La misteriosa periferia del sistema solare

La periferia del nostro sistema solare può essere paragonata agli oceani della Terra. Proprio come loro (su scala cosmica) sono quasi a portata di mano, ma è difficile per noi esaminarli a fondo. Conosciamo molte altre regioni dello spazio più lontane meglio delle regioni della cintura di Kuiper oltre l'orbita di Nettuno e della nube di Oort oltre (1).

Sonda New Horizons è già a metà strada tra Plutone e il suo prossimo obiettivo di esplorazione, l'oggetto anno 2014₆₉ w Fascia di Kuiper. Questa è la regione oltre l'orbita di Nettuno, a partire da 30 UA. e. (o a. e., che è la distanza media della Terra dal Sole) e termina a circa 100 a. e. dal sole.

1. La cintura di Kuiper e la nuvola di Oort

Il veicolo aereo senza pilota New Horizons, che ha scattato fotografie storiche di Plutone nel 2015, si trova già a più di 782 milioni di km da esso. Quando raggiunge MU₆₉ (2) verrà installato come specificato Alan Stern, scienziato capo della missione, il record di esplorazione della pace più lontano nella storia della civiltà umana.

Planetoide MU₆₉ è un tipico oggetto della cintura di Kuiper, il che significa che la sua orbita è quasi circolare e non rimane in risonanza orbitale con il suo Nettuno orbitale. L'oggetto è stato scoperto dal telescopio spaziale Hubble nel giugno 2014 ed è stato scelto come uno dei prossimi obiettivi per la missione New Horizons. Gli esperti ritengono che MU₆₉ meno di 45 km di diametro. Tuttavia, un compito più importante per la navicella spaziale è uno studio più dettagliato della cintura di Kuiper. I ricercatori della NASA vogliono ispezionare più di venti oggetti nell'area.

2. La traiettoria di volo della sonda New Horizons

15 anni di rapidi cambiamenti

Già nel 1951, la Gerard Kuiper, il cui nome è il confine vicino del sistema solare (di seguito indicato come Oort Cloud), predisse che gli asteroidi orbitano anche al di fuori dell'orbita del pianeta più esterno del nostro sistema, ovvero Nettuno, e Plutone dietro di esso. Il primo, di nome 1992 KV1Tuttavia, è stato scoperto solo nel 1992. La dimensione tipica dei pianeti nani e degli asteroidi della fascia di Kuiper non supera le poche centinaia di chilometri. Si stima che il numero di oggetti della cintura di Kuiper con un diametro superiore a 100 km raggiunga diverse centinaia di migliaia.

La Nube di Oort, che si estende oltre la Cintura di Kuiper, si è formata miliardi di anni fa quando una nuvola di gas e polvere in collasso formò il Sole e i pianeti in orbita attorno ad esso. I resti di materia inutilizzata furono quindi lanciati ben oltre le orbite dei pianeti più lontani. Una nuvola può essere composta da miliardi di minuscoli corpi sparsi intorno al sole. Il suo raggio raggiunge anche centinaia di migliaia di unità astronomiche e la sua massa totale può essere circa 10-40 volte la massa della Terra. L'esistenza di una tale nuvola di materia fu prevista nel 1950 dall'astronomo olandese Jan H. Oort. C'è il sospetto che gli effetti gravitazionali delle stelle vicine di tanto in tanto spingano singoli oggetti della nube di Oort nella nostra regione, creando da essi comete longeve.

Quindici anni fa, nel settembre 2002, è stato scoperto il corpo più grande del sistema solare dalla scoperta di Plutone nel 1930, inaugurando una nuova era di scoperte e rapidi cambiamenti nell'immagine della periferia del sistema solare. Si è scoperto che un oggetto sconosciuto ruota attorno al Sole ogni 288 anni a una distanza di 6 miliardi di km, che è più di quaranta volte la distanza tra la Terra e il Sole (Plutone e Nettuno distano solo 4,5 miliardi di km). I suoi scopritori, gli astronomi del California Institute of Technology, lo chiamarono Kuaoara. Secondo i primi calcoli, avrebbe dovuto avere un diametro di 1250 km, che è più della metà del diametro di Plutone (2300 km). Le nuove banconote hanno cambiato questa dimensione in 844,4 km.

Nel novembre 2003 l'oggetto è stato scoperto 2003 WB 12, chiamato in seguito punto, per conto della dea eschimese responsabile della creazione degli animali marini. L'essenza non appartiene formalmente alla cintura di Kuiper, ma Classe ETNO - cioè qualcosa tra la cintura di Kuiper e la nuvola di Oort. Da allora, la nostra conoscenza di quest'area iniziò ad aumentare insieme alle scoperte di altri oggetti, tra i quali possiamo citare, ad esempio, Makemake, Haume o Eris. Allo stesso tempo, iniziarono a sorgere nuove domande. Anche il grado di Plutone. Alla fine, come sapete, è stato escluso dal gruppo d'élite dei pianeti.

Gli astronomi continuano a scoprire nuovi oggetti limite (3). Uno dei più recenti è pianeta nano Dee Dee. Si trova a 137 miliardi di km dalla Terra. Ruota intorno al Sole in 1100 anni. La temperatura sulla sua superficie raggiunge i -243°C. È stato scoperto grazie al telescopio ALMA. Il suo nome è l'abbreviazione di "Distant Dwarf".

3. Oggetti transnettuniani

Minaccia fantasma

All'inizio del 2016, abbiamo riferito a MT di aver ricevuto prove circostanziali dell'esistenza di un nono pianeta sconosciuto nel sistema solare (4). Successivamente, gli scienziati dell'Università svedese di Lund hanno affermato che non si era formato nel sistema solare, ma era un esopianeta catturato dal Sole. Modellazione al computer Alessandra Mustilla ei suoi colleghi suggeriscono che il giovane sole l'abbia "rubato" a un'altra stella. Questo potrebbe essere successo quando le due stelle si sono avvicinate l'una all'altra. Quindi il nono pianeta fu espulso dalla sua orbita da altri pianeti e acquisì una nuova orbita, molto lontano dalla sua stella madre. In seguito, le due stelle furono di nuovo distanti tra loro, ma l'oggetto rimase in orbita attorno al Sole.

Gli scienziati dell'Osservatorio di Lund ritengono che la loro ipotesi sia la più probabile di tutte, perché non esiste una spiegazione migliore per ciò che sta accadendo, comprese le anomalie nelle orbite degli oggetti che ruotano attorno alla cintura di Kuiper. Da qualche parte là fuori, un misterioso pianeta ipotetico si nascondeva ai nostri occhi.

discorso forte Costantina Batigina i Mike Brown del California Institute of Technology, che nel gennaio 2016 annunciò di aver trovato un altro pianeta ben oltre l'orbita di Plutone, fece parlare gli scienziati come se sapessero già che un altro grande corpo celeste orbitava da qualche parte alla periferia del sistema solare . . Sarà leggermente più piccolo di Nettuno e orbiterà attorno al Sole in un'orbita ellittica per almeno 15 20-4,5. anni. Batygin e Brown affermano che questo pianeta fu espulso alla periferia del sistema solare, probabilmente durante il primo periodo del suo sviluppo, circa XNUMX miliardi di anni fa.

Il team di Brown ha sollevato la questione della difficoltà nello spiegare l'esistenza del cosiddetto Scogliera di Kuiper, cioè una sorta di varco nella cintura degli asteroidi transnettuniani. Questo è facilmente spiegato dalla gravità di un oggetto massiccio sconosciuto. Gli scienziati hanno anche indicato la solita statistica secondo cui per migliaia di frammenti di roccia nella Nube di Oort e nella fascia di Kuiper, dovrebbero esserci centinaia di asteroidi lunghi diversi chilometri e forse uno o più pianeti principali.

