Пояс Койпера

Эта статья входит в число готовых статей
Материал из «Знание.Вики»
Объекты Пояса Койпера. В центре Солнце, красными точками отмечены планеты Юпитер, Уран, Сатурн и Нептун

Пояс Койпера — область Солнечной системы, расположенная на расстоянии от 30 до 200 астрономических единиц (от 4,5 млрд км до 28 млрд км) от Солнца с наклоном, близким к эклиптике[1]. Являет собой околозвёздный диск, выходящий за пределы орбит планет. Похож на пояс астероидов, но намного крупнее — в 20 раз шире и от 20 до 200 раз массивнее[2]. Состоит в основном из небольших тел являющихся материалом оставшимся от образования Солнечной системы. Хотя многие объекты пояса Койпера состоят из горных пород и металлов, большинство объектов состоят в основном из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода. В поясе Койпера расположены три официально признанные карликовые планеты: Плутон, Хаумеа и Макемаке.

Некоторые из спутников планет Солнечной системы, такие как Тритон и Феба, могли возникнуть в Поясе Койпера[3].

Пояс Койпера назван в честь голландского астронома Джерарда Койпера, который предсказывал его гипотетическое существование в 1970-х годах[4]. В 1992 году была открыта малая планета (15760) Альбион, первый объект пояса Койпера после Плутона (открытого в 1930 году) и Харона (открытого в 1978 году). Вскоре число известных объектов Пояса Койпера увеличилось до тысяч, и считается, что в поясе существует более 100 000 таких объектов диаметром более 100 км. Пояс Койпера изначально считался главным хранилищем периодических комет, орбиты которых длятся менее 200 лет. Исследования, проведённые в середине 1990-х годов, показали, что пояс динамически стабилен и что истинным местом происхождения комет является рассеянный диск — динамически активная зона, образовавшаяся в результате движения Нептуна.

Пояс Койпера отличается от гипотетического облака Оорта, которое считается в тысячу раз более удалённым и в основном сферическим. Объекты в пределах пояса Койпера вместе с элементами рассеянного диска и любыми потенциальными объектами облака Оорта в совокупности называются транснептуновыми объектами. Вероятно объекты Пояса Койпера являются са­мыми древ­ними те­лами Сол­неч­ной сис­те­мы, со­хра­нив­шимися с эпо­хи её воз­ник­но­ве­ния[1].

История открытия

Первыми астрономами, предположившими существование пояса, были Фредерик Леонард в 1930 году и Кеннет Эджворт в 1943 году который предположил наличие планет и метеоритов за пределами орбиты Нептуна[5]. В 1951 году Джерард Койпер предположил, что в прошлом пояс содержал объекты. Более точные предположения об объектах в поясе сделали Эл Кэмерон в 1962 году[6], Фред Уиппл в 1964 году[7] и Хулио Фернандес в 1980 году[8]. Пояс и его объекты были названы в честь Койпера после открытия объекта (15760) 1992 QB1.

Современные компьютерные симуляции показывают, что пояс Койпера сформировался под влиянием Юпитера, чья сильная гравитация «выбрасывала» небольшие планетоиды из недр Солнечной системы на дальнюю орбиту. Некоторые планетоиды зародились непосредственно в поясе Койпера. Те же симуляции и другие теории показывают, что пояс Койпера должен содержать объекты значительной массы — порядка массы Марса или Земли[9].

Объекты пояса Койпера

В поясе Койпера к 2023 году обнаружено более 2000 объектов, почти все они были обнаружены после 1992 года. Два крупнейших объекта с подтвержденными размерами — это Плутон и Харон. После 2000 года были обнаружены другие объекты подобного размера. По предварительным расчетам, объект 90377 Седна может быть крупнее Харона. Однако некоторые астрономы не считают Седну объектом пояса Койпера, потому что из-за большого расстояния от Солнца она не находится под гравитационным влиянием Нептуна и, вероятно, является объектом облака Оорта[10].

Все объекты пояса Койпера подразделяются на три категории:

  • Классические — вращающиеся по максимально возможной круговой орбите и не зависят от движения других планет Солнечной системы. На данный момент их открыто около 520. Вращаются на расстоянии 42-48 а. е. от солнца[1].
  • Резонансные — движущиеся в орбитальном резонансе с Нептуном. Небесные тела, обращающиеся вокруг Солнца и имеющие орбитальный резонанс 2:3 с Плутоном, называются плутиноидами. Они составляют около 10-20 % от общего числа астероидов[1].
  • Рессеяные — имеющие очень вытянутые орбиты. Их максимальное расстояние от Солнца в афе­лии может составлять около 200 астрономических единиц. Таковых большинство[1].

Большинство объектов в поясе Койпера состоят из льда и органических примесей, таких как толин. Они имеют тот же состав, что и кометы, и некоторые астрономы считают их простыми кометами, находящимися достаточно далеко от Солнца, чтобы не образовывать хвост. С другой стороны, разница между кометой и астероидом до конца не изучена из-за пограничных объектов, таких как (2060) Хирон[1].

Для большинства объектов пояса Койпера трудно измерить их точный радиус. Для объектов, орбитальные параметры которых известны с большой точностью (таких как Плутон и Харон), диаметр можно высчитать, наблюдая затмение далеких звёзд. Для других, относительно крупных объектов размеры можно определить с помощью инфракрасных измерений. Тело с высоким альбедо отражает большую часть солнечного света, поэтому оно холодное и не излучает в инфракрасном диапазоне. И наоборот, если тело имеет низкое альбедо, оно будет излучать значительную энергию в инфракрасном диапазоне. Обнаруженные объекты очень холодные и имеют идеальный спектр абсолютно чёрного тела с длиной волны около 60 микрометров. Волну такой длины невозможно наблюдать на земной поверхности; астрономы могут наблюдать только дальний инфракрасный конец спектра. Из-за крайней слабости этих волн они могут быть зарегистрированы только для крупнейших объектов пояса Койпера. Для остальных объектов диаметр можно рассчитать, приняв определённое альбедо. Поэтому их расчетный диаметр может значительно отклоняться от фактического значения.

Крупнейшие открытые объекты Пояса Койпера

Номер Название Экваториальный

диаметр (км)

Большая полуось,

а. е.

Перигелий,

а. е.

Афелий,

а. е.

Период обращения

вокруг Солнца (лет)

Открыт
136199 Эрида 2330+10/−10. 67,84 38,16 97,52 559 2005
134340 Плутон 2390 39,45 29,57 49,32 248 1930
136472 Макемаке 1500 +400/−200 45,48 38,22 52,75 307 2005
136108 Хаумеа ~1500 43,19 34,83 51,55 284 2005
134340 I Харон 1207 ± 3 39,45 29,57 49,32 248 1978
225088 Гунгун ~1535 67,3 33,6 101,0 553 2016
50000 Квавар ~1100 43,61 41,93 45,29 288 2002
90482 Орк 946,3 +74,1/−72,3 39,22 30,39 48,05 246 2004
55565 2002 AW197 940 47,1 41,0 53,3 323 2002
20000 Варуна 874 42,80 40,48 45,13 280 2000
28978 Иксион < 822 39,70 30,04 49,36 250 2001
55637 2002 UX25 681 +116/−114 42,6 36,7 48,6 278 2002

История наблюдений

Наблюдение за Поясом Койпера и в целом за всей транснептуновой зоной осуществляется орбитальными телескопами «Гершель» и «Кеплер»[11]. В 2006 году в направлении Плутона был запущен исследовательский зонд «New Horizons». Он с близкого расстояния изучил Плутон, Харон и четыре малых спутника. Также был изучен неизвестный ранее астероид Аррокот. Скудная информация о поясе Койпера значительно пополнилась благодаря данному проекту. В настоящее время космический аппарат держит курс за пределы Солнечной системы.

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 КОЙПЕРА ПОЯС • Большая российская энциклопедия - электронная версия. old.bigenc.ru. Дата обращения: 12 апреля 2023.
  2. ↑ The Kuiper Belt for Kids | What?, Location, Importance, Size, Comparison (неопр.). The Nine Planets. Дата обращения: 12 апреля 2023.
  3. ↑ Что такое пояс Койпера? (рус.) ? (9 апреля 2020). Дата обращения: 12 апреля 2023.
  4. ↑ G. P. Kuiper. On the Origin of the Solar System // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1951-01. — Т. 37, вып. 1. — С. 1–14. — ISSN 0027-8424. — doi:10.1073/pnas.37.1.1.
  5. ↑ What is improper about the term "Kuiper belt"?. www.icq.eps.harvard.edu. Дата обращения: 12 апреля 2023.
  6. ↑ John Davies. Beyond Pluto: Exploring the Outer Limits of the Solar System. — Cambridge University Press, 2001-07-19. — 260 с. — ISBN 978-1-139-42877-4.
  7. ↑ M. M. Rao. DECOMPOSITION OF VECTOR MEASURES (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 1964-05. — Vol. 51, iss. 5. — P. 771–774. — ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490. — doi:10.1073/pnas.51.5.771.
  8. ↑ J. A. Fernandez. On the existence of a comet belt beyond Neptune // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — 1980-08-01. — Т. 192. — С. 481–491. — ISSN 0035-8711. — doi:10.1093/mnras/192.3.481.
  9. ↑ Что такое пояс Койпера? Определение | Расположение | Факты | New-Science.ru (рус.) ? (9 апреля 2020). Дата обращения: 12 апреля 2023.
  10. ↑ Пояс Койпера — все самое интересное на ПостНауке. postnauka.ru. Дата обращения: 12 апреля 2023.
  11. ↑ Редакция. Найдена самая большая безымянная «планета» нашей системы. Naked Science (12 мая 2016). Дата обращения: 12 апреля 2023.
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Пояс_Койпера&oldid=997021