Мировые факты
Меню сайта

Пояс Койпера

Между орбитами Марса и Юпитера существует большая полоса астероидов, называемая Поясом астероидов, но это не единственная область, полная планетарного мусора. За орбитой Нептуна, в дальних внешних областях Солнечной системы, находится область, называемая Поясом Койпера. Существование пояса Койпера было впервые предложено в 1940-1950-х годах в качестве объяснения короткопериодических комет. Первым астрономом, предсказавшим наличие пояса Койпера, был Кеннет Эссекс в 1943 году, и он также был независимо предложен Джерардом Койпером (отсюда и название Пояса Койпера).

Астрономы были озадачены тем, откуда берутся кометы. Они прибывают из внешней солнечной системы, приближаются к солнцу, а затем направляются к самым отдаленным регионам Солнечной системы. Существует большое количество комет, и поэтому они должны откуда-то прилететь. Существование пояса Койпера было предложено в качестве объяснения комет, орбитальный период которых относительно короток - от нескольких десятилетий до ста лет. Как позже выяснилось, Плутон был первым объектом, обнаруженным в поясе Койпера, но в то время астрономы этого не знали. Существование пояса Койпера было впервые подтверждено в 1992 году астрономом Дэвидом Джевиттом, обнаружившим объект далеко за орбитой Нептуна. В течение следующих нескольких лет за орбитой Нептуна будет обнаружено еще больше объектов. Объекты в пределах пояса Койпера известны как объекты пояса Койпера или KBO.

Формирование пояса Койпера

Пояс Койпера, вероятно, образовался вскоре после появления планет. Восемь планет появились из протопланетного диска вокруг Солнца, но Солнечная система все еще содержала огромное количество планетарного мусора, такого как астероиды, кометы и метеориты. Часть этих обломков упала на орбиту между Марсом и Юпитером и превратилась в Пояс астероидов. Некоторые сталкивались с планетами в эпоху, известную как Поздняя тяжелая бомбардировка. Однако еще большее количество материала было выброшено в дальние внешние области Солнечной системы. Гравитационное притяжение газовых гигантов, вероятно, было ответственно за формирование Пояса Койпера, в котором мощное гравитационное притяжение этих миров отбрасывало бесчисленные объекты к внешней части Солнечной системы. Со временем достаточное количество материала попало на орбиту вокруг Солнца и образовало большой диск из планетарных обломков. Хотя Пояс Койпера и Пояс астероидов в чем-то похожи, объекты внутри них совершенно разные. Например, астероиды, как правило, состоят из камня и металла, в то время как КБО, как правило, состоят из различных льдов, таких как вода, метан и аммиак. Температура во внешней части Солнечной системы настолько низкая, что объекты, сделанные изо льда, могут существовать в течение длительного времени. С момента своего образования большинство объектов в пределах Пояса Койпера оставались там, и они, вероятно, будут оставаться там в течение многих миллиардов лет. Однако иногда гравитационное притяжение Нептуна приводит к тому, что некоторые объекты падают во внутреннюю часть Солнечной системы, превращаясь в то, что мы знаем как короткопериодические кометы.

Масса и размер

Точные размеры пояса Койпера полностью неизвестны, но он намного больше Пояса астероидов. Пояс Койпера определяется как начинающийся сразу за орбитой Нептуна на расстоянии 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда километров). Обычно считается, что он простирается примерно на 4,7 миллиарда миль (7,5 миллиарда километров). Таким образом, весь пояс Койпера простирается на 1,9 миллиарда миль (три миллиарда километров). Определить точную массу пояса Койпера сложно, и пока астрономы располагают лишь приблизительными оценками. Пояс Койпера, вероятно, в 20-200 раз массивнее Пояса астероидов. Несмотря на то, что Пояс Койпера содержит бесчисленное множество мелких объектов, его масса на самом деле относительно невелика. Фактически, считается, что совокупная масса всего, что находится в поясе Койпера, составляет менее 1% массы Земли.

Состав

Хотя Пояс Койпера и Пояс астероидов в чем-то схожи, они отличаются по своему составу. Объекты в пределах пояса Койпера, как правило, состоят из ледяного материала, состоящего из воды, аммиака и метана. Температуры в дальних уголках Солнечной системы настолько низкие, что соединения, которые в противном случае существовали бы в газообразном состоянии, существуют в твердой форме. Средняя температура пояса Койпера составляет минус 369 градусов по Фаренгейту (минус 222 градуса по Цельсию), поэтому такие соединения, как вода, метан и аммиак, могут легко существовать в твердом состоянии в течение многих миллиардов лет. Определение точного состава пояса Койпера - сложная задача. Объекты просто слишком далеки и тусклы, чтобы их можно было увидеть непосредственно, поэтому астрономы полагаются на другие методы определения физических характеристик. Например, астрономы могут оценить размер объекта, когда KBO случайно проходит перед фоновой звездой.

Кроме того, состав обычно определяется с помощью спектроскопии. Хотя большинство КБО чрезвычайно тусклые, от них отражается некоторое количество света, и этот свет может быть зафиксирован телескопами на Земле и получен спектр. Спектр дает астрономам представление о том, из чего состоит объект, и именно этот метод позволил астрономам определить, что большинство КБО состоят из льда.

Исследование пояса Койпера

Исследовать пояс Койпера - непростая задача, учитывая его удаленность от Земли. Только один космический аппарат исследовал пояс Койпера - космический аппарат НАСА "Новые горизонты". New Horizons был запущен в 2006 году во время путешествия к карликовой планете Плутон. Сам Плутон является КБО, и он стал первым объектом в пределах пояса Койпера, который посетил космический корабль. После успешного облета Плутона New Horizons в 2015 году он продолжился в поясе Койпера. В 2019 году New Horizons столкнулась с другим KBO, известным как Arrokoth. На сегодняшний день Плутон и Аррокот - единственные два КБО, которые посетил космический корабль, но New Horizons, вероятно, столкнется с большим количеством, поскольку он дрейфует через пояс Койпера.

Информационный бюллетень Пояса Койпера

Размер

1,9 миллиарда миль (три миллиарда километров)

Масса

Менее 1% массы Земли

Температура

Минус 369 градусов по Фаренгейту (минус 222 градуса по Цельсию)

Расстояние от солнца

от 2,8 до 4,7 миллиарда миль (от 4,5 до 7,5 миллиарда километров)

Самый большой известный объект

Плутон

Состав

Горная порода, метан, вода, аммиак

Дата обнаружения

Существование подтверждено 30 августа 1992 года

Обнаруженный с помощью

Дэвид Джевитт

Это интересно: