Загадкові об'єкти виявлено далеко у зовнішній частині Сонячній системі

Нещодавні спостереження за допомогою надширококутної камери з прямим фокусом телескопа “Субару” показали, що далі в поясі Койпера може існувати популяція малих астрономічних об'єктів, які ще чекають на своє відкриття.

За словами експертів, отримані результати мають важливе значення для кращого розуміння формування Сонячної системи, розповідають OstanniPodii.com.

Дослідження стало можливим завдяки міжнародній співпраці між японським телескопом “Субару”, встановленим на Гаваях, та космічним апаратом НАСА “Нові горизонти”, який зараз подорожує поясом Койпера.

Пояс Койпера — це величезна область нашої Сонячної системи, що лежить за Нептуном, заповнена крижаними тілами та залишками будівельних блоків нашої Сонячної системи.

Уявіть собі далеке холодне звалище на орбіті Сонця, наповнене карликовими планетами, кометами та кам'янистими уламками.

Плутон, який колись був нашою дев'ятою планетою, є найвідомішим мешканцем поясу Койпера, але він лише один з багатьох. Ці об'єкти, відомі як об'єкти поясу Койпера (ОПК), бувають різних розмірів, від крихітних каменів до масивних, які можуть конкурувати з малими планетами.

Пояс простягається на відстані від 30 до 55 астрономічних одиниць (а.о.) від Сонця - це в 30-55 разів більше, ніж відстань між нашою рідною планетою та Сонцем.

Вчені вважають, що пояс Койпера може містити ключові відомості про те, як сформувалася наша Сонячна система. Він схожий на заморожену капсулу часу, що зберігає матеріали, які майже не змінилися за мільярди років. Вивчаючи ОПК, астрономи сподіваються з'ясувати умови, які були навколо, коли Сонце та планети тільки починали формуватися.

Космічний апарат НАСА “Нові горизонти” був запущений у 2006 році для того, щоб вперше в нашій історії спостерігати за поверхнями зовнішніх тіл Сонячної системи зблизька. Він успішно здійснив проліт повз систему Плутона (2015), а пізніше (2019) пролетів повз один з об'єктів поясу Койпера “Аррокот”.

Хоча було ще чотири космічні апарати, які літали до зовнішньої Сонячної системи, “Нові горизонти” — єдиний, який пролетів через пояс Койпера.

Досліджуючи об'єкти пояса Койпера із землі, ми можемо спостерігати їх лише під невеликими кутами сонячної фази (кутом між Сонцем, об'єктом і спостерігачем). Однак, якщо дивитися на об'єкт у зовнішній Сонячній системі з космічного апарату в поясі Койпера, ці об'єкти можна спостерігати під різними фазовими кутами, а їхні характеристики відбиття можна використати для оцінки властивостей поверхні.

Проте камера на космічному апараті “Нові горизонти” має вузьке поле зору та не може самостійно знайти об'єкти поясу Койпера. На щастя, телескоп “Субару” може використовувати свою ширококутну камеру для виявлення різноманітних об'єктів Пояса Койпера, а потім звузити колекцію об'єктів, повз які космічний апарат може пролетіти та дослідити.

Співпраця між космічним апаратом “Нові горизонти” і телескопом “Субару” була започаткована у 2004 році.

Під час спостережень 2004-2005 років за допомогою камери телескопа “Субару” з головним фокусом (Suprime-Cam) вирівнювання орбіти між Плутоном і космічним апаратом призвело до того, що частина центру Чумацького Шляху опинилася на задньому плані зони пошуку об'єктів поясу Койпера.

Попри те, що пошук об'єктів Сонячної системи з кількома фоновими зірками був дуже складним, вченим вдалося локалізувати 24 об'єкти пояса Койпера.

На жаль, відкриті до цього часу об'єкти поясу Койпера потребують занадто багато пального для прольоту “Нових горизонтів”, але нові об'єкти на більших відстанях можуть потрапити в зону досяжності космічного апарату за запасом пального.

У 2020 році розпочалися глибші спостереження за допомогою камери Hyper Suprime-Cam (HSC) на телескопі Subaru, і до 2023 року було відкрито 239 об'єктів поясу Койпера.

«Найбільш захопливою частиною спостережень за допомогою HSC було відкриття 11 об'єктів на відстанях за межами відомого поясу Койпера», - сказала членкиня команди Фумі Йошида, науковець з Університету наук про гігієну праці та навколишнього середовища і Дослідницького центру дослідження планет при Технологічному інституті Чіба.

Велика кількість об'єктів, виявлених за допомогою HSC, розташовані на відстані від 30 до 55 астрономічних одиниць (а.о.) від Сонця (одна а.о. відповідає відстані між Сонцем і Землею) і вважаються такими, що належать до відомого поясу Койпера.

Однак експерти не очікували виявити те, що виглядає як скупчення об'єктів в області 70-90 а.о. та долину між 55 і 70 а.о., де розподілена лише невелика кількість об'єктів.

Чи існує нова популяція об'єктів Поясу Койпера, розташованих на рівні 70-90 а.о.? «Якщо це підтвердиться, це буде велике відкриття. Первісна сонячна туманність була набагато більшою, ніж вважалося раніше, і це може мати наслідки для вивчення процесу формування планет у нашій Сонячній системі», - пояснила Йошида.

«Це революційне відкриття, яке відкриває щось несподіване, нове і захопливе у віддалених куточках Сонячної системи; це відкриття, ймовірно, було б неможливим без можливостей світового класу обсерваторії Субару», - додав головний дослідник місії “Нові горизонти” Алан Стерн.

Для того, щоб визначити точні орбіти цих об'єктів, вчені продовжують спостереження за допомогою HSC.

«Я думаю, що відкриття далеких об'єктів і визначення їхнього орбітального розподілу є важливим кроком до розуміння історії формування Сонячної системи, порівняння її з екзопланетними системами й розуміння універсального планетоутворення», - сказала Йошида.

Наразі New Horizons рухається далі, приблизно на відстані 60 а.о. від Сонця, сподіваючись відкрити ще більше віддалених об'єктів.

Результати дослідження незабаром мають опублікувати у двох статтях в журналі Planetary Science Journal.