Версия для слабовидящих
Похоже, некоторые объекты пояса Койпера не знают о модели Ниццы Печать Email
Новости науки
18.01.2014
После ряда переломных работ 2005 года принято считать, что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вначале вращались на круговых орбитах, отстоящих от Солнца на 5,5–17,0 а. е., то есть были расположены намного ближе и друг к другу, и к Солнцу. За орбитой крайней из планет находился большой диск из каменных и ледяных планетезималей (до 35 а. е., дальше нынешней орбиты Нептуна). На внутреннем крае этого диска планетезимали гравитационно взаимодействовали с самым удалённым гигантом, который менял их орбиты.

Объекты пояса Койпера и орбиты девяти (как считалось в момент создания изображения) планет нашей системы (иллюстрация Don Dixon).


Планета захватывала маленькие ледяные тела, увлекая их ближе к Солнцу, при этом обмениваясь моментами импульса с планетезималями. Для компенсации переданного момента гигант слегка сдвигался от Солнца, начиная ещё чаще подбирать планетезимали и отправлять их к светилу, и так далее... Таким образом, орбиты Урана, Нептуна и Сатурна последовательно перемещались вовне, пока планетезимали не оказались вблизи Юпитера. Через несколько сотен миллионов лет Юпитер и Сатурн, два внутренних гиганта, вошли в орбитальный резонанс 1:2 (или 2:3), что резко увеличило эксцентриситет их орбит, дестабилизируя всю систему. Под действием Юпитера Сатурн перемещается к его нынешнему положению, попутно выталкивая от Солнца Нептун и Уран.

В общем, это объясняет, почему часть потомков тех планетезималей находится теперь за нынешней орбитой Нептуна и стала поясом Койпера, а другая часть осталась внутри и образовала популяции астероидов-троянцев, делящих орбиты с внутренними планетами. В теории некоторые объекты пояса должны, по сути, быть «братьями» троянцев и иметь похожие основные характеристики.

Новое исследование группы авторов во главе с Уэсли Фрэзером (Wesley Fraser) и Константином Батыгиным из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) показывает, тем не менее, что эта теория хорошо стыковалась лишь с видимыми светимостями наблюдаемых объектов пояса Койпера, то есть с тем, как ярко они выглядят для земного наблюдателя. Само собой, поскольку объекты пояса разбросаны на совершенно разном удалении от нас, вблизи иные из них могут быть ярче, а другие — тусклее. Посчитав такие абсолютные светимости, связанные в первую очередь с фундаментальными параметрами небесных тел вроде их размеров и альбедо, авторы приходят к выводу, что в действительности в поясе есть две разные популяции тел, часть которых согласуется с моделью Ниццы, в то время как другая упорно ей противоречит.

Итак, в поясе Койпера налицо две популяции: тела, вращающиеся по почти круговым орбитам в плоскости, которая совпадает с плоскостью вращения восьми планет системы, и популяция, по орбитам скорее близкая к кометам (они сильно вытянутые и весьма наклонены под отношению к плоскости эклиптики). При этом вторая популяция имеет распределение размеров (связанных с абсолютной светимостью), как у астероидов-троянцев, то есть доли малых, средних и крупных тел по группам почти идентичны «троянцам» и таким же телам пояса Койпера.

Однако другая часть пояса вовсе не хочет строиться по командам из Ниццы. Там доля крупных объектов в популяции значительно меньше, чем у троянцев, и это значит, что данная группа имеет другое происхождение. Авторы вообще полагают, что появление этих тел трудно согласовать с предполагаемыми механизмами образовании плантезималей, известными сегодня.

Разница в размерах указывает на то, что объекты с «правильными орбитами», в отличие от тех побратимов троянцев, что вращаются по неправильным орбитам, являются местной, аборигенной группировкой, изначально возникшей там, где мы их сегодня видим. В теории у модели Ниццы есть варианты, когда часть изначального занептунового диска планетезималей спокойно пережила неурядицы миграций планет-гигантов и создала аборигенную популяцию тел. Но в таких сценариях масса этим поясом почти не теряется (слабо воздействие миграции) — а значит, она близка к нынешней общей массе пояса Койпера.

Современное распределение объектов пояса Койпера (показаны зелёным) и больших планет Солнечной системы (иллюстрация Minor Planet Center; Murray and Dermott).


А вот этого, если мы правильно понимаем образование крупных тел из плантезималей, просто не может быть, поскольку в поясе Койпера сегодня буквально 0,0003 земной массы! И как-то трудно себе представить, что в столь скудном окружении могли сформироваться сегодняшние объекты пояса Койпера, иные из которых имеют сотни километров в диаметре и чуть ли не спорадическую атмосферу.

Куда же делась масса, из которой образовалось всё видимое нами богатство тамошних астероидов и которой сейчас в тех местах не видно? Кто её «похитил»? Собственно говоря, авторы фактора-злоумышленника не находят (хотя их поиск ограничился лишь консервативными предположениями), из-за чего замечают, что текущая модель роста планетезималей посредством столкновений просто не может объяснить возникновения этой аборигенной части населения пояса Койпера в столь бедном материей месте. Поэтому, заключают они, «нужен какой-то другой механизм [их формирования]». Решить эту «скромную» теоретическую задачу, прямо скажем, будет не так уж просто.

Отчёт об исследовании вскоре будет опубликован в Astrophysical Journal, а его препринтом можно полистать здесь.

Подготовлено по материалам Universe Today.

Источник - http://compulenta.computerra.ru/universe/astronomy/10010942/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта