הפריפריה המסתורית של מערכת השמש
ניתן להשוות את פאתי מערכת השמש שלנו לאוקיינוסים של כדור הארץ. ממש כמו שהם (בקנה מידה קוסמי) נמצאים כמעט בקצות אצבעותינו, אבל קשה לנו לבחון אותם לעומק. אנו מכירים אזורים רבים אחרים רחוקים יותר של החלל טוב יותר מהאזורים של חגורת קויפר מחוץ למסלולו של נפטון וענן אורט בחוץ (1).
בְּדִיקָה אופקים חדשים זה כבר באמצע הדרך בין פלוטו ליעד החקר הבא שלו, אובייקט בשנת 201469 w חגורת קויפר. זהו האזור שמעבר למסלולו של נפטון, החל מ-30 AU. e. (או a. e., שהוא המרחק הממוצע של כדור הארץ מהשמש) ומסתיים בערך 100 א'. ה. מהשמש.
1. חגורת קויפר וענן אורט
כלי הטיס הבלתי מאויש ניו הורייזנס, שצילם צילומים היסטוריים של פלוטו ב-2015, כבר נמצא במרחק של יותר מ-782 מיליון ק"מ ממנו. כשזה מגיע ל-MU69 (2) יתקין כפי שצוין אלן סטרן, המדען הראשי של המשימה, תיעוד חקר השלום הרחוק ביותר בהיסטוריה של הציוויליזציה האנושית.
Planetoid MU69 הוא עצם אופייני לחגורת קויפר, כלומר מסלולו הוא כמעט מעגלי ואינו נשאר בתהודה מסלולית עם נפטון המסלול שלו. העצם התגלה על ידי טלסקופ החלל האבל ביוני 2014 ונבחר כאחת המטרות הבאות למשימת New Horizons. מומחים מאמינים כי MU69 קוטר של פחות מ-45 ק"מ. עם זאת, משימה חשובה יותר עבור החללית היא מחקר מפורט יותר של חגורת קויפר. חוקרי נאס"א רוצים לבדוק יותר מעשרים עצמים באזור.
2. נתיב הטיסה של הגשושית New Horizons
15 שנים של שינוי מהיר
כבר ב-1951 ג'רארד קויפר, ששמו הוא הגבול הקרוב של מערכת השמש (להלן ענן אורט), הוא חזה שאסטרואידים מסתובבים גם מחוץ למסלולו של כוכב הלכת החיצוני ביותר במערכת שלנו, כלומר נפטון, ופלוטו מאחוריו. הראשון, בשם 1992 KV1עם זאת, הוא התגלה רק ב-1992. הגודל הטיפוסי של כוכבי לכת ננסיים ואסטרואידים בחגורת קויפר אינו עולה על כמה מאות קילומטרים. ההערכה היא שמספר החפצים בחגורת קויפר בקוטר של יותר מ-100 ק"מ מגיע לכמה מאות אלפים.
ענן אורט, המשתרע מעבר לחגורת קויפר, נוצר לפני מיליארדי שנים כאשר ענן מתמוטט של גז ואבק יצר את השמש ואת כוכבי הלכת המקיפים אותה. שאריות של חומר לא בשימוש הושלכו אז הרבה מעבר למסלוליהם של כוכבי הלכת הרחוקים ביותר. ענן יכול להיות מורכב ממיליארדי גופים זעירים הפזורים סביב השמש. הרדיוס שלו מגיע אפילו למאות אלפי יחידות אסטרונומיות, והמסה הכוללת שלו יכולה להיות בערך פי 10-40 מהמסה של כדור הארץ. קיומו של ענן חומר כזה נחזה ב-1950 על ידי האסטרונום ההולנדי יאן ה.אורט. קיים חשד שהשפעות הכבידה של כוכבים סמוכים דוחפים מעת לעת עצמים בודדים של ענן אורט לאזורנו, ויוצרים מהם שביטים ארוכים.
לפני 2002 שנה, בספטמבר 1930, התגלה הגוף הגדול ביותר במערכת השמש מאז גילוי פלוטו ב-XNUMX, שהוביל עידן חדש של גילוי ושינוי מהיר בתדמית הפריפריה של מערכת השמש. התברר שעצם לא ידוע מסתובב סביב השמש כל 288 שנים במרחק של 6 מיליארד ק"מ, שהם פי יותר מארבעים מהמרחק בין כדור הארץ לשמש (פלוטו ונפטון נמצאים במרחק של 4,5 מיליארד ק"מ בלבד). מגליו, אסטרונומים במכון הטכנולוגי של קליפורניה, קראו לו קווארה. לפי חישובים מוקדמים, היה צריך להיות לו קוטר של 1250 ק"מ, שזה יותר ממחצית מקוטרו של פלוטו (2300 ק"מ). השטרות החדשים שינו את הגודל הזה ל 844,4 קילומטר.
בנובמבר 2003 התגלה החפץ 2003 WB 12, בשם מאוחר יותר נקודה, מטעם האלה האסקימואית האחראית ליצירת בעלי חיים ימיים. המהות שייכת רשמית לא לחגורת קויפר, אבל שיעור ETNO - כלומר, משהו בין חגורת קויפר לענן אורט. מאז, הידע שלנו על תחום זה החל לגדול יחד עם גילויים של עצמים אחרים, ביניהם נוכל למנות, למשל, Makemake, האומה או אריס. במקביל, החלו לעלות שאלות חדשות. אפילו דרגת פלוטו. בסופו של דבר, כידוע, הוא הודר מקבוצת העילית של כוכבי הלכת.
אסטרונומים ממשיכים לגלות עצמים גבול חדשים (3). אחד החדשים הוא כוכב הלכת הננסי די די. הוא ממוקם 137 מיליארד ק"מ מכדור הארץ. הוא מסתובב סביב השמש בעוד 1100 שנה. הטמפרטורה על פני השטח שלו מגיעה ל-243 מעלות צלזיוס. הוא התגלה הודות לטלסקופ ALMA. שמו הוא קיצור של "גמד רחוק".
3. חפצים טרנס-נפטוניים
אימת הפאנטום
בתחילת 2016 דיווחנו ל-MT שקיבלנו עדויות נסיבתיות לקיומו של כוכב לכת תשיעי אך לא ידוע במערכת השמש (4). מאוחר יותר, מדענים מאוניברסיטת לונד השבדית אמרו שהוא לא נוצר במערכת השמש, אלא היה כוכב לכת אקסופלנט שנלכד על ידי השמש. דוגמנות מחשב אלכסנדרה מוסטילה ועמיתיו מציעים שהשמש הצעירה "גנבה" אותה מכוכב אחר. זה יכול היה לקרות כאשר שני הכוכבים התקרבו זה לזה. ואז כוכב הלכת התשיעי נזרק ממסלולו על ידי כוכבי לכת אחרים ורכש מסלול חדש, רחוק מאוד מכוכב האם שלו. מאוחר יותר, שני הכוכבים שוב היו רחוקים זה מזה, אך העצם נשאר במסלול סביב השמש.
מדענים ממצפה הכוכבים של לונד מאמינים שההשערה שלהם היא הסבירה מכולן, משום שאין הסבר טוב יותר למה שקורה, כולל חריגות במסלולים של עצמים המסתובבים סביב חגורת קויפר. אי שם בחוץ, כוכב לכת היפותטי מסתורי הסתתר מעינינו.
דיבור חזק קונסטנטינה בטיגינה i מייק בראון מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, שהכריז בינואר 2016 שהם מצאו כוכב לכת אחר הרבה מעבר למסלול פלוטו, גרמו למדענים לדבר על זה כאילו הם כבר יודעים שגוף שמימי גדול אחר מקיף איפשהו בפאתי מערכת השמש. . . הוא יהיה מעט קטן יותר מנפטון ויקיף את השמש במסלול אליפטי למשך 15 20-4,5 לפחות. שנים. בטיגין ובראון טוענים שכוכב הלכת הזה נפלט לפאתי מערכת השמש, כנראה במהלך התקופה המוקדמת של התפתחותו, לפני כ- XNUMX מיליארדי שנים.
הצוות של בראון העלה את סוגיית הקושי להסביר את קיומו של מה שנקרא צוק קויפר, כלומר, מעין פער בחגורת האסטרואידים הטרנס-נפטוניים. זה מוסבר בקלות על ידי כוח המשיכה של עצם מסיבי לא ידוע. המדענים גם הצביעו על הנתון הרגיל שלפיו עבור אלפי שברי סלעים בענן אורט ובחגורת קויפר, אמורים להיות מאות אסטרואידים באורך של כמה קילומטרים ואולי כוכב לכת עיקרי אחד או יותר.
4. אחת הפנטזיות החזותיות על פלנט X.
בתחילת 2015, נאס"א פרסמה תצפיות מ-Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. הם הראו שבחלל במרחק של עד פי 10 יותר מהשמש לכדור הארץ, הם לא הצליחו למצוא את כוכב הלכת X. WISE, לעומת זאת, מסוגל לזהות עצמים גדולים כמו שבתאי, ולכן גוף שמימי גודלו של נפטון יכול לחמוק מתשומת ליבו. לכן, מדענים ממשיכים בחיפושיהם גם עם טלסקופ Keck באורך XNUMX מטר בהוואי. עד כאן ללא הועיל.
אי אפשר שלא להזכיר את הרעיון של התבוננות בכוכב "אומלל" המסתורי, הגמד החום - מה שיהפוך את מערכת השמש למערכת בינארית. כמחצית מהכוכבים הנראים בשמים הם מערכות המורכבות משני מרכיבים או יותר. המערכת הבינארית שלנו יכולה ליצור ננס צהוב (השמש) יחד עם גמד חום קטן וקריר בהרבה. עם זאת, השערה זו נראית לא סבירה כיום. גם אם טמפרטורת פני השטח של גמד חום הייתה רק כמה מאות מעלות, הציוד שלנו עדיין יכול היה לזהות אותה. מצפה הכוכבים ג'מיני, טלסקופ שפיצר ו-WISE כבר ביססו את קיומם של יותר מעשרה עצמים כאלה במרחקים של עד מאה שנות אור. אז אם הלוויין של השמש באמת נמצא שם איפשהו, היינו צריכים לשים לב לזה מזמן.
או אולי כוכב הלכת היה, אבל הוא כבר לא קיים? אסטרונום אמריקאי במכון המחקר הדרום-מערבי בבולדר, קולורדו (SwRI), דוד נסבורני, במאמר שפורסם בכתב העת Science, מוכיח כי הנוכחות של האשך כביכול בחגורת קויפר טביעת הרגל של ענקית הגז החמישיתשהיה שם בתחילת היווצרות מערכת השמש. נוכחותן של פיסות קרח רבות באזור זה תצביע על קיומו של כוכב לכת בגודל של נפטון.
מדענים מתייחסים לליבה של חגורת קויפר כאל קבוצה של אלפי עצמים טרנס-נפטוניים בעלי מסלולים דומים. נסבורני השתמש בסימולציות ממוחשבות כדי לדגמן את התנועה של "הליבה" הזו במהלך 4 מיליארד השנים האחרונות. בעבודתו הוא השתמש במה שנקרא מודל ניס, המתאר את עקרונות הנדידה הפלנטרית במהלך היווצרות מערכת השמש.
במהלך הנדידה, נפטון, שנמצא במרחק של 4,2 מיליארד ק"מ מהשמש, זז לפתע 7,5 מיליון ק"מ. אסטרונומים לא יודעים למה זה קרה. ההשפעה הכבידתית של ענקי גזים אחרים, בעיקר אורנוס או שבתאי, הוצעה, אך דבר לא ידוע על אינטראקציות כבידה כלשהן בין כוכבי לכת אלה. לפי נסבורני, נפטון כנראה נשאר בקשר כבידתי עם כוכב לכת קפוא נוסף, שנאלץ לצאת ממסלולו לכיוון חגורת קויפר במהלך נדידתו. במהלך תהליך זה, כוכב הלכת התפרק והוליד אלפי עצמים קפואים ענקיים הידועים כיום בתור הליבה שלו או טרנס-נפטוניה.
הגשושיות של סדרת וויאג'ר והפיוניר, שנים ספורות לאחר השיגור, הפכו לכלי הרכב היבשתיים הראשונים שחצו את מסלולו של נפטון. המשימות חשפו את עושרה של חגורת קויפר הרחוקה, והחיינו שפע של דיונים על מקור ומבנה מערכת השמש שמתגלים כהרבה מעבר לניחוש של מישהו. אף אחת מהגשושות לא פגע בכוכב הלכת החדש, אבל פיוניר 10 ו-11 הנמלטים עלו על נתיב טיסה בלתי צפוי שנראה עוד בשנות ה-80. ושוב התעוררו שאלות לגבי מקור הכבידה של הסטיות שנצפו, שהוא כנראה חבוי בפריפריה של מערכת השמש...