4. Una delle fantasie visive su Planet X.

All'inizio del 2015, la NASA ha rilasciato osservazioni dal Wide-Field Infrared Survey Explorer - WISE. Hanno mostrato che nello spazio a una distanza fino a 10mila volte superiore a quella dal Sole alla Terra, non riuscivano a trovare il pianeta X. WISE, tuttavia, è in grado di rilevare oggetti grandi come Saturno, e quindi un corpo celeste il le dimensioni di Nettuno potrebbero sfuggire alla sua attenzione. Pertanto, gli scienziati continuano anche la loro ricerca con il telescopio Keck da XNUMX metri alle Hawaii. Finora inutilmente.

Impossibile non citare il concetto di osservare la misteriosa stella "sfortunata", la nana bruna – che renderebbe il sistema solare un sistema binario. Circa la metà delle stelle visibili nel cielo sono sistemi costituiti da due o più componenti. Il nostro sistema binario potrebbe formare una nana gialla (il Sole) insieme a una nana bruna più piccola e molto più fredda. Tuttavia, questa ipotesi sembra al momento improbabile. Anche se la temperatura superficiale di una nana bruna fosse solo di poche centinaia di gradi, la nostra attrezzatura potrebbe comunque rilevarla. L'Osservatorio Gemini, lo Spitzer Telescope e WISE hanno già stabilito l'esistenza di più di dieci di questi oggetti a distanze fino a cento anni luce. Quindi se il satellite del sole è davvero là fuori da qualche parte, dovremmo averlo notato molto tempo fa.

O forse il pianeta c'era, ma non esiste più? Astronomo americano presso il Southwestern Research Institute di Boulder, Colorado (SwRI), David Nesvorny, in un articolo pubblicato sulla rivista Science, dimostra che la presenza del cosiddetto testicolo nella fascia di Kuiper impronta del quinto gigante gassosoche era lì all'inizio della formazione del sistema solare. La presenza di molti pezzi di ghiaccio in quest'area indicherebbe l'esistenza di un pianeta delle dimensioni di Nettuno.

Gli scienziati si riferiscono al nucleo della cintura di Kuiper come a un insieme di migliaia di oggetti transnettuniani con orbite simili. Nesvorny ha utilizzato simulazioni al computer per modellare il movimento di questo "nucleo" negli ultimi 4 miliardi di anni. Nel suo lavoro ha utilizzato il cosiddetto Nice Model, che descrive i principi della migrazione planetaria durante la formazione del sistema solare.

Durante la migrazione, Nettuno, situato a una distanza di 4,2 miliardi di km dal Sole, si è spostato improvvisamente di 7,5 milioni di km. Gli astronomi non sanno perché questo sia successo. È stata suggerita l'influenza gravitazionale di altri giganti gassosi, principalmente Urano o Saturno, ma non si sa nulla di interazioni gravitazionali tra questi pianeti. Secondo Nesvorny, Nettuno deve essere rimasto in una relazione gravitazionale con un altro pianeta ghiacciato, che è stato costretto a lasciare la sua orbita verso la Cintura di Kuiper durante la sua migrazione. Durante questo processo, il pianeta si è disintegrato e ha dato origine a migliaia di enormi oggetti ghiacciati ora conosciuti come il suo nucleo o transnettuniani.

Le sonde della serie Voyager e Pioneer, pochi anni dopo il lancio, sono diventate i primi veicoli terrestri ad attraversare l'orbita di Nettuno. Le missioni hanno rivelato la ricchezza della lontana fascia di Kuiper, ravvivando una pletora di discussioni sull'origine e la struttura del sistema solare che si rivelano ben al di là di ogni supposizione. Nessuna delle sonde ha colpito il nuovo pianeta, ma i Pioneer 10 e 11 in fuga hanno intrapreso una traiettoria di volo inaspettata che è stata vista negli anni 80. E ancora una volta sono sorte domande sulla fonte gravitazionale delle aberrazioni osservate, che è probabilmente nascosta nella periferia del sistema solare...