таким чином, після 20 років перебування в якості 8-ї планети, Плутон перетнув орбіту Нептуна, щоб знову стати найдальшої планетою (до визнання його карликом).

Карликова планета Макемаке

Поряд з іншими карликовими планетами, такими як Плутон і Хаумеа, Макемаке знаходиться в поясі Койпера - області, розташованої за межами орбіти Нептуна. Астрономи вважають, що Макемаке лише трохи менше, ніж Плутон. Цією карликовій планеті потрібно близько 310 земних років, щоб зробити один повний оборот навколо нашого Сонця.

Астрономи виявили ознаки замороженого азоту на поверхні Макемаке. Крім того, були також виявлені заморожений етан і метан. Астрономи вважають, що гранули метану, присутні на Макемаке, можуть досягати одного сантиметра в діаметрі.

Вчені також виявили докази Толиними - молекул, які утворюються кожного разу, коли сонячний ультрафіолетовий світло взаємодіє з речовинами, такими як етан і метан. Толині зазвичай викликають червоно-коричневий колір, саме тому при погляді на Макемаке вона має червонуватий відтінок.

Макемаке займає важливе місце в Сонячній системі, тому що вона, поряд з Еріда, була одним з об'єктів, відкриття яких спонукало Міжнародний Астрономічний Союз переглянути визначення планет і створити нову групу карликових планет.

Макемаке вперше спостерігалася в березні 2005 року Майклоом Брауном, Чедвиком Трухільо і Девідом Рабіновіц в обсерваторії Паломар. Вона була офіційно визнана як карликова планета Міжнародним астрономічним Союзом в 2008 році.

Спочатку вона мала позначення 2005 FY9. Макемаке названа в честь бога родючості в рапануйскій міфології. Рапануи є корінними жителями острова Пасхи в південно-східній частині Тихого океану, розташованого в 3600 км від узбережжя Чилі.

Карликова планета Хаумеа

Маючи дивну форму, карликова планета Хаумеа є одним з найбільш швидко обертаються великих об'єктів в нашій Сонячній системі. Вона робить поворот навколо своєї осі кожні чотири години. Швидке обертання карликової планети астрономи виявили в 2003 році. Вона приблизно такого ж розміру, як і Плутон. Також як Плутон і Еріда, Хаумеа обертається навколо нашого Сонця в Поясі Койпера - дальній зоні крижаних об'єктів за орбітою Нептуна. Хаму потрібно 285 земних року, щоб зробити повний оборот навколо Сонця.

Можливо, мільярди років тому великий об'єкт врізався в Хаумеа і надав їй таке обертання, а заодно створив два її супутника: Хііака і Намака. Астрономи вважають, що Хаумеа складається з льоду і каменю.

Хаумеа була відкрита в березні 2003 року в обсерваторії Сьєрра-Невада в Іспанії. Офіційний анонс її відкриття відбувся в 2005 році. У тому ж році були виявлені її супутники.

Спочатку воно позначалася як 2003 EL61. Хаумеа названа в честь гавайської богині пологів і родючості. Її супутники названий так на честь дочок Хаумеа. Хііака є покровителем богині острова Гаваї і танцюристів хула. Намака - дух води в гавайської міфології.

Супутник Плутона - Харон

Супутник Харон становить майже половину розміру Плутона. Ця маленька місяць настільки велика, що Плутон і Харон іноді називають подвійний карликовою планетарною системою. Відстань між ними становить 19 640 км (12 200 миль).

На цій новій фотографії області найбільшого супутника Плутона - Харона можна побачити унікальну особливість, а саме численні западини, які можна розгледіти на збільшеному фрагменті зображення в правій його частині.

Космічний телескоп Хаббл сфотографував Плутон і Харон в 1994 році, коли Плутон був на відстані близько 30 а.о. від Землі. Ці фотографії показали, що Харон є більш сірим, ніж Плутон (який має червоний відтінок), вказуючи, що вони мають різні поверхневі композиції і структури.

Зображення Харона з високою роздільною здатністю, отримане з Long Range Reconnaissance Imager, встановленого на космічному апараті НАСА Нові Горизонти при максимальному наближенні до поверхні 14 липня 2015 року зі накладеним збільшеним кольоровим знімком з камери Ralph / Multispectral Visual Imaging Camera (MVIC).

Повний оборот Харона навколо Плутона становить 6,4 земних діб, а один оборот Плутона (1 день на Плутоні) займає 6,4 земних діб. Харон ні піднімається ні опускається на орбіті системи. З одного і того ж боку Харона завжди варто Плутон - це називається приливної захоплення. У порівнянні з більшістю планет і місяців, система Плутон-Харон нахиляється на своєму боці, як і Уран. Орбіта Плутона ретроградна: вона обертається в зворотному напрямку, зі сходу на захід (Уран і Венера також мають ретроградні орбіти).

Харон був відкритий в 1978 році, коли гострозорий астроном Джеймс Крісті зауважив, що зображення Плутона були дивно витягнутими. Здавалося, що крапля обертається навколо Плутона. Напрямок подовження циклічно назад і вперед по 6,39 днів - період обертання Плутона. Ведучи пошук по архівах зображень Плутона, знятих кілька років тому, Крісті знайшов ще випадки, коли Плутон здавався витягнутим. Додаткові зображення підтвердили, що він відкрив перший відомий супутник Плутона.

Крісті запропонував назву Харон в честь міфологічного перевізника, який віз душі через річку Ахерон, одну з п'яти міфічних річок, які оточували підземний світ Плутона. Крім міфологічної зв'язку для цієї назви, Крісті вибрав його, тому що перші чотири букви також відповідають імені його дружини, Шарлін.