Какво са поясът на Кайпер и облакът на Оорт

Пояс на Кайпер, Облак на Оорт

Solar System: planets and dwarf ones with their positions in different zones of the space


Поясът на Кайпер и облакът на Оорт са две от най-чудноватите и мистериозни места в Слънчевата система. Тъй като са толкова далеч от нас, няма как да ги изследваме в детайли, за разлика от Астероидния пояс, който се помещава между орбитите на Марс и Юпитер. Ако обаче те разкрият пред нас своите тайни, биха могли да ни кажат много за зараждането на Слънчевата система и нейната ранна история.

Пояс на Кайпер (англ. Kuiper belt)

Дефиниция

Поясът на Кайпер е част от Слънчевата система, диск, въртящ се около Слънцето отвъд орбитата на Нептун и разпростиращ се на между 30 и 50 астрономически единици от нашата звезда. За една астрономическа единица, или AU, се приема разстоянието между Слънцето и Земята — приблизително 150 милиона километра. Той е подобен на астероидния пояс и е изграден от малки тела — скални астероиди, замръзнали газове като амоняк и метан, както и воден лед, остатъци от формирането на Слънчевата система.

След като Клайд Томбо открива Плутон през 1930 г., първите двама астрономи, които изказват хипотеза за съществуването на още обекти в периферията на Слънчевата система, са Фредерик Леонард и Кенет Еджуърт. След няколкогодишно търсене, през 1992 г. Дейвид Джуит и неговият студент Джейн Лу откриват първият т.нар. обект от пояса на Кайпер (Kuiper belt object, или KBO) — 15760 Albion. Следват откритията на още хиляди такива космически тела, като се смята че те може да наброяват стотици хиляди.

Коректно наименование

Поясът на Кайпер обаче е кръстен на името на астронома Герард Кайпер. Той е смятал, че в началото на зараждането на Слънчевата система такъв диск е имало, но той е бил разпръснат още тогава и вече не би трябвало да съществува. След като астрономите дават на пояса името “Кайпер”, Дейвид Джуит изказва мнение в своята страница на сайта на Калифорнийския университет в Лос Анджелис, че това не е правилно, тъй като Герард Кайпер реално не поставя теория за съществуването на пояса, дори напротив — точно обратното. Според Джуит по-коректно би било да казваме просто “транснептунови обекти”. Това обаче също не е правилно, тъй като терминът включва всички тела отвъд орбитата на Нептун, включително и такива в облака на Оорт.

Характеристики

Оказва се, че поясът на Кайпер е динамично-стабилен, което изключва първоначалното схващане, че той е източник на по-голямата част наблюдавани периодични комети (с период до 200 години). Вместо това те идват от т.нар. Разреден диск (англ. scattered disc) — транснептунови обекти отвъд пояса на Кайпер, които вероятно са били разпръснати от него посредством гравитационното влияние на Нептун. По тази причина, периодичните комети обикалят около Слънцето в равнина, приблизително съвпадаща с еклиптиката (равнината, по която обикалят планетите). Това ще бъде важно след малко, когато говорим за облака на Оорт.

Поясът на Кайпер е дом на три от познатите ни до момента планети-джуджета — Плутон, Хаумея и Макемаке. Освен това се предполага, че някои луни на планети от външната част на Слънчевата система (конкретно Феба, сателит на Сатурн и Тритон, сателит на Нептун) може би са прихванати от планетите обекти от пояса на Кайпер (Johnson, T. V., & Lunine, J. I. 2005. Nature, 435, 69 и Agnor, C. B., & Hamilton, D. P. 2006. Nature, 441, 192).

Облак на Оорт (англ. Oort cloud)

Дефиниция

През 1932 г., естонският астроном Ернст Опик предполага, че Слънчевата система е заобиколена от огромна сфера ледени тела. Почти две десетилетия по-късно, през 1950 г., холандският астроном Ян Оорт независимо предлага същата идея като решение на един парадокс: периодичните комети, остатъци от формирането на Слънчевата система, би трябвало преминавайки многократно покрай Слънцето, да са изпарили своите летливи съставящи части; въпреки това, сме свидетели на огромно количество комети с много по-големи периоди.

Оорт забелязва, че има страшно много такива тела и то с всевъзможни по ъгъл спрямо еклиптиката орбити. Решението е на вид просто — в периферията на Слънчевата система се намира облак със сферична форма, формиран от ледени тела.

Съществуването на облака на Оорт (понякога наричан облак на Опик-Оорт) не е доказано (както и това на пояса на Кайпер). Астрономите обаче са единодушни, че той съществува. Причината за това е, че присъствието му отговаря на много въпроси, свързани с формирането на Слънчевата система и големият брой наблюдавани комети с всевъзможни орбити.

Предполага се, че след формирането на Слънчевата система, тези остатъчни ледени късове са били по-близо до нашата звезда. Те обаче са били изхвърлени на далечни орбити поради гравитационното влияние на газовите гиганти като Юпитер и Сатурн. Компютърните симулации подкрепят тази идея. Основният консенсус в момента е, че облакът на Оорт започва някъде между 2000 и 5000 астрономически единици от Слънцето и продължава до около 50 000 астрономически единици (почти една светлинна година).

Разположение

Теоретично погледнато, облакът на Оорт лежи извън пределите на Слънчевата система, в междузвездното пространство. Неговата външна повърхнина бележи повърхността на сферата на Хил (Hill sphere) за Слънцето. Това е пространството, в което гравитацията на нашата звезда доминира. Най-далечният изпращан от човечеството апарат в космоса, Voyager 1, официално излезе от Слънчевата система, а тепърва ще пътува още 300 години, за да достигне облака на Оорт (и хиляди, за да премине през него).

В облака на Оорт може да се крият милиарди и дори трилиони космически тела, които въпреки това са малки и на огромни разстояния едно от друго, така че общата им маса едва ли надвишава пет земни маси (Weissman, P. R. 1983. Astronomy & Astrophysics, 118, 90). Гравитационното влияние на самата галактика, както и на съседните на Слънцето звезди, кара някои от тези тела да променят орбитите си и да започнат да приближават вътрешността на Слънчевата система. Такива наблюдаваме под формата на дългопериодични комети като Hale–Bopp, наблюдавана с невъоръжено око през 1997 г.

Автор: Венцислав В. Димитров 

Астрономия

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *