BLOGas.lt
Sukurk savo BLOGą Kitas atsitiktinis BLOGas

Saulės sistemos pakraštys: transneptūniniai objektai. 2 dalis

Klasikiniai Koiperio juostos objektai (Cubewano)

Didelių Cubewano (mėlyni) ir didelių plutinų (raudoni) orbitos.

Cubewano (QB1-o’s), arba klasikiniai Koiperio juostos objektai, nėra rezonuojantys, nekerta Neptūno orbitos ir žymi aiškią ribą už paskutinės Saulės sistemos planetos ribų. Nuo Saulės jie nutolę per 40 – 50 av. Jiems priskiriami (15760) 1992 QB1, Makemake (nykštukinė planeta ir didžiausias žinomas QB1-o’s), (50000) Quaoar (ateityje planuoja tapti plutoidu, nes turi 1290 km skersmenį) ir (20000) Varuna, 19521 Chaos, 58534 Logos, 53311 Deucalion, 88611 Teharonhiawako, 2002 TX300, 2002 AW197 ir 2002 UX25. Pagal The Planetary society duomenis, Deucalion, Chaos ir Varuna yra nykštukinės planetos.

Dauguma klasikinių Koiperio juostos objektų (daugiau negu du trečdaliai) turi mažesnį kaip 5 laipsnių posvyrį ir mažesnį kaip 0,1 laipsnio ekscentricitetą. Iš klasikinių Koiperio juostos objektų išsiskiria Haumeid šeima. Manoma, kad praeityje, maždaug prieš 4,5 mlrd. metų, kai Koiperio juosta turėjo žymiai daugiau „gyventojų“, vienas masyvokas kūnas, dabar žinomas Haumea vardu, susidūrė su kažkokiu objektu, kuris buvo maždaug perpus už jį mažesnis. Po susidūrimo išsiskyrė toks energijos kiekis, koks atsiranda sprogus 10 milijardų branduolinių bombų. Po susidūrimo iš Haumea nuolaužų susiformavo dar bent 7 nauji kūnai, kurių skersmenys – nuo 10 iki 400 km. Susidūrimo „šukės“ prasibrovė į vidinę Saulės sistemos erdvę. Kai kurios kometos, gali būti, yra šio susidūrimo pasekmė. Haumeid šeimyną sudaro Haumea su savo palydovais Hi’iaka bei Namaka ir 7 mažesni kūnai (dalis jų planuoja tapti plutoidais – tai 2002 MS4, (120178)
2003 OP32, (19308) 1996 TO66 ir (24835) 1995 SM55). Žinomos dar 35 tokių susidūrėlių „šeimynos“, tačiau visos jos glaudžiasi asteroidų juostoje.

Apie Haumea (iš pradžių vadintos (136108) 2003 EL61, arba “Santa”) atradimą pranešta 2005 07 29. Haumea – havajiečių vaisingumo deivė, taip pat atstovauja akmens elementui. Hi’iaka ir Namaka – Haumea palikuonys. Šios nykštukinės planetos atradimas sukėlė šiokių tokių neramumų ir netgi skandalą, kadangi dėl jos atradimo konkuravo dvi astronomų komandos.

Tai vienas didžiausių Koiperio juostos objektų, 1500 km skersmens regbio kamuolio formos kūnas. Kažkada jis buvo sferinis ir bent 20 procentų didesnis. Ateityje, po kokios milijardo metų, Haumea turėtų kirsti Neptūno orbitą ir bandyti nukeliauti vidinėn Saulės sistemos pusėn.

EL2003 EL61 (Haumea) – nykštukinė maždaug pusės Plutono dydžio planeta

Dabar Haumea laikoma pilnateise nykštukine planeta. Apie savo ašį apsisuka kas 3,9 valandos.

50000 Quaoar (2002 LM60) buvo nufotografuotas jau 1980, tačiau atrastas 2002 metais. Šis kūnas yra daugiau kaip 1260 - 1290 km skersmens. Nuo Saulės ji nutolęs per 43,58 av. Saulę apskrieja per 288 metus. Ateityje galbūt bus paskelbtas plutoidu.

Quaoar ir kai kurių kitų Saulės sistemos kūnų skersmenų palyginimas. © NASA

Quaoar paviršiaus temperatūra -220 C. tokioje temperatūroje ledo struktūra dažniausiai būna beformė – molekulės sušąla bet kaip. Quaoar ledas – tvarkingos kristalinės struktūros. Kristalinis ledas susidaro -160 C temperatūroje. Vadinasi, šitame kūne šiltesnį ledą kokie nors poveikiai iškapsto iš gilesnių Quaoar sluoksnių arba jis turėjo poveikį su kokiu nors mikrometeoritu.

Quaoar spektrograma. Juoda linija – ledo duomenys palyginimui. Iš šios diagramos mokslininkai nustatė, kad Quaoar paviršių dengia kristalinės struktūros ledas. Storos horizontalios linijos rodo Žemės atmosferos sugertas bangas – šiomis sritimis vertinant aklai nepasitikima.

Makemake ((136472) 2005 FY9) iš pradžių švelniai vadinta Velykų kiškučiu Easterbunny (kadangi ji pastebėta greit po Velykų šventės – kovo 31 dieną). Rapa Nui, plačiajam pasauliui labiau žinomoje Velykų salos pavadinimu, Makemake yra žmonijos kūrėjas ir vaisingumo dievas. Oficialus vardas parodė šiokią tokią pagarbą atradėjų norams. Apie atradimą pranešta 2005 metų liepos 29 dieną. Koiperio
juostoje Makemake yra ryškiausias objektas po Plutono. Jo skersmuo - 1 600 km, panašiai kaip ir antrojo pagal dydį Saturno palydovo Rhea. Makemake priklauso nykštukinėms planetoms.

20000 Varuna, atrasto 2000 metais, skersmuo – apie 500 km.

(55565) 2002 AW197 turi 793 – 940 km skersmenį. Kadangi jaučiasi pakankamai didelis, nori būti paskelbtas plutoidu. Nuo Saulės jį skiria 47,30 av.

(15760) 1992 QB1 – pirmasis atrastas Koiperio juostos objektas. Ilgą laiką ši sritis egzistavo tik kaip teoriniai paistalai. Iki 1992 metų rugpjūčio Plutonas buvo vienintelis žinomas išorinis Saulės sistemos objektas. O štai tų įsimintinų metų rugpjūtį Dave Jewitt ir Jane Luu žengė pirmąjį žingsnelį Koiperio juostos objektų tyrimo link ir atrado tą 1992 QB1.

QB1
atradimo nuotraukos. © David Jewitt

Nors atrastas seniai, 1992 QB1 yra paslaptingas. Jo skersmuo nežinomas, greičiausiai bus 100-200 km. Nuo Saulės jis nutolęs vidutiniškai 43,7 av. Orbitos ekscentricitetas – 0,06 (vadinasi, orbita beveik apvali). Saulę apskrieja per 289 metus. Po QB1 atradimo pastebėta ir daugiau kūnų su panašiomis orbitomis. Pirmojo objekto garbei jie pavadinti cubewanos (Q-B-1).

Koiperio juostoje yra ir vienas įdomesnis kūnas 2008 KV42 (neoficialiai – Drakas, Drakula), aptiktas 2008 metų gegužę. Šio kūno skersmuo 50 km, o orbita ištįsusi nuo 20 iki 70 av. Jis sukasi į priešingą pusę, negu jo kaimynai, be to, sukdamasis aplink Saulę šis kūnas juda priešinga kryptimi negu kitos Saulės Sistemos planetos (toks judėjimas vadinamas retrogradiniu). Ši judėjimo trajektorija nesikeičia jau milijonus metų, tačiau 2008 KV42 greičiausiai prisiplakė prie mūsų Saulės sistemos. Drakula turėjo atkeliauti iš Orto debesies, kur jį lauk išvijo gravitacinio lauko pokyčiai (dėl tų pačių pokyčių, veikiamas kokio stambaus kosminio kūno gravitacijos. Jis gali priartėti prie saulės).

2008 KV42 orbita

Įdomus ir 1998 WW31 – panašus į kometą kūnas, turintis kompanioną, su kuriuo dalinasi bendra orbita. Vienas nuo kito kūnai būna nutolę nuo 4000 iki 40 000 km. Šis reliatyvus skirtumas, žinomas kaip ekscentricitetas (orbitos elipsiškumas, arba dydis, apibūdinantis kiek orbita nukrypo nuo rato formos), didžiausias iš visų žinomų Saulės sistemos kūnų.

Jie abu turi bendrą gravitacijos centrą, kurį apskrieja per 570 dienų. Vienas jų yra 100 – 120 km, kitas – 120 – 150 km skersmens. Kaip jie tapo pora, nežinoma – gal drauge susiformavo, o gal kažkada buvo vienas didelis objektas.

Taip
dailininkas įsivaizduoja 1998 WW31 porelę

Išsklaidytasis diskas

Šioje srityje, vadinamoje išsklaidytuoju disku (SDO), sklando tokie objektai, kaip Eris (Eridė). Jie panašūs į koiperoidus. Šio disko objektai turi labai pasvirusias į ekliptiką orbitas. Jų ekscentricitetas gali būti 0,8, o orbitos posvyris – 40 laipsnių. Prie Saulės jie gali priartėti per 30 av ir nutolti apie 100 av, todėl perihelyje juos gali veikti Neptūno gravitacija, tad neretai jiems gresia galimybė arba prisidėti prie kentaurų, arba nuskrieti Orto debesin. Dauguma šio disko objektų sudaryti iš sušalusio vandens ar metano. Dažniausiai jie būna balti ar pilkšvi.

SDO ir klasikinių koiperoidų ekscentricitetų bei posvyrių palyginimas. Klasikiniai koiperoidai pažymėti mėlynai, 2:5 rezonuojantys objektai – žaliai, SDO - juodai.

Tai – daugelio periodinių kometų, apsilankančių saulės sistemoje, tėvynė. Iki 2008 metų identifikuota daugiau kaip 100 šios srities objektų, tokių kaip 2007 UK126, (84522) 2002 (NEAT) TC302, Eris, Sedna (ši beveik gali būti priskiriama ir teoriniam Orto debesiui, ir nelaimingiesiems, vadinamiems „detached“) ir 2004 VN112.

Eris (Eridė, 2003UB313) buvo atrasta elektroninėse CCD nuotraukose, gautose 2003 10 21 Palomaro observatorijos 1.2 metro skersmens
Šmidto sistemos teleskopu. Apie atradimą pranešta 2005 metais. Kurį laiką ji vadinta Ksena, taip pat trumpai pasidžiaugė dešimtosios Saulės sistemos planetos statusu (kol toje sistemoje teliko aštuonios planetos).

Eridės atradimo vaizdai. © M. Brown, C. Truchiljas ir D. Rabinowitz

Tuo pačiu teleskopu anksčiau buvo atrasti kiti dideli koiperoidai – Kvaharas, Orkas ir Sedna. Eridė 27 procentais didesnė už Plutoną – tai didžiausias žinomas transneptūninis objektas. Nors ji vadinama Koiperio juostos objektu, iš tiesų priklauso išmėtytajam diskui.

Eris ir Dysnomia, 2006 metų rugpjūčio 30 dieną nufotografuotos Hubble kosminiu teleskopu

Nuo Saulės Eris nutolusi iki 97 av (perihelyje 37 av, afelyje – 97 av) ir atradimo metu buvo labiausiai nutolęs žinomas Saulės sistemos kūnas, tuo pačiu ir trečias pagal ryškumą TNOs (taip yra todėl, kad Eris paviršius atspindi 88 proc. jį pasiekusios šviesos).

Eris ir Dysnomia

Eris skersmuo – 2400 km. Jos masė sudaro 0,28 % Žemės masės. Orbitos ekscentricitetas – 0,44. Saulę ji apskrieja per 557 astronominius metus. Perihelyje Eridėje būna pakankamai šilta (-230 laipsnių Celsijaus), kad joje susiformuotų silpna atmosfera. Deja, šiuo metu Eris yra beveik afelyje, tad temperatūra joje -246 laipsniai Celsijaus. Tokioje temperatūroje menkoji atmosfera kondensavosi ir pavirto į ledą.

Eris turi palydovą, vadinamą Dysnomia.

Kaip dailininkas įsivaizduoja Eris ir jos palydovą. © Robert Hurt

2007 UK126 turi 878 km skersmenį. Planuoja tapti plutoidu.

(42301) 2001 UR163 nuos Saulės nutolęs 51,40 av. Jis turi 620 – 636 km skersmenį. Jo ir Neptūno orbitinis rezonansas 9:4.

(145451) 2005 RM43 turi 560 – 580 km skersmenį. Nuo Saulės jį skiria 89,73 av.

Pavieniai transneptūniniai objektai (Detached)

Identifikuoti ir netipiniai transneptūniniai objektai, vadinami „detached“ („pavieniais, „atskiraisiais“). Jie turi elipsines, dideles orbitas. Tokių orbitų negalėjo sukurti gravitacinis didžiųjų planetų (Neptūno) poveikis, tad
bandoma aiškinti, kad kažkada jas paveikė koks nors didelis kūnas, pvz., žvaigždė ar didelė planeta – kai kurių astronomų nuomone, apie Saulę gali skrieti didelė planeta, kažkada netgi buvo iškelta idėja, jog mes turime kokią nors draugę žvaigždę (ji netgi praminta Nemezide), kuri gal yra raudona ar ruda nykštukė ir skrieja 50 000 – 100 000 av atstumu nuo Saulės. Mintis apie Nemezidę kilo tuomet, kai 1984 metais paleontologai David Raup ir Jack Sepkoski nustatė, kad per 250 mln. Žemės gyvavimo metų buvo 12 išnykimo bangų - maždaug kas 26 milijonus metų. Jei Nemezidė iš tiesų gyvuoja, dabar turėtų būti 1 – 1,5 šm atstumu nuo Žemės (paskutinis išnykimų periodas buvo prieš 5 mln. metų). Jokie stebėjimai nepatvirtino nykštukės egzistavimo fakto. Jei iš tiesų Saulės sistemos pakraštyje slepiasi rudoji nykštukė, ji turėtų būti aptikta 2009 metų lapkritį planuojamos WISE misijos metu. Kita bėda - kad pašalinė žvaigždutė padarytų poveikį šiems kūnams, pro Saulę ji turi praskrieti 100 -150 av atstumu. Didžiąją laiko dalį ji turėtų ramiai skrieti, nesukeldama jokių kitų Saulės sistemos objektų gravitacinių pokyčių.

Taip pat yra 15 proc. tikimybė, kad Saulės jaunystės dienomis ji susidūrė su kokia kita sistema. Taip šio netikėto susipažinimo metu su 1 procento tikimybe galėjo įvykti draugiškas pasikeitimas išorinėmis planetomis. Tai reikštų, kad mūsų Saulės sistema susiformavo žvaigždžių grupėje. Galimas daiktas, kad kokia nors Neptūno dydžio planeta, išvaryta iš Saulės sistemos, drauge nusitempė ir Sedną.

Nuo Saulės šie kūnai perihelyje būna nutolę per 40 av. Kartais šiems objektams priskiriama Sedna (atrodo, šiai vargšei labai nesiseka – ją kiša tai prie SDO, tai bando įgrūsti į Orto debesį, tai klasifikuoja kaip „atskirąją“) ar 2000 CR105. Sedna greičiausiai priklausė Saulės sistemai, o štai 2000 CR105, visai gali būti, atkeliavo iš kažkur kitur.

TNOs, nutolę daugiau kaip 100 av. Pilkai pažymėti SDO, baltai – pavieniai objektai

2000 CR105, atrastas 2000 metais Marc. W. Buie, šiuo metu yra ketvirtas labiausiai nutolęs Saulės sistemos kūnas po Eridės, Sednos ir 2004 XR190. Jo orbitos ekscentricitetas labai didelis (0,798). Perihelyje prie Saulės jis priartėja apie 44 av, afelyje nutolsta 394 av. Orbitinis periodas trunka 3240 astronominių metų. Šiuo metu priskiriamas pavieniams (Detached) objektams, kadangi Orto debesis vis dar yra hipotetinis. 2000 CR105 turi 253 km skersmenį, tad greičiausiai niekad nebus priskirtas nykštukinėms planetoms.

2000 CR105 orbita

Sednos (2003 VB12) dydis – maždaug trys ketvirtadaliai Plutono (skersmuo – 1600-2200 kilometrų). Dažniausiai vis dėlto ji vadinama Orto debesies objektu, nors iš tiesų apie tą Saulės sistemos dalį, kurioje ji praleidžia didžiąją dalį savo laiko, mes dar nieko nežinome. Toks didelis kūnas šioje srityje negalėjo susiformuoti, greičiausiai jos tėvynė – Koiperio juostos pakraštys.

Sedna dailininko akimis. © Michael Brown

Apie savo ašį Sedna apsisuka per 20 Žemės dienų (skiriasi duomenys, The Planetary Society sako, kad per 10 valandų). Jos orbitos ekscentricitetas – 0,855. Vidutinis atstumas nuo Saulės – 525,6 av (perihelyje 76 av, afelyje 928 av). Orbitinis periodas trunka 12 050 astronominių metų.

Sednos orbita

Atradimo metu Sedna buvo maždaug perihelyje, todėl ją aptikti nebuvo labai sudėtinga. Vis dėlto mokslininkai nemano, kad tai laimingas ir atsitiktinis neįprasto objekto pričiupimas. Tikėtina, kad yra daugybė į ją panašių objektų, kurie nekantraudami laukia, kol bus pastebėti.

Sednos paviršius raudonas ir nerodo jokių aiškių paviršinio ledo ženklų. Bandyta rasti jos palydovą, bet ši vienišė visus nuvylė (palydovas padėtų nustatyti planetėlės masę).

Vaizdas iš Sednos. © NASA, ESA, ir A. Schaller

Orto debesis

Janas Hendrikas Ortas (Oortas), olandų astronomas, gimė 1900, mirė 1992 m. Daugelio mokslų akademijų užsienio narys. 1950 m. jis iškėlė hipotezę apie kometų debesies – stebimų kometų šaltinio - egzistavimą tolimoje Saulės sistemos periferijoje (Orto kometų debesys). Tiesa, ši idėja nebuvo nauja –1932 metais estų astronomas Ernstas Öpikas mąstė apie tai, kad kometos atkeliauja iš debesies, esančio pačiame Saulės sistemos pakraštyje. Odėją prisiminęs Ortas norėjo paaiškinti kylantį prieštaravimą: kometos sunaikinamos, perėjusios per vidinę Saulės sistemą vos keletą kartų, tačiau mes stebime kometas, kurios gyvuoja nuo pat Saulės sistemos atsiradimo - teoriškai jos jau turėtų būti sunaikintos. Pasak Orto hipotezės, Orto debesyje egzistuoja milijardai kometų branduolių, kurių dėl didelio atstumo neveikia Saulės spinduliavimas. Iš debesies išlėkusios kometos nuolat papildo mūsų stebimas kometas, pakeisdamos tas, kurios žūva perlėkdamos Saulės sistemą.

Orto debesis. Koiperio juosta su visa Saulės sistema jame atrodo itin maži. Atidžiau pažiūrėję, galite pamatyti Plutono ir 1998 WW31 orbitas. © NASA, LPL ir Donald K. Yeoman

Orto kometoidų debesis yra hipotetinis sferinės formos kometų debesis, esantis tarp 1000 ir 100 000 av nuo

Saulės. Šis atstumas yra apie 1000 kartų didesnis, nei atstumas nuo Saulės iki Plutono, jis beveik lygus vienam šviesmečiui - beveik ketvirtadaliui atstumo nuo mūsų iki artimiausios žvaigždės Kentauro Proksimos. Nors Orto debesies egzistavimo nepatvirtina jokie tiesioginiai stebėjimai, astronomai yra įsitikinę, kad iš jo atlekia visos ilgų periodų ir Halio kometos tipo kometos (trumpaperiodės kometos atlekia iš Koiperio žiedo).Manoma, kad Orto debesis užima milžiniškus erdvės tūrius nuo išorinės Koiperio žiedo ribos iki 50000 av nuo Saulės. Jis skirstomas į sferinės formos išorinį Orto debesį (20000-50000 av nuo Saulės) ir toroido formos vidinį Orto debesį (50-20000 av). Išorinis debesis tik silpnai traukiamas Saulės, iš jo į vidinę Saulės sistemą atlekia ilgaperiodės kometos. Pro šalį skriejančios žvaigždės ir kiti objektai gali lengvai pakeisti šios dalies gyventojų orbitas. Į Saulės sistemos vidų kometos patenka dėl gravitacinio kaimyninės žvaigždės poveikio, taip pat ir dėl susidūrimų. Vidinis Orto kometoidų debesis dar vadinamas Hilso debesiu.

Manoma, kad išoriniame kometoidų debesyje yra trilijonai kometų branduolių, didesnių nei ~1.3km, tarp kurių atstumai - milijonai kilometrų. Tiksliai nežinoma Orto debesies masė, ji gali būti apie 40, o gal net iki 100 Žemės masių. Dauguma Orto debesies objektų turbūt sudaryti iš įvairių elementų ledo, tačiau objekto 1996 PW atradimas leidžia manyti, kad ten yra ir akmeninių dangaus kūnų. Orto kometų orbitos labai ekscentriškos, jų orbitiniai periodai trunka daugiau kaip 200 metų (kartais iki tūkstančių ar net milijonų metų).

Manoma, kad Orto kometoidų debesis yra proplanetinio disko, susiformavusio aplink Saulę maždaug prieš 4.6 mlrd. metų, liekana. Jo išorinė dalis menkai siejasi su Saulės sistema, todėl jį lengvai gali paveikti pralekiančios kitos žvaigždės. Plačiausiai priimta hipotezė apie Orto debesies susiformavimą teigia, kad Orto debesies objektus, susidariusius daug arčiau Saulės, į Saulės sistemos paribius išmetė dujinių milžinių, pvz., Jupiterio, gravitacinės jėgos. Iš pradžių kometoidų orbitos buvo ypatingai ištęstos elipsės ar parabolės, vėliau kitų žvaigždžių įtaka bei galaktinės potvynių jėgos orbitas padarė labiau apskritiminėmis.

Orto kometoidų debesiui galima priskirti Sedną, tačiau ji afelyje nuo Saulės nutolusi tik 928 av.

2006 metais devyniose žvaigždėse (be Saulės) astronomai aptiko į Koiperio juostą panašias struktūras. Atrodo, jas galima suskirstyti į plačias (didesnes kaip 50 av) ir siauras (kaip mūsiškė).

Žvaigždės HD 139664 ir HD 53143 su nuolaužų diskais

Tai yra 2 pasakojimo dalis. pirmoji slepiasi čia.

Rodyk draugams

Naujesnis puslapis »