Веста находится в поясе койпера

Обновлено: 05.07.2024

Загадочный пояс Койпера

В нашей Солнечной системе есть две области, состоящие в основном из астероидов, карликовых планет и другие малые тела. Одним из них является пояс астероидов (или главный пояс), который располагается между орбитами Марса и Юпитера .

Вторая же область располагается гораздо дальше орбиты самой дальней планеты – Нептуна – и называется он пояс Койпера .

Хотя пояс Койпера и похож в основном на главный пояс тем, что состоит из материала, который остался после формирования Солнечной системы, между ними есть два основных отличия

Размеры: пояс Койпера примерно в 20 раз шире главного пояса и в 100-200 раз массивней. Но при этом общая масса не превышает и 10% от массы Земли;
Состав: объекты пояса Койпера состоят в основном из метана, аммиака и воды (конечно же, в форме льда). В то время как пояс астероидов состоит в основном из горных пород и металла.

В поясе Койпера находятся, как минимум, 4 карликовых планеты –

Плутон – входит в топ-10 массивных объектов Солнечной системы (после 8 планет и карликовой планеты Эриды)
Хаумеа – это самый быстровращающийся объект среди всех изученных в нашей звездной системе. Он интересен еще тем, что имеет два спутника и свою систему колец!
Макемаке – эта карликовая планета долгое время оставалась без официального названия и группа ученых, которые открыли ее, называли ее в разговорах «Пасхальный кролик», так как она была открыта спустя несколько дней после Пасхи в 2005 году. В последствие, было принято решение назвать его в честь бога изобилия Маке-маке у коренных народов… острова Пасхи!
Эрида – самая массивная карликовая планета, даже в свое время претендовала на звание десятой планеты! Хотя по размерам всё-таки уступает Плутону.

По мнению ученых, таких карликовых планет могло бы быть и больше, если не влияние наших газовых гигантов.

Считается, что спутник Сатурна Феба и спутник Нептуна Тритон как раз родом из пояса Койпера . Колоссальная гравитация этих планет как раз и привязала эти спутники к себе, вытянув их из уютной области за орбитой Нептуна .

Число открытых объектов пояса Койпера (ОПК) с момента открытия в 1992 году составляет более тысячи. При этом ученые говорят о том, что еще порядка 70 000 таких ОПК (диаметром больше 100 км ) еще предстоит открыть.

Для того, чтобы открыть новые объекты и изучить существующие, в 2006 году NASA отправила к Плутону автоматическую межпланетную станцую «Новые горизонты» . Спустя 9 лет, в 2015 году, она наконец-то достигла Плутона и отправила на Землю первые высококачественные фотографии этой бывшей планеты.

Что такое пояс Койпера? Определение | Расположение | Факты

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

Учитывая их радиус, пять самых больших объектов пояса 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.

Пояс Койпера

Астероиды

С тех пор как человечество получило возможность проводить первые настоящие инструментальные исследования космического пространства с помощью зеркальных телескопов, в середине 19 века появилось множество вопросов — а что находится там, за границей нашей Солнечной системы. Ведь уже начиная со времен Н. Коперника и Исаака Ньютона было математически доказано, что имеются гравитационные поля или силы, которые, если так можно сказать, исходят от космических объектов, которые люди пока не были в состоянии увидеть, что в частности и произошло с открытием космического феномена под названием Пояс Койпера.

С появлением космических зондов и исследовательских межпланетных автоматических станций проблема изучения солнечной системы стала более доступна для разрешения. Уже первые космические экспедиции показали, что ученые-теоретики были правы — есть космические тела, которые находятся на самой границе нашей Солнечной системы и изучение которых не менее интересно, чем исследование более далеких галактик с помощью радиотелескопов.

К одному из таких интересных объектов можно отнести и Пояс Койпера, который представляет собой гигантское облако, состоящее из множества небольших планет, астероидов и их осколков. Его исследование может рассказать не только о том, как формировалась наша Солнечная система, но и что ждет ее в будущем.

Где находится Пояс Койпера

За газовым гигантом — планетой Нептун находится область пространства, заполненная ледяными телами, более известное, как пояс Койпера (далее — ПК). Это холодное пространство в миллиарды километров содержит триллионы предметов, остатки ранней солнечной системы. Голландский астроном Ян Оорт впервые предложил в 1950 году, что некоторые кометы могут появляться из дальних «пригородов» Солнечной системы. Это космическое образование позже стало известно, как «облако Оорта». Ранее, в 1943 году, астроном Кеннет Эджворт предположил, что кометы и более крупные тела могут существовать за пределами Нептуна. В 1951 году астроном Джерард Куиперп предсказал существование пояса ледяных объектов, которое теперь носит его имя. Некоторые астрономы называют его «поясом Эджворта-Койпера».

Астрономы всего мира теперь одержимы решением еще более интересной задачи — поиска теперь в ПК пока неизвестной, так называемой «Планеты Девять», гипотетического космического объекта в поясе Койпера, после того как доказательства его существования были обнародованы 20.01.2016 года. Считается, что этот космическое тело примерно в десять раз больше массы Земли и в 5000 раз больше массы Плутона.

Объекты пояса Койпера

Открытие и краткая биография

Вскоре после открытия планеты Плутон астрономы начали задумываться о существовании транс-нептунской системы или скопления объектов во внешней Солнечной системе или в пограничных с ней районах. Первым предложил это сделать Фрекрик К. Леонард в 1921 году, который начал предполагать существование «ультра-нептунианских тел» за пределами Плутона, которые еще не были обнаружены.

В том же году астроном Армин О.Лейшнер предположил, что Плутон «может быть одним из многих долгопериодических (т.е. имеющий период обращения вокруг Солнца десятки земных лет) планетных объектов, которые еще предстоит обнаружить». В 1943 году в «Журнале Британской астрономической ассоциации» Кеннет Эджворт разъяснил эту теорию. Согласно Эджуорту, материал в изначальной солнечной туманности за Нептуном был слишком широко разбросан, чтобы конденсироваться в планеты, и, скорее, сконденсировался в бесчисленное множество мелких тел.

В 1951 году, в статье для журнала Astrophysics, голландский астроном Джерард Койпер предположил, что такие планеты или объекты могут существовать в плоскости орбиты, сформировавшейся в самом начале эволюции Солнечной системы. Некоторые из этих космических тел проходили по внутренней Солнечной системе и превращались в кометы, будучи захваченные гравитационным полем Солнца. Появление идеи «пояса Койпера» имела большой практический смысл для астрономов. Мало того, что это помогло объяснить, почему в Солнечной системе не было больших планет, она также открывала тайну того, откуда прилетают к нам кометы.

В 1980 году, в ежемесячных альманахах Британского Королевского астрономического общества, уругвайский астроном Хулио Фернандес предположил, что для получения наблюдаемого количества комет потребуется кометный пояс, который лежит в диапазоне расстояний между 35 и 50АЕ (астрономическая единица расстояния, которое проходит световой луч за год (световой год).

Следуя открытиям Фернандеса, в 1988 году канадская команда астрономов (команда Мартина Дункана, Тома Куинна и Скотта Тремейна) провела ряд компьютерных исследований и определила, что «облако Оорта» не может учитывать всех короткопериодических комет.

В 1992 году американский астроном Дэвид Джевитт и аспирант Джейн Луу обнаружили космическое тело в предполагаемом ПК. Это был астероид, внесенный в реестр под номером (15760) 1992QB1. Этот объект был первый, который входит в состав ПК. Тело составляет в размерах около 200-250 км в диаметре, по оценкам его яркости (отраженного света). Он движется по почти круговой орбите в плоскости планетной системы на расстоянии от Солнца около 44 AЕ (6,6 миллиарда км). Это происходит вне орбиты Плутона, средний радиус которой составляет 40 АЕ (6 миллиарда км). Открытие 1992QB1 предупредило астрономов о возможности обнаружения других таких космических тел, что и было фактически подтверждено — в течение двадцати лет было обнаружено около полторы тысячи космических тел.

На основе оценок яркости размеры более крупных известных объектов ПК близки или превышают размеры самой большой луны Плутона, Харон, диаметр которой составляет 1208 км. Одно из них — с именем Eris, почти, в два раза большего диаметра, т.е. немного меньше самого Плутона. Из-за их местоположения вне орбиты Нептуна (средний радиус орбиты 30,1 AЕ или 4,5 миллиарда км), их также называют транс-нептунианскими объектами (TNO).

Некоторые факты

Пояс Койпера представляет собой эллиптическую плоскость в пространстве, охватывающую от 30 до 55 раз расстояние Земли от Солнца, или от 4,6 до 7,5 млрд. километров. Это гигантское скопление космических тел подобно поясу астероидов, найденному между Марсом и Юпитером, хотя объекты в поясе Койпера обычно представляют собой исполинские глыбы льда, а не скалистые, летающие в космосе горы.

По оценкам ученых, тысячи тел диаметром в среднем более ста километров перемещаются вокруг Солнца в этом поясе вместе с триллионами меньших объектов, многие из которых являются короткопериодическими кометами. В этом районе Солнечной системы также есть несколько карликовых планет, слишком большие, чтобы считаться астероидами, и все же не могут быть квалифицированы, как полноценные планеты, потому что они слишком малы, имеют непостоянную орбиту, и не обладают способностью притягивать более мелкие космические осколки. Образно говоря, не «очищают» пространство вокруг себя так, как это делают остальные восемь планет Солнечной системы.

Несмотря на свои огромные размеры, пояс Койпера был обнаружен только в 1992 году. Дэйвом Джуиттом и Джейн Луу. По данным НАСА, с 1987 года они «настойчиво изучали небеса в поисках почти невидимых объектов за пределами Нептуна». Они назвали первый объект, который они заметили «Смайли», но позже он был каталогизирован как «1992 QB1».

Как формировался пояс

Когда формировалась Солнечная система, большая часть газа, пыли, льда и горных пород притягивалось между собой, образуя Солнце и планеты. Планеты затем притянули большую часть оставшихся обломков, немалую часть вобрало в себя Солнце, а некоторые остатки ушли из поля притяжения Солнечной системы. Но тела, находящиеся на самой периферии, оставались в безопасности от гравитационных полей планет, таких как Юпитер или Нептун, и таким образом медленно вращались вокруг Солнца. Пояс Койпера и его «соотечественник», более отдаленное и сферическое облако Оорта, содержат оставшиеся части строительного материала от самого начального момента формирования Солнечной системы и уже только поэтому могут дать очень ценную информацию о ее зарождении.

Из чего состоит Пояс Койпера

Классический пояс Койпера — его самый густонаселенный объектами участок Солнечной системы. На вопрос где находится пояс Койпера можно только дать пока один ответ — между 42 и 48 АЕ расстояниями от Земли и Солнца.

Орбита космических тел в этой области по большей части остается стабильной, хотя некоторые объекты иногда немного меняются, когда они слишком приближаются к Нептуну.

В поясе Койпера обнаружено более тысячи объектов, и теоретически предполагается, что существует до 100000 космических тел диаметром более 100км. Учитывая их малый размер и гигантское расстояние от Земли, химический состав таких объектов очень трудно определить.

Однако спектрографические исследования, проведенные в этой области Солнечной системы с момента ее открытия, в целом показали, что ее элементы состоят в основном изо льдов: смеси легких углеводородов (таких как метан), аммиака и водяного льда-композиции, которую они разделяют с кометами. Первоначальные исследования также подтвердили широкий диапазон цветов среди объектов — от нейтрального до глубокого красного.

Это говорит о том, что их поверхности состоят из широкого спектра соединений, от грязных льдов до углеводородов. В 1996 году Роберт Х. Браун получил спектроскопические данные на объект KBO 1993SC, показывающие, что состав его поверхности похож на тот, что у Плутона, а также на луну Нептуна — Тритон, имеющую большие количества метанового льда.

С 2000 года было обнаружено несколько космических тел с диаметром от 500 до 1500 км, что более чем наполовину меньше площади Плутона. 50000 Quaoar, классический астероид, открытый в 2002 году, составляет более 1200 км в поперечнике. Makemake и Haumea, объявленные, как малые планеты 29.07.2005 года. Другие объекты, такие как 28978 Ixion (обнаруженный в 2001 году) и 20000 Varuna (обнаружен в 2000 году), имеют размеры примерно пол тысячи км в поперечнике.

Будущее

Койпер, когда он изначально разрабатывал свою космологическую теорию о существовании пояса космических объектов за пределами Нептуна, указал, что такой пояс, вероятно, скоро (по космическим меркам) прекратит свое существование. Конечно, последующие открытия доказали, что это было не так. Но одна вещь, на которой настаивал Койпер, была идея о том, что эти транс-нептунианские объекты не будут вечно существовать в виде бесформенного облака.

Пояс астероидов: где находится, особенности, самые большие объекты и карта

Солнечная система состоит не только из Солнца и планет, вращающихся вокруг него. Есть ещё и сотни тысяч астероидов. Так называют небесные тела, вращающиеся около звезды, но из-за малости размеров имеющие несферическую форму. Обычно к астероидам относят только те объекты, чей линейный размер превышает 30 м – меньшие тела именуются метеороидами.

Большинство астероидов Солнечной системы располагается в нескольких областях. Одна из них и называется поясом астероидов, или главным поясом астероидов. Помимо этого крупными скоплениями являются:

пояс Койпера;
область рассеянного диска;
облако Оорта.
Есть и второстепенные скопления – троянские астероиды Юпитера, кентавры и т. п.

Где расположен пояс астероидов?

Главный пояс располагается между Марсом и Юпитером. Радиус орбит большинства астероидов составляет 2,06-3,27 а.е. В этом интервале расположено более 93% астероидов. Впрочем, отдельные семейства астероидов могут располагаться на дистанции от 1,78 до 4,2 а.е от светила.

Астероидные орбиты располагаются примерно в той же плоскости, что и земная орбита. Среднее отклонение от этой плоскости не превышает 4°, хотя, например, у астероида Барселона орбита наклонена под углом в 32,8°.

У находящихся на близких орбитах астероидов почти совпадают и периоды обращения вокруг Солнца. Самые близкие к светилу астероиды совершают полный оборот за 3,5 года, а самые удаленные тратят на это 6 лет.

Физические характеристики

Некоторые думают, что пояс астероидов – это очень плотное скопление небесных тел, но это не так. На 2020 год известно более 300 тысяч астероидов, образующих этот пояс, а общее их количество может превышать несколько миллионов. Однако из-за большой протяженности пояса они находятся друг от друга на огромном расстоянии. Ни один космический аппарат, проходивший через этот пояс, ни разу не столкнулся с каким-нибудь объектом. Более того, вероятность такого столкновения или даже случайного сближения зонда с астероидом меньше одной миллиардной.

Суммарная масса всех небесных тел в главном поясе оценивается в 3,4•10 21 кг, что в 1600 раз меньше массы Земли. При этом треть этой массы приходится на один объект – Цереру. Это карликовая планета, ранее считавшаяся наикрупнейшим астероидом.

Замечено, что астероиды, находящиеся ближе к звезде, имеют большую отражающую способность. Также в составе данных небесных тел меньше воды. Вероятно, что солнечная радиация буквально «выдула» воду и другие легкие элементы на удаленные области главного пояса.

Температура у поверхности астероидов также зависит от дистанции до Солнца. На расстоянии 2,2 а.е. от звезды температура составляет – 73° С, а на дистанции 3,2 а. е. она падает до – 108° С.

Состав

Всего в поясе насчитывается примерно 200 астероидов, чей диаметр (или наибольший линейный размер) превышает 100 км. Ещё 1000 объектов имеют размер более 15 км. Средняя звездная величина астероидов равна 16. Только один астероид, носящий имя Веста, можно увидеть с земли невооруженным взглядом.

Все астероиды можно разделить на несколько больших групп, или спектральных классов. Крупнейшими из них являются:

класс С – сюда входят темные астероиды, состоящие из углерода;
класс S – светлые астероиды, состоящие из кремния.
класс M – металлические астероиды.

Существуют и другие, более редкие классы (классы B, Е, Р, А, D и т. д.). Иногда астероид нельзя строго отнести к одному классу, и тогда считается, что он имеет смешанный тип, который обозначается двумя буквами, например CG.

К классу С относится более 75% всех астероидов. Они отличаются темным цветом (со слабым красным оттенком) и поэтому их отражающая способность невелика. Их альбедо находится в диапазоне от 0,03 до 0,1, то есть они отражают лишь 3-10% падающего света. Из-за этого астероиды класса С сложно обнаружить, поэтому в реальности их доля в главном поясе может быть существенно выше 75%. В составе этих небесных тел помимо углерода присутствует вода, поэтому их можно обнаружить с помощью наблюдений в диапазоне инфракрасного излучения. Крупнейший астероид этого класса – Гигея, чей диаметр оценивается в 434 км.

Астероиды класса S состоят из силикатов (то есть обычных камней) и железа. Их доля в главном поясе оценивается примерно в 17%. Иногда такие астероиды называют каменными. Альбедо этих объектов находится в диапазоне 0,1-0,22. Крупнейшим каменным астероидом считается Юнона, чей диаметр составляет 234 км. Большинство каменных астероидов сосредоточено во внутренней, наиболее приближенной к Солнцу части главного пояса.

Доля астероидов класса М составляет 10%, они преимущественно располагаются в центре главного пояса. Предполагается, что металлические астероиды образовались при столкновении планетезималей и являются фрагментами их ядер. Стоит отметить, что ученые не уверены в том, что металлические астероиды состоят именно из металлов. Дело в их слишком малой плотности. Это означает, что либо астероиды класса М по своему составу подобны астероидам иных классов, либо в их внутренней структуре есть много полостей. Альбедо металлических астероидов находится в пределах от 0,1 до 0,19, то есть они обладают умеренной отражающей способностью.

Происхождение

Первые версии о происхождении главного стали появляться в 1802 г., когда и были обнаружены первые объекты, относящиеся к нему. Тогда Г. Ольберс предположил, что они являются осколками планеты Фаэтон, которая погибла из-за какого-то космического катаклизма. Эта теория подтверждалась правилом Тициуса–Боде, утверждавшим, что между Марсом и Юпитером должна существовать ещё одна планета.

