Трансплутоновые планеты (пояс Койпера)

Открытие у Плутона его спутника позволило уточнить массу Плутона и определить суммарную массу системы Плутон-Харон. Она оказалась 1/400 частью массы Земли, и объяснять влиянием этой массы все аномалии движения Нептуна оказалось невозможно. Усилились поиски трансплутоновых планет.

В результате этого в начале 1990-х годов с разницей в один год были открыты две малые планеты с диаметрами порядка нескольких сотен километров, то есть тела, соразмерные крупным астероидам. Первое такое тело обнаружили в конце 1992 г. Д.Джюит и Дж.Луу из Гонолулу. Разумеется, это не объяснило особенности движения Нептуна, но был открыт второй пояс малых планет - пояс Койпера (назван в честь одного из двух его предсказателей). Он расположен за орбитой Плутона и, возможно, является поставщиком спутников для внешних планет-гигантов (Уран, Нептун). Считается, что этот пояс довольно широк, но всё-таки в облако Оорта, начинённое зародышами комет, переходит не постепенно. Удалённость пояса Койпера от Солнца составляет примерно 50 - 100 а.е., а облако Оорта начинается на расстоянии порядка десятков тысяч а.е. (Минипланета нового класса, 1998). Приводились и несколько другие параметры для пояса Койпера: 30 - 130 а.е., но разница не принципиальна (Новый транснептунианский..., 1995; Минипланета нового класса, 1998).

Со вторым поясом малых планет произошло то же, что и с первым: число открытых тел лавинообразно растёт. Уже известно 40 объектов с предполагаемым диаметром от 100 до 200 км. Открыто также тело диаметром 300 км, на поверхности которого по данным недавно построенного самого большого в мире Оптического телескопа им. У.М.Кека (Гавайские острова, CША) лежат замёрзшие углеводороды: метан, этан, этилен или ацетилен, есть и более сложные молекулы (Объект 1993 SC из пояса Койпера, 1998). Эти углеводороды узнаются по необычайно красноватому цвету небесных тел (Новый транснептунианский объект 1994 TG2, 1995). Слой замёрзшего метана есть также на Плутоне и Тритоне, что говорит об их родстве с малыми планетами второго пояса.

С каждым годом возрастает также размер самого большого тела, известного в поясе Койпера. "Увеличивается" и удалённость от Солнца. Cороковая планета пояса Койпера (1996TL-66) оказалась в 4 - 6 раз дальше Нептуна, и её возможные размеры по одному источнику составляют 500 км, или 490 км - по другому (Минипланета нового класса, 1998). Орбита сильно вытянута, и планета уходит за пределы пояса Койпера на расстояние до 130 а.е. от Солнца. Существует также объект 1996RQ-20. Он тоже не коренной в поясе Койпера. Видимо, это та же сорок первая планета, которая в 2 - 3 раза дальше Нептуна и фигурирует в заметке "Пояс Койпера всё "расширяется"" (1997). Высказывается предположение, что эти тела менее стабильны, чем "полноправные обитатели" пояса Койпера и легче могут превратиться в кометы, то есть между астероидами второго пояса и кометными телами нет чёткой границы.

В 2000 г. группой во главе с Х.Левинсоном (США) открыт объект диаметром порядка 400 км, который подходит к Солнцу на 6,6 млрд. км (а не на 4,5, где Нептун), отходит на 58,2 млрд км и делает оборот за 3175 земных лет (Ядро суперкометы..., 2001). Ему дали "имя" Варуна (Сурдин, 2002).

Интересно, что для пояса Койпера открыты такие же резонансные явления, как и для астероидов. Часть открытых тел движется на расстоянии 31 - 36 а.е. от Солнца, часть - 40 - 45 а.е., а промежуток между ними или совсем пуст, или, по крайней мере, мало населён. Это связано с гравитационным влиянием Нептуна, который выталкивает небесные тела из этого промежутка (см. главу об астероидах) (Новый транснептунианский..., 1995).

Для 12 самых маленьких тел в поясе Койпера (из числа открытых) определены периоды их вращения вокруг оси (У.Романишин и С.Теглер, США). Как правило, они составляют от 6 до 10,4 часов. Для более крупных тел этого пояса получить аналогичную информацию труднее, так как они сферичны, а потому меньше меняют яркость при вращении (Как вращаются тела в поясе Койпера? 1999).

Что же касается того небесного тела, которое искажает орбиту Нептуна, то теоретически оно должно быть тёмным (трудно открыть), в несколько раз превосходить размеры Земли (иначе бы не влияло на Нептун), вращаться в несколько раз дальше Нептуна (раза в три). Это тело может оказаться возмутителем спокойствия в кометном мире, заставляя кометы в некоторых случаях падать на него, в некоторых - покидать пределы Солнечной системы, а в некоторых - направлять кометы к центру Солнечной системы, то есть к Солнцу и Земле. Таких крупных тел в облаке Оорта может оказаться несколько. Так проще объяснить приход комет из самых разных точек пространства. Кометные зародыши и сами могут во время случайных сближений "портить" друг другу круговые орбиты.

Говоря о поясе Койпера (поясе Эджворса-Койпера), нельзя обойти молчанием проблему скрытого вещества во Вселенной. Большинство тел пояса Койпера пока нам не видны, но ясно, что их очень много. Обследована ничтожно малая часть неба (сотые доли процента), а уже открыты десятки "жильцов" этого пояса. По подсчётам должны быть десятки тысяч тел такого же размера, как открытые (сотни километров), и миллионы тел размером с ядро кометы Галлея (десятки километров). В сумме тела пояса Койпера должны быть в сотни раз массивнее пояса астероидов (Новый транснептунианский..., 1995).

Возможно, во Вселенной действует закон: чем меньше масса тела, тем больше таких тел существует. Не исключено, что тела вроде тех, какие найдены в поясе Койпера, насыщают межзвёздное пространство и даже составляют основную часть массы Галактики (Гончаров, 1999). Мы же живём в исключительной области, где вся эта "мелочь" объединилась в большие планеты.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.seminarium.narod.ru