Может ли Планета X скрываться в поясе Койпера? Нашу карту Солнечной системы, возможно, придется обновить, потому что пояс Койпера может быть гораздо больше

Космос наполнен пылью, состоящей из крошечных частиц размером в микроны – миллионные доли метра. Большая часть пыли в нашей Солнечной системе – это остатки формирования планет, в ходе которого многие объекты сталкивались друг с другом. Сегодня к этой древней пыли добавилась свежая пыль, выброшенная с поверхностей астероидов и комет в результате ударов микрометеоритов. Эта пыль, как свежая, так и древняя, создает загадочный “Зодиакальный свет”. Пыль простирается до самых дальних уголков Солнечной системы. Астрономы до сих пор не знают, как выглядит этот последний рубеж.

Пояс Койпера (или пояс Койпера-Эджуорта, названный так в честь астрономов Джерарда Койпера и Кеннета Эджворта, которые независимо друг от друга выдвинули гипотезу о его существовании) находится так далеко, а его ледяные обитатели настолько малы и слабы, что только в 1992 году был обнаружен первый объект пояса Койпера (KBO) за пределами Плутона. Это открытие сделали астрономы Гавайского университета Дэйв Джуэтт и Джейн Луу. Но с тех пор были обнаружены тысячи KBO, и астрономы смогли приступить к составлению карты внешней части Солнечной системы.

За поясом Койпера находится Рассеянный диск, населенный ОПК, которые были рассеяны из пояса Койпера гравитационными приливами, исходящими от самой внешней планеты Солнечной системы – Нептуна. Объекты в Рассеянном диске обычно имеют высокоэллиптические орбиты, круто наклоненные к плоскости Солнечной системы, и могут удаляться от Солнца на сотни астрономических единиц. Одна а.е., или астрономическая единица, равна расстоянию между Землей и Солнцем.

Далеко за поясом Койпера и рассеянным диском находится облако Оорта – обширная сферическая область замерзших объектов, удаленная от Солнца более чем на один световой год. Рукав 100. Хотя из-за своей удаленности облако Оорта никогда не наблюдалось напрямую, ученые знают о его существовании, поскольку там можно проследить орбиты долгопериодических комет.

Однако теперь новые открытия, сделанные New Horizons, грозят перевернуть многое из того, что, как нам казалось, мы знали о внешней части Солнечной системы с самого начала.

Новые горизонты” проводят первые прямые измерения межпланетной пыли далеко за пределами Нептуна и Плутона, поэтому каждое наблюдение может привести к открытию”, – говорится в заявлении астронома Алекса Донера из Университета Колорадо в Боулдере.

Считалось, что расстояние между внешним краем пояса Койпера и Солнцем составляет около 50 астрономических единиц (одна а.е. также равна 149,5 миллиона километров или 93 миллиона миль). 1 января 2019 года космический аппарат “Новые горизонты” столкнулся с KBO под названием Аррокот, который находится на расстоянии 44,5 а.е. от Солнца; сегодня “Новые горизонты” находятся на расстоянии 58,25 а.е. от Солнца, а в апреле 2021 года они преодолеют отметку в 50 а.е. За последние пять лет “Новые горизонты” должны были пересечь край пояса Койпера. Однако, поскольку АОДы разделены миллионами миль, New Horizons визуально не заметит, что остался позади. Вместо этого признаком будет уменьшение количества межпланетной пыли.

Однако студенческий счетчик пыли (SDC), расположенный на космическом аппарате, названном в честь маленькой девочки, давшей Плутону имя в 1930 году, не заметил этого снижения. На самом деле пыли так же много, как и всегда, что приводит астрономов в замешательство.

SDC установлен на передней поверхности космического аппарата New Horizons. Он состоит из 14 пластиковых пленочных детекторов, каждый размером 14,2 на 6,5 сантиметра (5,6 на 2,6 дюйма) и толщиной всего 28 микрон. Дюжина детекторов подвергается воздействию космического пространства, а два других экранированы и могут выступать в качестве эталонных детекторов, регистрируя любые непылевые события, чтобы исключить ложные срабатывания. Когда частица пыли попадает в один из детекторов, в пластиковой пленке остается небольшое отверстие, которое слегка изменяет то, как их поверхность проводит электричество.

Один из вариантов заключается в том, что избыток пыли на самом деле образовался ближе к Солнцу и был выброшен из пояса Койпера под давлением солнечного света, действующего на частицы. Однако команда Донера считает эту теорию маловероятной. Вместо этого, по их словам, предпочтение отдается более заманчивой возможности.

В поясе Койпера может быть больше, чем предполагали астрономы.

Присутствие пыли означает, что “Новые горизонты” все еще находятся в поясе Койпера, а пояс Койпера гораздо шире, чем все думали, и простирается на миллиарды километров дальше от Солнца, чем предполагают наши карты.

Об этом говорит не только количество пыли. Астрономы используют алгоритмы машинного обучения для поиска наблюдений, сделанных 8,2-метровым телескопом Subaru на Мауна-Кеа на Гавайях и четырехметровым телескопом Victor M. Blanco в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили, чтобы найти больше ледяных объектов, которые могли бы исследовать New Horizons. На данный момент они обнаружили 154 объекта в направлении движения New Horizons, в том числе около 20, к которым космический аппарат приблизится на расстояние в несколько миллионов миль, что достаточно близко для проведения некоторых элементарных наблюдений. Однако некоторые из этих 154 объектов, похоже, расположены за пределами пояса Койпера, причем не на эксцентрической орбите, напоминающей Рассеянный диск, а в плоскости эклиптики, что также характерно для пояса Койпера.

Являются ли они членами более широкого пояса Койпера или, возможно, даже второго пояса?

“Идея о том, что мы могли обнаружить расширенный пояс Койпера – с совершенно новой популяцией объектов, сталкивающихся и производящих больше пыли, – дает еще один ключ к разгадке тайн самых отдаленных регионов Солнечной системы”, – говорит Донер.

Новые горизонты” плывут по неизведанным водам. Только четыре космических аппарата – “Пионер-10” и “Вояджер-11”, а также “Вояджер-1” и “Вояджер-2” – уже проходили по этому маршруту, и ни один из них не был оснащен таким пылесборником, как “Новые горизонты”.

Хотя “Пионеры” уже давно не работают, а космический аппарат “Вояджер-1” начинает выходить из строя, у “Новых горизонтов” достаточно топлива и энергии, чтобы продержаться до 2040-х годов, когда они могут оказаться далеко за пределами 100 а.е. от Солнца. К тому времени, когда его энергия будет исчерпана, он, вероятно, полностью перерисует карту внешней части Солнечной системы.