В дальнейшем выяснилось, что масса вещества в главном поясе меньше массы Луны в 25 раз. Такой массы явно недостаточно для формирования планеты. Современная гипотеза предполагает, что главный пояс возник из-за мощной гравитации Юпитера. Когда в Солнечной системе только начинался процесс синтеза планет, на некоторых орбитах постепенно формировались всё более крупные тела – планетезимали. Именно они, соединившись, и формировали планеты.

Однако зародыш Юпитера формировался быстрее, чем планетезимали в районе главного пояса. В какой-то момент гравитация Юпитера стала препятствовать объединению планетезималей в единую планету, ведь она разгоняла их. Дело в том, что, что при столкновении планетезималей с малой скоростью (до 0,5 км/с) они «слипаются», то есть объединяются в одно целое. Если же скорость столкновения значительно выше, то при ударе планетезимали разваливаются на куски. Именно разгон планетезималей гравитацией Юпитера и привел к формированию главного пояса.

Разрушение планетезималей началось где-то 4-4,5 млрд лет назад. С тех пор большая часть вещества, находившаяся в главном поясе, покинула его. Считается, что сегодня в главном поясе располагается лишь тысячная доля того вещества, изначально там располагавшегося. Это значит, что на данной орбите могла сформироваться полноценная планета, по размерам близкая к Земле.

Открытие

Ещё в 1787 г. астроном Ф. Ксавер начал искать планету, которая должна была располагаться между Юпитером и Марсом. Но лишь в 1801 г. Дж. Пиацци обнаружил Цереру – первый объект в главном поясе. Изначально предполагалось, что Церера – это полноценная планета. Однако уже в 1802 г. Г. Ольбес открыл следующий объект – Палладу. При этом Церера и Паллада имели схожие черты: они двигались по небосводу, что отличало их от звезд, но даже в самый мощный телескоп было невозможно увидеть их диск, что уже отличало их и от планет. По этой причине эти объектами стали называть новым словом «астероид».

Ещё два небесных тела, Юнона и Веста, были найдены в 1804 и 1807 г. После этого наступила долгая пауза. Пятый астероид, Астрея, был найден только в 1845 г. Прогресс в конструировании телескопов привел к тому, что новые объекты стали открываться регулярно, и уже в 1868 г. было известно примерно о сотне астероидов.

Следующий шаг в исследовании пояса астероидов был связан с изобретением в 1891 г. М. Вольфом астрофотографии. Суть этого метода сводится к фотографированию неба с очень большой выдержкой. На полученной фотографии астероиды будут оставлять след в виде линии из-за своего движения по небосводу. Вольф смог в одиночку найти сразу 248 астероидов. В 1923 г. был открыт тысячный объект в поясе астероидов, получивший имя Пиацция.

Современные исследования

С началом космической эры стало возможно исследования астероидов с помощью космических аппаратов. Сначала астероиды сфотографировал зонд «Галилео, который снял астероиды Ида и Гаспра в 1993 г. С тех пор каждый аппарат, летящий в дальний космос, обязательно по пути пролетает и мимо какого-нибудь объекта в главном поясе и фотографирует его.

Первый космический зонд, созданный специально для исследования астероида – это NEAR Shoemaker. Его запустили в 1996 г., а в феврале 2000 г. он вышел на орбиту астероида Эрос. Удалось детально исследовать его химический состав, а также построить трехмерную модель небесного тела. В 2001 г. зонд осуществил посадку на Эрос и в течение двух недель исследовал его грунт на глубине до 10 см.

Следующий аппарат, исследовавший главный пояс – это станция DAWN. В 2011-2012 г. она исследовала астероид Веста, а с 2015 по 2018 г. – Цереру. В результате удалось получить почти 69 тысяч фотографий этих объектов и множество других данных.

Крупнейшие объекты пояса астероидов

Крупнейшее тело в главном поясе – это Церера. Она настолько велика, считается карликовой планетой, а не астероидом. Ее диаметр достигает 926 км, и на нее приходится 32% массы всего главного пояса. В отличие от астероидов, имеющих однородное строение, у Цереры есть каменное ядро и мантия, состоящая из водяного льда. Интересно, что у Цереры иногда появляется атмосфера. Это происходит тогда, когда она приближается близко к Солнцу.

Повышение температуры приводит к сублимации льда и появлению водяного пара, который и образует атмосферу. При удалении от Солнца Церера свою атмосферу теряет. Церера отражает лишь 5% солнечного света, и поэтому ее невозможно увидеть невооруженным взглядом.

Второе по массе тело – Веста. Её диаметр достигает 526 км, а ее масса оценивается в 9% от массы главного пояса. Это единственный астероид, который можно наблюдать без телескопа и бинокля, ведь он отражает 42% солнечного света. У южного полюса Весты есть огромный кратер. Он образовался при столкновении, при котором возникло целое семейство астероидов, двигающихся в непосредственной близости от Весты.

Третий по массе объект – это Паллада, на которую приходится 7% массы главного пояса. Диаметр Паллады оценивается в 512 км. Паллада отличается большим углом наклона собственной оси, который равен 34°. У других больших астероидов этот наклон меньше 10°.

Четвертый по размерам астероид – это Гигея, чей диаметр оценивается в 431 км. На него приходится 3% массы всего пояса. Это углеродный астероид, имеющий альбедо 0,07. У него также есть свое семейство астероидов, образовавшееся при столкновении Гигеи с крупным небесным объектом.

Что находится за Плутоном?

Как многие из вас знают, Плутон еще совсем недавно считался полноценной планетой Солнечной Системы. Однако открытие в начале XXI века нескольких транснептуновых объектов резко пошатнуло статус Плутона, превратив его во всего лишь карликовую планету. Так что же именно находится за этим далеким ледяным миром и есть ли там что-то по-настоящему интересное?

Что такое пояс Койпера?

Когда-то давным давно, когда Солнечная система только закончила свое формирование, вокруг нашей звезды остался вращаться лишний строительный материал, который так никуда и не пригодился. Эта свалка космического мусора постепенно образовала известный многим пояс астероидов и так называемый пояс Койпера, который был назван в честь американского астронома, открывшего спутники Урана и Нептуна. По сути, пояс Койпера представляет собой расширенный пояс астероидов, который массивнее последнего аж в 200 раз. Кроме того, объекты пояса Койпера состоят преимущественно из воды, аммиака и метана, в то время как объекты из пояса астероидов содержат в себе высокую долю углеродистых соединений, а также являются весьма богатыми на полезные ископаемые.

В области пояса Койпера расположены несколько известных человечеству карликовых планет, среди которых наиболее ярко выделяются уже известный нам Плутон, а также Эрида, Хаумеа и Макемаке.

Где находится Эрида?

Когда в 2006 году XXVI Ассамблея Международного астрономического союза классифицировала термин “планета” как объект, удовлетворяющий сразу нескольким ключевым условиям, считавшийся до этого события полноценной планетой, Плутон сразу же лишился своего почетного звания именно из-за открытия нового транснептунового объекта, который назвали Эридой. Так, согласно постулатам конференции, планетой может считаться объект, который не просто вращается вокруг Солнца и имеет форму шара, но и имеет вокруг себя определенное пространство, полностью свободное от других тел. Из-за того, что и Плутон, и Эрида находятся в поясе Койпера и не способны расчистить свои окрестности от других транснептуновых объектов, специалисты, не долго думая над названием, просто именовали все расположенные внутри пояса планетоиды как карликовые планеты.

Из-за того, что все транснептуновые карликовые планеты находятся на гигантском расстоянии от Солнца, точно определить размеры этих маленьких миров очень и очень трудно. Вместе с этим считается, что Эрида лишь немногим меньше небезызвестного Плутона, чей диаметр составляет приблизительные 2374 километра.

Одним из самых странных объектов пояса Койпера можно по праву считать яйцеобразную карликовую планету Хаумеа, которая была обнаружена в 2004 году. Хаумеа уникальна не только своей довольно эксцентричной формой, но и наличием колец и сразу двух спутников, вращающихся вокруг карликовой планеты.

Макемаке или “Пасхальный кролик”

Что такое облако Оорта?

А вам нравится данная статья? Если да, приглашаю вас присоединиться к нашему официальному каналу на Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезной информации из мира астрономии и популярных естественных наук.

Несмотря на то, что существование Тюхе до сих пор официально не подтверждено, как, собственно, и существование самого Облака Оорта, достоверно известно, что большинство известных человечеству комет действительно приходят из глубин нашей Солнечной системы. Так, известная многим комета Галлея, не раз фигурировавшая в исторической хронике человечества, также произошла именно в Облаке Оорта, проделав по-настоящему колоссальный путь для того, чтобы навсегда прославиться и стать одной из самых известных человечеству комет. Что же, кажется, ей это удалось.

Пояс Койпера и Облако Оорта

У нашей Солнечной системы интересная конфигурация. В её составе небесное светило, восемь планет с их естественными спутниками, карликовые небесные тела, кометы, астероиды. И наконец холодный пояс Койпера и находящееся за ним облако Оорта.

Определение пояса Койпера

Пояс Койпера – это место скопления больших ледяных тел на границе нашей Солнечной системы. В нем множество остатков от процесса ее формирования. Кстати, этим он и похож на область астероидов, расположенную между Марсом и Юпитером. Кроме этих обломков в состав пояса входит и Плутон, который долгое время считался планетой.

пояс Койпера

Обнаружение и название

Впервые в 1930 году астроном Фредерик Леонард предположил существование транснептуновых объектов. Он считал, что за Нептуном скрывается не только Плутон.

В 1943 году исследователь Кеннет Эджворт выдвинул предположение о наличии за орбитой восьмой планеты туманности, заполненной мелкими небесными телами. Они в силу своей рассеянности не смогли превратиться в единую планету.

В 1951 году Джерард Койпер полагал, что если и был пояс за Нептуном, то по сей день он не сохранился. Причиной этому явилось неверное суждение о том, что Земля и Плутон примерно одинаковы по размерам.

Джерард Койпер

Следующие десятилетия теория трансформировалась. В 1962 году астрофизик Алистер Камерон выдвинул гипотезу существования гигантской массы мелкого космического вещества по краю нашей Солнечной системы. 1964 год ознаменовался теорией о «грязном снежке» Фреда Уиппла. Она рассказывает о составе комет, который представляется смесью космической пыли и льда. Однако в ходе наблюдений эта теория была исключена.

Новые подтверждения наличия зоны транснептуновых тел были результатом после исследования комет. В 1988 году канадские ученые на основе исследовательской статьи Хулио Фернандеса и произведенных расчетов по возвращению хвостатых звезд подтвердили существование «кометного пояса». Уже тогда было понятно, что в нем находится множество мелких объектов, формируются кометы с хвостом. Пояс Койпера получил такое имя, так как это название было обозначено в самом первом предложении статьи Х. Фернандеса. Неопровержимые доказательства в подтверждение слов канадцев привели Девид Джуит и Джейн Лу. В августе 1992 года на снимках из космоса они лицезрели первый объект из массы тел этой области, спустя еще полгода – второй. По сей день открываются новые объекты.

Крупнейшие объекты

В холодном пространстве за пределами орбиты вращения Нептуна были обнаружены карликовые планеты. Эрида, Плутон, Хуамея, Макемаке, Церера — это самые большие из представителей. Все они очень велики. Крупнейший известный объект этой области — Эрида, обнаруженная в 2003 году. За 599 лет она делает одно вращение вокруг солнца. Самый знаменитый для нас представитель пояса Койпера – Плутон. Большую часть времени он был для землян не просто крупным шарообразный телом на периферии Солнечной системы, а считался полноценной планетой. В области за Нептуном часто образуют кометы, и она активно изучается в настоящее время. Ее края касались уже «Voyager-1» и «Voyager-2», однако миссия этих космических аппаратов была иной, поэтому большой информации о льдах за краем видимых планет они не принесли.

Состав пояса Койпера

На этом расстоянии солнечное тепло намного слабее, чем на Земле, и поэтому температура на этих объектах чрезвычайно низкая. Мы можем определить их состав дистанционно с помощью телескопов и спектрального анализа, изучая отраженный свет. Результаты изучения показали, что большинство фрагментов поясной области состоят из твердого метана, аммиака и льда. Хотя эти объекты не были видны напрямую, компьютерные модели показали, что наиболее крупные из них могут иметь легкую метановую атмосферу. По составу пояс Койпера делится на:

Классические объекты. От остальных их отличает наклонность орбиты и четкая круглая форма. Эти тела – «кьюбивано», существующие независимо от движения планет. Четырнадцать лет назад «кьюбивано» можно было насчитать порядка 524 штук.
Резонансные объекты. Это тела, образующие орбитальный резонанс непосредственно с Нептуном. Таких в общей массе примерно 10-20%
Рассеянные объекты. У них большой орбитальный эксцентриситет, позволяющий удаляться от небесного светила на расстояние нескольких астрономических единиц. Некоторые представители науки рассматривают эти тела как отдельно существующую субстанцию и причисляют их к транснептуновым образованиям.

Астероид 2004 yh32 — кентавр и дамоклоид, вращающийся вокруг дневного светила с очень высоким наклоном почти 80 градусов, также принадлежит поясу Койпера.

Изучение

Пространство за Нептуном имеет значение для изучения планетной системы как минимум на двух уровнях. Во-первых, вполне вероятно, что предметы внутри него находятся в виде чрезвычайно примитивных остатков ранних аккреционных фаз Солнечной системы. Внутренние, плотные части предпланетного диска сконденсировались в главные планеты, вероятно, в течение нескольких миллионов или десятков миллионов лет. Внешние части были менее плотными, и аккреция прогрессировала медленно. Очевидно, образовалось очень много мелких объектов. Во-вторых, широко распространено мнение, что он является местом зарождения короткопериодических комет. Он действует как резервуар для этих тел так же, как Облако Оорта работает в качестве сосуда для комет долгого периода. По изучению пояса можно написать не одну сотню рефератов.

Будущее пояса Койпера

Когда Койпер изначально размышлял о существовании ледяного канта за пределами Нептуна, он указал, что такой области, вероятно, больше не существует. Доля истины в этом есть — транснептуновые объекты не будут существовать вечно. Если устроить красочную презентацию пояса Койпера, то это будет выглядеть как большая полоса материала, которую восьмая планета только что взбила. И в наши дни, вместо того, чтобы делать все большее и большее тело, они просто сталкиваются и медленно превращаются в пыль. Если мы вернемся через сто миллионов лет, то от этого холодного обода не останется и следа. Учитывая потенциал открытий и то, что тщательное изучение может рассказать нам о ранней истории нашей Солнечной системы, многие ученые и астрономы с нетерпением ждут того дня, когда мы сможем более подробно изучить и это чудо вселенной.

Интересные факты о поясе Койпера

Данная область расположена за орбитой движения Нептуна примерно в 30-50 астрономических единицах. Внешне она имеет сходство с расширяющимся пончиком. Интересные научные факты:

Он появился во время формирования Солнечной системы. Льды помогают разобраться в условиях самой ранней туманности;
Может уместить в себе миллионы объектов размером от небольшого осколка до 100 километров в ширину;
Подобные образования зафиксированы учеными вокруг других звезд (HD 138664 и HD 53143);
Близкое знакомство с ним началось с запуска зонда «Новые горизонты» в 2015 году. Ожидается, что 1 января 2019 года зонд приблизится к поясу на минимальное расстояние;
Это источник поступления короткопериодических комет. Орбитальный период этих хвостатых звезд не более двухсот лет;
Масса центральной его части может таить в себе триллионы комет и других малых тел;
Область этого пространства космоса не в состоянии поддерживать жизнь.

Определение облака Оорта

Облако Оорта это шарообразная масса комет, которая образует внешний край солнечной системы, окружая зону транснептуновых тел и планеты. Названа так в честь исследователя Яна Оорта. Более 100 миллиардов комет в этом регионе вращаются вокруг раскаленной звезды на расстоянии от одного до двух световых лет. Кометам из этой области, которые входят во внутреннюю солнечную систему, требуется более 200 лет, чтобы совершить одну полную орбиту. Можно дать следующее краткое описание облаку – это рой комет. Это такое место, где их концентрация предельно велика.

Структура и состав облака Оорта

Исходя из размеров облака Оорта, можно дать ему одну из следующих характеристик: это сферический рой, состоящий в основном из различных льдов (в частности, воды, метана и аммиачного льда); это сферическое облачное образование, являющееся пределом Солнечной системы. Оно состоит из двух частей: сферическая оборочка, внутри которой находится диск. Такое формирование нельзя назвать типичным для всех галактик, но и отрицать подобные объекты на другом краю вселенной нельзя.

облако Оорта

Происхождение облака Оорта

Нидерландский ученый Оорт с развитием радиоастрономии принялся за тщательное исследование межзвездных областей. Он развил теорию о существовании пространства, в котором идет формирование долгопериодичных комет. В научных кругах предполагают, что это космическое создание — остаток от изначального вращающегося околозвездного диска плотного газа, образовавшегося вокруг молодой звезды. В данном случае эта звезда – Солнце. А возможная давность происхождения облака примерно 4.6 млрд. лет назад. Особенность облака Оорта в том, что, по сути, оно является продолжением пояса малых тел, но никогда не наблюдалось.

Кометы облачной зоны

Долгопериодические кометы – основа этой области. Они, как правило, имеют орбиты. Которые ориентированы случайным образом, и не обязательно где-нибудь вблизи эклиптики. Считается, что они происходят из облака Оорта. Фрагменты облачной зоны, вероятно, сформировались ближе к небесному светилу, вокруг современных орбит Урана и Нептуна. И затем были вытеснены в их нынешнее положение гравитационным взаимодействием с планетами. Астрономы предполагают, что в облаке Оорта насчитывается содержимого общей массой около 100 масс Земли. Здесь обитатели не подвержены влиянию планет. Кометы Юпитера и Галлея, несмотря на короткое время оборота, прилетают именно из этого региона.

Изучение Облака Оорта

Человек еще не смог изобрести аппарат, который бы в миг доставил нас на расстояние в несколько световых лет. Учитывая отдаленность — скорость должна превышать скорость света в несколько раз. Пока ученым представлена возможность изучения с помощью телескопов. Даже запущенный в 1977 году «Voyager-1» — сомнительная надежда воотчую увидеть облако, так как границ его он достигнет не скоро.

Читайте также: