Внешняя часть Солнечной системы не такая пустая, как думали ранее

За орбитой Нептуна расположен пояс Койпера, огромное кольцеобразное поле ледяных тел. Здесь находится Плутон, Аррокот, Эрида, Макемаке и бесчисленное множество других крупных и мелких объектов в холоде и темноте.

Они известны как объекты пояса Койпера, или ОПК, и теперь астрономы обнаружили намеки на неожиданный рост их плотности на расстоянии от 70 до 90 астрономических единиц от Солнца, разделенные большим, практически пустым промежутком между ними и внутренней популяцией ОПК, расположенных ближе к Солнцу.

Похоже, что существует почти два пояса Койпера или, по крайней мере, два его компонента — то, чего никто не ожидал обнаружить.

«Если это подтвердится, это станет крупным открытием», — говорит планетолог Фуми Ёсида из Университета наук о здоровье труда и окружающей среды и Технологического института Тиба в Японии. «Первоначальная солнечная туманность была намного больше, чем считалось ранее, и это может иметь значение для изучения процесса формирования планет в нашей Солнечной системе».

Считается, что объекты пояса Койпера представляют собой наиболее первозданный материал, содержащийся в Солнечной системе. Сам пояс простирается от орбиты Нептуна, примерно в 30 астрономических единицах от Солнца (астрономическая единица — это среднее расстояние между Землей и Солнцем), примерно до 50 — 55 астрономических единиц от Солнца.

Такое расстояние от Солнца означает, что все, что находится в пределах пояса Койпера, подвергается лишь минимальному воздействию солнечной радиации, что, в свою очередь, означает, что объекты пояса Койпера, вероятно, остаются практически неизменными с момента зарождения Солнечной системы, что произошло около 4,6 миллиарда лет назад.

Эти объекты представляют собой древние остатки облака вещества, известного как солнечная туманность, из которого образовались Солнце и планеты.

Космический аппарат New Horizons продвигается все дальше к окраинам Солнечной системы с момента пролета мимо Плутона в 2015 году; теперь он находится на расстоянии почти 60 астрономических единиц от Солнца и это расстояние продолжает увеличиваться.

Для поддержки продолжающегося исследования внешней части Солнечной системы астрономы на Земле проводят наблюдения за поясом Койпера с помощью телескопа Субару Национальной астрономической обсерватории Японии на Гавайях.

На сегодняшний день наблюдения «Субару» выявили 263 новых объекта пояса Койпера, но большая международная группа астрономов под руководством Уэсли Фрейзера из Национального исследовательского совета Канады обнаружила, что 11 из этих объектов находятся гораздо дальше, чем думали, где заканчивается пояс Койпера — в области, превышающей 70 астрономических единиц.

Из числа обнаруженных объектов исследователи смогли экстраполировать плотность внешнего кольца пояса Койпера. Она будет ниже, чем внутренняя популяция, но достаточно высокой, чтобы образовать новую структуру.

Однако в области между 55 и 70 астрономическими единицами почти ничего не было обнаружено. Это может показаться странным, но подобный разрыв — это особенность, которую астрономы наблюдали в других формирующихся планетных системах, и он больше соответствует Солнечной системе с тем, что ученые обнаружили в других местах галактики.

«Пояс Койпера в нашей Солнечной системе долгое время казался очень маленьким по сравнению со многими другими планетными системами, но наши результаты показывают, что эта идея могла возникнуть из-за ошибки наблюдений», — объясняет Уэсли Фрейзер. «Так что, возможно, если этот результат подтвердится, наш пояс Койпера окажется не такой уж и маленький и необычный по сравнению с поясами вокруг других звезд».

Многие из наблюдений за галактикой Млечный Путь предполагают, что наша Солнечная система необычна во многих отношениях. Поскольку Солнечная система является единственной известной системой, в которой есть жизнь, эти странности могут быть факторами, способствующими ее обитаемости.

Но технология наблюдения за космосом имеет ограничения, которые могут привести к значительным искажениям наблюдений, предполагая особенности, которых на самом деле не существует. Если новые наблюдения пояса Койпера подтвердятся, астрономы исключат одну из этих особенностей — необычно маленькую солнечную туманность.

Чтобы получить больше информации, ученые продолжают наблюдения с целью отслеживания орбит 11 далеких объектов.

Исследование будет опубликовано в журнале Planetary Science Journal и доступно на arXiv.