Vaade Buffy ja teiste Kuiperi vöö objektide orbiitidele. Pildikrediit: CFHT Suurendamiseks klõpsake pildil
Kanadas, Prantsusmaal ja USA-s töötav astronoomide meeskond on avastanud Neptuunist kaugemal Päikesel tiirleva ebahariliku väikese keha, selles piirkonnas nimetavad astronoomid Kuiperi vööks. See uus objekt asub Päikesest kaks korda nii kaugel kui Neptuun ja on umbes Pluuto suurusest poole väiksem. Keha äärmiselt ebaharilikku orbiiti on raske seletada, kasutades varasemaid välise Päikesesüsteemi kujunemise teooriaid.
Praegu on 58 astronoomilist ühikut Päikesest (1 astronoomiline ühik ehk AU on Maa ja Päikese vaheline kaugus), läheneb uus objekt kunagi lähemale kui 50 AU, kuna tema orbiit on ringikujuliselt lähedal. Peaaegu kõik Neptuunist kaugemal avastatud Kuiperi vöö objektid jäävad 30–50 AU kaugusele. Üle 50 AU näib, et peamine Kuiperi vöö lõpeb ja sellest vähesest objektist, mis on kaugemal avastatud, on kõik olnud väga suure ekstsentrilisusega (mitteringikujulised). Enamik neist kõrge ekstsentrilisusega orbiitidest on Neptuuni poolt objekti gravitatsioonilise pildiga välja paiskamise tagajärg. Kuna see uus objekt ei lähene lähemale kui 50 AU, on selle orbiidi selgitamiseks vaja teistsugust teooriat. Probleemi komplitseerides on ka objekti orbiidil äärmine kaldenurk, mis on ülejäänud päikesesüsteemi suhtes kaldu (kallutatud) 47 kraadi.
Avastus ja järelmeetmed
Objekt, mis sai Rahvusvahelise Astronoomiaühingu ametlikus teates ametliku nimetuse 2004 XR 190, avastati Kanada-Hawaii teleskoobi Legacy uuringu osana toimuva Kanada-Prantsusmaa Ecliptic Plane Survey (CFEPS) tavapärase töö käigus. Praegu kasutavad avastajad uue objekti tuvastamiseks ajutist hüüdnime Buffy, ehkki nad on pakkunud välja mõne muu ametliku nime, järgides tavapäraseid selliste objektide nimetamise protseduure.
Buffy ekstraheeriti Legacy Survey andmete mäelt (umbes 50 gigabaiti töötunni kohta) võimsate arvutite abil, mis kammisid läbi teleskoopiliste piltide ja tootid sadu kandidaate. Seejärel sõeluvad astronoomid kandidaadid kaugemate komeetide tuvastamiseks.
Briti Columbia ülikooli astronoom Lynne Allen pani esimesena uuele objektile pilgu peale, kuna ta viis CFEPS-i andmete töötlemise käigus 2004. aasta detsembrist läbi esialgse tuvastamise. “See oli tavaliste Kuiperi vöö objektidega võrreldes üsna hele. dr Allen, "aga huvitavam oli see, kui kaugel see oli."
Objekti heledus tähendab, et selle läbimõõt võib olla vahemikus 500–1000 kilomeetrit (300–600 miili). Buffy on seega väga suur Kuiperi vöö objekt, kuid umbes pool tosinat on suurem.
"Saime kohe aru, et objekt oli Neptuunist Päikesest umbes kaks korda kaugel ja selle orbiit oli potentsiaalselt peaaegu ringikujuline," ütles UBC professor Brett Gladman, kes märkas objekti orbiidi määramisel objekti ebatavalist olemust, "kuid edasisi vaatlusi olid vajalikud. ”
Kui nende orbiiti saab täpselt mõõta, on vaja ühe kuni kahe aasta pikkust vaatlust Kuiperi vöö objekti kohta. Esimesed Buffy lisavaatlused tulid oktoobris 2005, kui Gladman ja Phil Nicholson Cornelli ülikoolist kasutasid objekti uuesti vaatlemiseks Hale 5-meetrist teleskoopi.
Buffy uue asendi mõõtmine näitas, et orbiit ei olnud mitte ainult äärmiselt kallutatud, kaldu (kallutatud) 47 kraadi planeedisüsteemi tasapinnale (sidudes põhimõtteliselt Kuiperi vöö objekti rekordi), vaid kinnitas, et Buffy erineb kõigist teistest varasematest - tuntud objekt, kuna see asus peaaegu ümmargusel orbiidil väga suure vahemaa tagant.
Veel Buffy positsiooni mõõtmisi teleskoopidega tehtud piltidelt Arizona Kitt Peak National Observatoriesi meeskonnaliikmete Joel Parkeri (Edela Teadusinstituut), aga ka JJ Kavelaarsi (Kanada Riiklik Teadusagentuur, Herzbergi Astrofüüsika Instituut) ja Wes Fraseri (University of University) poolt. Victoria) täpsustas 2005. aasta novembris Buffy lähima Päikese lähenemise kalkulatsiooni. Täiendavad tähelepanekud orbiidi täiendavaks kinnitamiseks, kui CFHT Legacy Survey projekt seda pakub. Astronoomid peavad ootama 2006. aasta veebruarini, et mõõta Buffy orbiidi täpsemaid üksikasju.
Meeskond on oma avastusest teatanud Väikeplaneetide Keskusele, mis on uute väiksemate planeetide astronoomiliste mõõtmiste keskuseks. "Esimese teadaoleva objekti leidmine, mille orbiidil on enam kui 50 AU, on tõepoolest intrigeeriv," reageeris MPC direktor Brian Marsden.
Väljakutseid esitavad teooriad
Ehkki see ei ole selles piirkonnas avastatud väikseim, suurim ega kaugeim objekt, on uue Kuiperi vööobjekti orbiit väga ebatavaline, mis seab kahtluse alla päikesesüsteemi arengu teooriad.
Miks peetakse Buffy orbiiti nii ebaharilikuks? Ainult üks teine avastatud objekt, Sedna, jääb kogu orbiidi vältel Päikesest kaugemale kui 50 astronoomilist ühikut (AU). Sedna asub aga väga elliptilisel orbiidil, enne kui kaugemale kui 900 AU jõuab 76 76 AU-ni. Seevastu Buffy veedab kogu oma aja kitsas vahemikus 52–62 AU Päikesest. Koos orbiidi kaldega on see uus objekt väljakutse praegustele varase päikesesüsteemi ajaloo teooriatele.
Astronoomid on tuvastanud muid Kuiperi vöö objekte, mis veedavad suurema osa ajast üle 50 AU. Need asuvad väga elliptilistel orbiitidel ja peaaegu kõik lähenevad 38 AU raadiuses Päikesest. See lähedane lähenemine asetab need objektid Neptuuni gravitatsioonilise mõju ulatusse. Üldiselt arvatakse, et need objektid on praeguse orbiidini hajutatud Neptuuniga gravitatsioonilise pildiga. Seda objektide rühma nimetati seega “hajutatud kettaks”.
Enne Buffy avastamist avastati veel mõned Kuiperi vöö esemed, mis veedavad suurema osa oma ajast, mis ületas 50 AU, nagu need, mis asuvad “hajutatud ketta” all, kuid ei lähenenud Neptuuni gravitatsioonilisele ulatusele. Sellele rühmale on antud nimetus “laiendatud hajutatud ketas”. Kaks selle liiget on 1995. aasta TL8 ja 2000 YW134, mis lähenevad 40 AU päikesele, kuid millel on üsna elliptilised orbiidid, mis viivad nad tagasi kaugemale kui 60 AU. Kaks äärmuslikumat näidet laiendatud hajutatud ketta kohta on 2000 CR105, mis läheneb 44 AU-le, ja Sedna, mis ei lähe kunagi Päikesele lähemale kui 76 AU.
Nende suurte ekstsentrilisuste tõttu on need objektid tõenäoliselt millegi poolt tugevalt häiritud, ehkki see ei saanud olla Neptuun, kuna need ei ole piisavalt lähedal, et neid planeedi gravitatsioonijõud hajutada. Kuna nii Sedna kui ka 2000 CR105 liiguvad ka Päikesest kaugemale kui 500 AU, on üks teooria, et pärast Neptuuni hajumist oleks võinud mööduv täht tõmmata nende lähimad lähenemised Päikesest eemale.
Buffy on selgelt laiendatud hajutatud ketta liige. Kuid Buffy peaaegu ümmargune orbiit eristab teda teistest liikmetest. Lisaks pole Buffy suurt orbitaalset kallutamist mööduva tähe idee abil nii hõlpsasti seletatav. Kui täht oleks võinud Buffyt nii tugevasti mõjutada, oleks see pidanud häirima ka suurt osa Kuiperi vööst. Kuna astronoomid seda tugevat häiret ei tuvasta, on Buffy orbiidi selgitamiseks vaja keerukamat teooriat.
See on raskesti seletatav päikesesüsteemi ümberkorraldamise kõrvalmõjudes selle ajaloo alguses. Üks võimalus on see, et Neptuuni orbiidi laienedes noore Päikesesüsteemi aeglaselt laienemisel võisid keerulised gravitatsioonilised koostoimed põhjustada mõne Kuiperi vöö orbiidi ümbersuunamise ja kallutamise. Kuigi Buffy orbiidi oleks võinud sel viisil luua, ei paista see teooria seletavat 2000 CR105 ja Sedna. See uus avastus on põnev, kuna see paneb meid ümber mõtlema oma arusaamale, kuidas Kuiperi vöö kujunes.
Tulevik
Viimase poole kümnendi jooksul on meie välise päikesesüsteemi kujunemise teooriad viidud oma piiridesse: tuleb selgitada ebaharilikke Kuiperi vöö objekte, nagu Buffy, mis kunagi ei lähe Neptuuni lähedale, kuid millel on kõrge kaldenurk.
Ehkki üksikuid objekte seletavad teooriad eksisteerivad, on teadaolevate objektide kogu komplekti reprodutseerimine ühe protsessiga praegustele päikesesüsteemi mudelitele keeruline väljakutse. Kuna ebaharilikud objektid, nagu Buffy, on väga haruldased, kraapivad astronoomid Kuiperi vöö pimedate nurkade pinda endiselt. Tulevased suuremahulised uuringud, mis uurivad Kuiperi vööd süstemaatiliselt, on ainus viis meie päikesesüsteemi ajaloo varasema sündmuse saladuste vallandamiseks.
Algne allikas: Kanada-Prantsusmaa-Hawaii teleskoop
