Пояс Койпера - это дискообразная область ледяных объектов за орбитой Нептуна – в миллиардах километрах от нашего Солнца. Плутон и Эрида являются самыми известными из этих ледяных миров. Там могут быть еще сотни ледяных карликов. Пояс Койпера и еще более далекое Облако Оорта, как полагают, являются домом для комет, вращающихся вокруг Солнца.

10 фактов, которые необходимо знать о Поясе Койпера и Облаке Оорта

1. Пояс Койпера и Облако Оорта – это области пространства. Известные ледяные миры и кометы в обеих областях значительно меньше, чем Луна Земли.
2. Пояс Койпера и Облако Оорта окружают наше Cолнце. Пояс Койпера представляет собой кольцо в форме пончика, расширяясь как раз за орбитой Нептуна на расстоянии приблизительно от 30 до 55 а.е. Облако Оорта представляет собой сферическую оболочку, занимающую пространство на расстоянии от пяти тысяч до 100 тысяч а.е.
3. Долгопериодические кометы (у которых период обращения более 200 лет) происходят из Облака Оорта. Короткопериодические кометы (период обращения меньше 200 лет) берут начало в поясе Койпера.
4. В пределах пояса Койпера могут быть сотни тысяч ледяных тел размером более 100 км (62 миль) и около триллиона или больше комет. Облако Оорта может содержать более триллиона ледяных тел.
5. Некоторые карликовые планеты в пределах пояса Койпера имеют тонкие атмосферы, которые разрушаются, когда их орбиты несут их на самое дальнее расстояние от Солнца.
6. Несколько карликовых планет в поясе Койпера имеют крошечные луны.
7. Не существует известных колец вокруг миров в любом участке пространства.
8. Первой миссией в поясе Койпера является миссия "Новые Горизонты". Она достигнет Плутона в 2015 году.
9. Насколько известно, область пространства не способна поддерживать жизнь.
10 Пояс Койпера и облако Оорта названы по именам астрономов, которые предсказали их существование в 1950-х: Джерард Койпер и Ян Оорт.

Облако Оорта
В 1950 году голландский астроном Ян Оорт предположил, что некоторые кометы приходят из огромной, очень далекой сферической оболочки ледяных тел, окружающих Солнечную систему. Эта гигантская туча объектов теперь называется Облако Оорта, занимающее пространство на расстоянии от 5000 до 100 000 астрономических единиц. (Одна астрономическая единица, или а.е., равна среднему расстоянию Земли от Солнца: около 150 млн. км или 93 миллиона миль.)

Внешнее пространство Облака Оорта, как полагают, находится в области пространства, где гравитационное влияние Солнца слабее, чем влияние ближайших звезд.

Иллюстрированное изображение Облака Оорта

Облако Оорта, вероятно, содержит от 0,1 до 2 трлн ледяных тел в солнечной орбите. Иногда гигантские молекулярные облака, звезды, проходящие неподалеку, или приливные взаимодействия с диском Млечного Пути нарушают орбиты некоторых из этих тел во внешней области Облака Оорта, в результате чего объекты падают внутрь Солнечной системы, это так называемые долгопериодические комета. Эти кометы имеют очень большие, эксцентричные орбиты, и им необходимо тысячи лет, чтобы облететь Солнце. В истории человечества они наблюдались во внутренней Солнечной системе только один раз.

Пояс Койпера
В отличие от долгопериодических, короткопериодическим кометам нужно менее 200 лет, чтобы облететь вокруг Солнца, и они путешествуют примерно в той же плоскости, в которой находятся орбиты большинства планет. Как предполагается, они происходят из дискообразной области за Нептуном, называемой пояс Койпера, названный в честь астронома Джерарда Койпера. (Его иногда называют пояс Эджворта-Койпера, признавая независимое и предыдущее обсуждение Кеннета Эджворта.) Объекты в облаке Оорта и в поясе Койпера, предположительно, являются остатками от формирования Солнечной системы около 4,6 миллиарда лет назад.

Иллюстрированное изображение Пояса Койпера

Пояс Койпера простирается приблизительно от 30 до 55 а.е. и, вероятно, заполнен сотнями тысяч ледяных тел размером более 100 км (62 миль) в диаметре и приблизительно триллион или более комет.

Объекты Пояса Койпера
В 1992 году астрономы обнаружили тусклое пятнышко света от объекта, находящегося около 42 а.е. от Солнца – это был первый раз, когда объект пояса Койпера (или ОПК для краткости) был замечен. Более 1300 ОПК были определены с 1992 года. (Иногда их называют объекты Эджворта-Койпера, также их называют транснептуновыми объектами или ТНО для краткости.)

Крупнейшие транснептуновые объекты

Так как ОПК настолько далеки, их размеры трудно измерить. Рассчитанный диаметр ОПК зависит от предположения, какой является отражающая поверхность объекта. С помощью инфракрасных наблюдений космического телескопа Спитцер размеры большинства крупнейших ОПК были определены.

Одним из самых необычных ОПК является карликовая планета Хаумеа, которая является частью ударного семейства, вращающегося на орбите вокруг солнце. Этот объект, Хаумеа, по-видимому, столкнулся с другим объектом, который был примерно половину от его размера. Удар вызвал взрыв больших ледяных кусков и отправил Хаумеу свободно кружиться, вызвав его вращения вверх-вниз каждые четыре часа. Она вращается так быстро, что принимает форму раздавленного американского футбольного мяча. Хаумеа и две маленькие луны - Хииака и Намака - составляют семейство Хаумеа.

В марте 2004 года группа астрономов объявила об обнаружении планеты, как транснептунового объекта, вращающейся вокруг Солнца на экстремальной дистанции, в одной из самых холодных известных областях нашей солнечной системы. Объект (2003VB12), названный Седной в честь эскимосской богини, которая живет на дне холодного Ледовитого океана, приближается к Солнцу только на короткое время по своей 10500-летней орбите. Он никогда не входил в пояс Койпера, у которого область внешней границы находится примерно в 55 а.е. - вместо этого, Седна движется по длинной, вытянутой эллиптической орбите от 76 до почти 1000 а.е. от Солнца. Поскольку орбита Седны находится на такой экстремальной дистанции, ее первооткрыватели предположили, что это первое наблюдаемое небесное тело, принадлежащее к внутренней части Облака Оорта.

В июле 2005 года группа ученых объявила об обнаружении ОПК, который был, как первоначально считалось, на примерно на 10 процентов больше, чем Плутон. Объект, временно обозначенный как 2003UB313 и позже названный Эридой, вращается вокруг Солнца примерно раз в 560 лет, его расстояние колеблется примерно от 38 до 98 а.е. (Для сравнения, Плутон движется с 29 до 49 а.е. по солнечной орбите.) Эрида имеет небольшую луну с названием Дисномия. Более поздние измерения показывают, что она по размеру немного меньше, чем Плутон.

Открытие Эриды - вращающейся вокруг Солнца и близкой по размерам к Плутону (который затем стал считаться девятой планетой) - заставило астрономов рассмотреть вопрос, следует ли классифицировать Эриду как десятую планету. Однако, в 2006 году Международный астрономический союз создал новый класс объектов, называемых карликовыми планетами, и поместили Плутон, Эриду и астероид Церера в эту категорию.

Обе отдаленные области названы по именам астрономов, предсказавших их существование - Джерард Койпер и Ян Оорт. Объекты, обнаруженные в поясе Койпера, получили свои названия по именам персонажей из различных мифологий. Эрида названа в честь греческой богини раздора и вражды. Хаумеа названа в честь гавайской богини плодородия и деторождения. Кометы из обеих областей, как правило, называются в честь человека, который обнаружил их.

Крупнейшие объекты пояса Койпера

Карликовая планета Эрида

Ледяной карликовой планете Эрида требуется 557 земных года, чтобы совершить один полный оборот вокруг нашего Солнца. Плоскость орбиты Эриды расположена вне плоскости планет Солнечной системы и простирается далеко за пределы пояса Койпера, в зону ледяного мусора за пределами орбиты Нептуна.

Карликовая планета Эрида так часто находится далеко от Солнца, что ее атмосфера разрушается и полностью замерзает на поверхности в ледяной глазури. Ее поверхность отражает столько же солнечного света, сколько свежевыпавшей снег.

Движение Эриды на ночном небе

Ученые считают, температура поверхности Эриды изменяется в промежутках от -359 градусов по Фаренгейту (-217 градусов по Цельсию) до -405 градусов по Фаренгейту (-243 градусов по Цельсию). Тонкая атмосфера Эриды начинает таять, когда планета подходит ближе к Солнцу, обнажаю свою скалистую поверхность, похожую на Плутон.

Эрида оказалась больше Плутона. Это открытие вызвало дебаты в научном сообществе и в конечном итоге привело к пересмотру определения планеты Международным Астрономическим Союзом.

Как показали последние наблюдения, Эрида на самом деле может быть меньше, чем Плутон. Плутон, Эрида и другие подобные объекты в настоящее время классифицируются как карликовые планеты. Они также называются плутоиды, в знак признания особого места Плутона в нашей истории.

Эрида слишком мала и слишком далека, чтобы быть увидена. Дисномия является единственным известным спутником карликовой планеты Эрида. Эта и другие мелкие спутники вокруг карликовых планет, позволили астрономам вычислить массу родительского тела.

Дисномия играет важную роль в определении того, как сопоставимы Плутон и Эрида друг к другу.

Все астероиды в поясе астероидов могли бы легко поместиться внутри Эриды. Тем не менее, Эрида, как и Плутон меньше, чем спутник Земли Луна.

Эрида была впервые замечена в 2003 году во время обследования внешней Солнечной системы Майком Брауном из обсерватории Паломар, Чадом Трухильо из обсерватории Гемини и Дэвидом Рабиновичем из Йельского университета. Открытие было подтверждено в январе 2005 года и было представлено в качестве возможной 10-й планеты нашей Солнечной системы, так как это был первый объект в поясе Койпера, который оказался больше, чем Плутон.

Первоначально она называлась 2003 UB313. Эрида названа в честь древнегреческой богини раздора и вражды. Название соответствует истине, поскольку Эрида остается в центре научной дискуссии об определении планеты.

Спутник Эриды Дисномия названа в честь дочери Эриды, которая являлась богиней беззакония.

Карликовая планета Плутон

Карликовая планета Плутон является единственной планетой-карликом в Солнечной системе, которая стояла в ряду основных планет. Не так давно Плутон считался полноценной девятой планетой, наиболее удалённой от Солнца. Теперь же он рассматривается, как один из самых крупных объектов пояса Койпера – тёмной дискообразной зоны, за пределами орбиты Ньютона, содержащий триллионы комет. Плутон причислили к планетам-карликам в 2006 году. Это событие рассматривалось, как понижение в статусе и вызвало бурные споры и дискуссии в научных и общественных кругах.

История открытия планеты Плутон
Признаки существования Плутона впервые заметил астроном из США Персиваль Лоуэлл в 1905 году. Наблюдая за Непутном и Ураном, он обнаружил отклонения в их орбитах и предположил, что это вызвано действием гравитации неизвестного крупного небесного объекта. В 1915 году он рассчитал возможное местоположение этого объекта, но умер, так и не найдя его. В 1930 году Клайд Томбо из Обсерватории Лоуэлла, основываясь на прогнозах Лоуэлла, обнаружил девятую планету и сообщил об её открытии.

Что означает имя «Плутон»?
Плутон – это единственная планета в мире, название которой было дано 11-летним ребёнком - девочкой Венецией Берни (Оксфорд, Англия). Венеция посчитала уместным назвать вновь открытую планету именем римского бога и высказала это мнение своему дедушке. Он же передал идею своей внучки в обсерваторию Лоуэлла. Название Плутон было принято. Необходимо отметить, что две первых буквы этого слова отражают инициалы Персиваль Лоуэлла. Особенности планеты Плутон
Поскольку Плутон находится очень далеко от Земли, о его размерах и условиях на его поверхности известно очень мало. По имеющимся данным, масса Плутона менее одной пятой массы Земли, а диаметр - около двух третьих от диаметра Луны. Поверхность Плутона предположительно состоит из скалистого основания, покрытого мантией из водяного льда, замёрзшего метана и азота.

Странные горы на Плутоне, которые возможно, являются ледяными вулканами

Орбита планеты Плутон в Солнечной системе имеет большой эксцентриситет, то есть она очень далека от круговой. Расстояние Плутона до Солнца может значительно варьироваться. Когда Плутон приближается к Солнцу, его лед начинает таять и образует атмосферу, состоящую преимущественно из азота и метана. На Плутоне гравитация значительно меньше земной, поэтому его атмосфера во время оттепели расширяется, простираясь значительно выше, чем атмосфера Земли. Предполагается, что когда Плутон совершает обратное путешествие, удаляясь от Солнца, большая часть его атмосферы вновь замерзает, и почти полностью исчезает. В период обладания атмосферой, на поверхности Плутона, вероятно, присутствуют сильные ветра. На поверхности Плутона температура составляет около -375 °F(-225 C).

Фотография туманной Арктики Плутона, сделанная космическим аппаратом Новые Горизонты

Долгое время из-за огромного расстояния до Плутона астрономы мало что знали о его поверхности. Но шаг за шагом они всё больше приближаются к раскрытию многих его тайн. Благодаря орбитальному телескопу Хаббл, получены изображения Плутона. На них разные области поверхности планеты предстают в красноватых, желтоватых и сероватых тонах и с любопытным ярким пятном в районе экватора. Возможно, что это место богато замороженной окисью углерода. По сравнению с прошлыми фотографиями Хаббла, можно увидеть, что поверхность Плутона со временем меняет свой цвет, становясь более красной. Предположительно это связано с сезонными изменениями.

Увеличенное изображение региона Томбо на Плутоне

Эллиптическая орбита Плутона находится в 49 раз дальше от Солнца, чем земная орбита. Во время своего обращения вокруг Солнца, длящегося 248 земных лет, Плутон в течение 20 лет к Солнцу находится ближе, чем Нептун. В этот период астрономы получают шанс изучать этот небольшой, холодный, далекий мир. Последний период максимального сближения Плутона и Солнца закончился в 1999 году. Таким образом, после 20 лет пребывания в качестве 8-й планеты, Плутон пересек орбиту Нептуна, чтобы вновь стать самой далекой планетой (до признания его карликом).

Карликовая планета Макемаке

Наряду с другими карликовыми планетами, такими как Плутон и Хаумеа, Макемаке находится в поясе Койпера – области, расположенной за пределами орбиты Нептуна. Астрономы полагают, что Макемаке лишь немного меньше, чем Плутон. Этой карликовой планете требуется около 310 земных лет, чтобы совершить один полный оборот вокруг нашего Солнца.

Астрономы обнаружили признаки замороженного азота на поверхности Макемаке. Кроме того, были также обнаружены замороженный этан и метан. Астрономы полагают, что гранулы метана, присутствующие на Макемаке, могут достигать одного сантиметра в диаметре.

Ученые также обнаружили доказательства толинов – молекул, которые образуются каждый раз, когда солнечный ультрафиолетовый свет взаимодействует с веществами, такими как этан и метан. Толины обычно вызывают красно-коричневый цвет, именно поэтому при взгляде на Макемаке она имеет красноватый оттенок.

Макемаке занимает важное место в Солнечной системе, потому что она, наряду с Эридой, была одним из объектов, открытие которых побудило Международный Астрономический Союз пересмотреть определение планет и создать новую группу карликовых планет.

Макемаке впервые наблюдалась в марте 2005 года Майклоом Брауном, Чедвиком Трухильо и Дэвидом Рабиновицем в обсерватории Паломар. Она была официально признана как карликовая планета Международным Астрономическим Союзом в 2008 году.

Первоначально она имела обозначение 2005 FY9. Макемаке названа в честь бога плодородия в рапануйской мифологии. Рапануи являются коренными жителями острова Пасхи в юго-восточной части Тихого океана, расположенного в 3600 км от побережья Чили.

Карликовая планета Хаумеа

Имея странную форму, карликовая планета Хаумеа является одним из наиболее быстро вращающихся крупных объектов в нашей Солнечной системе. Она совершает поворот вокруг своей оси каждые четыре часа. Быстрое вращение карликовой планеты астрономы обнаружили в 2003 году. Она примерно такого же размера, как и Плутон. Также как Плутон и Эрида, Хаумеа вращается вокруг нашего Солнца в Поясе Койпера - дальней зоне ледяных объектов за орбитой Нептуна. Хамуее требуется 285 земных года, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца.

Возможно, миллиарды лет назад большой объект врезался в Хаумеа и придал ей такое вращение, а заодно создал два ее спутника: Хииака и Намака. Астрономы полагают, что Хаумеа состоит изо льда и камня.

Хаумеа была открыта в марте 2003 года в обсерватории Сьерра-Невада в Испании. Официальный анонс ее открытия произошел в 2005 году. В том же году были обнаружены ее спутники.

Первоначально оно обозначалась как 2003 EL61. Хаумеа названа в честь гавайской богини родов и плодородия. Ее спутники названы по имени дочерей Хаумеа. Хииака является покровителем богине острова Гавайи и танцоров хула. Намака - дух воды в гавайской мифологии.

Спутник Плутона - Харон

Спутник Харон составляет почти половину размера Плутона. Эта маленькая луна настолько велика, что Плутон и Харон иногда называют двойной карликовой планетарной системой. Расстояние между ними составляет 19 640 км (12 200 миль).

На этой новой фотографии области крупнейшего спутника Плутона - Харона можно увидеть уникальную особенность, а именно многочисленные впадины, которые можно разглядеть на увеличенном фрагменте изображения в правой его части.

Космический телескоп Хаббл сфотографировал Плутон и Харон в 1994 году, когда Плутон был на расстоянии около 30 а.е. от Земли. Эти фотографии показали, что Харон является более серым, чем Плутон (который имеет красный оттенок), указывая, что они имеют разные поверхностные композиции и структуры.

Изображение Харона высокого разрешения, полученное с Long Range Reconnaissance Imager, установленного на космическом аппарате НАСА Новые Горизонты при максимальном приближении к поверхности 14 июля 2015 года с наложенным увеличенным цветным снимком с камеры Ralph/Multispectral Visual Imaging Camera (MVIC).

Полный оборот Харона вокруг Плутона составляет 6,4 земных суток, а один оборот Плутона (1 день на Плутоне) занимает 6,4 земных суток. Харон ни поднимается ни опускается на орбите системы. С одной и той же стороны Харона всегда стоит Плутон - это называется приливной захват. По сравнению с большинством планет и лун, система Плутон-Харон наклоняется на своей стороне, как и Уран. Орбита Плутона ретроградна: она вращается в обратном направлении, с востока на запад (Уран и Венера также имеют ретроградные орбиты).

Харон был открыт в 1978 году, когда остроглазый астроном Джеймс Кристи заметил, что изображения Плутона были странно вытянутыми. Казалось, что капля вращается вокруг Плутона. Направление удлинения циклически назад и вперед по 6,39 дней - период вращения Плутона. Ведя поиск по архивам изображений Плутона, снятых несколько лет назад, Кристи нашел еще случаи, когда Плутон казался вытянутым. Дополнительные изображения подтвердили, что он открыл первый известный спутник Плутона.

Кристи предложил название Харон в честь мифологического перевозчика, который вез души через реку Ахерон, одну из пяти мифических рек, которые окружали подземный мир Плутона. Помимо мифологической связи для этого названия, Кристи выбрал его, потому что первые четыре буквы также соответствуют имени его жены, Шарлин.