В хаотичном поясе Койпера нашли упорядоченное ядро: что известно ученым
Пояс Койпера считался зоной с крайне хаотичным «дорожным движением». Однако в 2011 году ученые выявили ядро, объекты которого движутся почти по круговым орбитам и не слишком отклоняются от плоскости эклиптики.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
Обширный регион нашей Солнечной системы, называемый поясом Койпера, простирается от орбиты Нептуна примерно на 50 астрономических единиц (а.е.), где а.е. — это расстояние между Землей и Солнцем (150 млн. км.). Этот регион состоит в основном из ледяных объектов и небольших каменистых тел, таких как Плутон. Объекты пояса Койпера (ОКП) — это остатки вещества после формирования Солнечной системы. В новом препринте на портале arXiv описывается недавно обнаруженная область, которая существенно отличается от других частей пояса Койпера.
Еще в 2011 году группа астрономов заметила более плотное средоточие объектов, расположенных в поясе Койпера на расстоянии около 44 а.е. от Солнца. Команда назвала эту область «ядром» (kernel) и доказала, что объекты в ней имеют более низкое наклонное сечение и эксцентриситет по сравнению с другими обитателями пояса Койпера. Другими словами, их орбиты были более совершенными по правилам Кеплера — круговыми и расположенными ближе к плоскости эклиптики.
Само ядро входит в популяцию короткопериодических комет, которую называют «динамически холодной» популяцией, в которой все объекты также имеют более низкие значения эксцентриситета и наклонения по сравнению со средними показателями пояса Койпера.
Поскольку первоначальное наблюдение за ядром было визуальным, в нем могли отсутствовать некоторые мелкие детали. Исследователи задавались вопросом, могут ли более подробные данные об этих объектах выявить новые особенности ядра или других частей пояса.
Алгоритм кластеризации и новые вопросы
Чтобы найти отдельные структуры в поясе Койпера, авторы нового исследования решили опробовать алгоритм кластеризации под названием Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (DBSCAN, дословно «пространственная кластеризация (источников) помех на основе плотности»). Этот алгоритм ранее использовался для других астрономических наборов данных, но не для пояса Койпера. Сначала команда рассчитала барицентрические свободные орбитальные параметры, такие как большая полуось, эксцентриситет и наклонение, для 1650 классических объектов пояса Койпера и применила к ним DBSCAN для поиска потенциальных кластеров подобных объектов. Говоря простыми словами, ученые решили выявить элементы порядка в хаосе.
Алгоритм обнаружил не только ядро, но и другую отдельную структуру рядом с ним, примерно на расстоянии 43 а.е., которую назвали «внутренним ядром» (оно ближе к Солнцу). Внутреннее ядро (inner kernel) выделяется как потенциально отдельная структура, поскольку его распределение по эксцентриситету еще более узкое, чем у ядра. По словам исследователей, во внутреннее ядро входит от 7 до 10 процентов классических транснептуновых объектов.
Однако различие между ядром и внутренним ядром зависит от параметров кластеризации. В связи с этим возникает вопрос, действительно ли внутреннее ядро кардинально отличается от внешнего.
Авторы признают, что обнаружение внутреннего ядра с помощью DBSCAN было выполнено достаточно предвзято. Разработчики заранее предусматривали, что существует ядро, и уже потом спрашивали, идентифицировал ли алгоритм какой-либо другой кластер или кластеры. Однако при устранении этого условия неясно, являются ли ядро (kernel) и внутреннее ядро (inner kernel) единой структурой или двумя разными.
Сейчас существование внутреннего пояса или поясов как отдельных объектов все еще под вопросом. Однако скоро будут получены новые данные от обсерватории имени Веры Рубин, которые должны внести больше ясности. Наблюдения должны прояснить природу этих структур и рассказать больше об их происхождении.
Недавно ученые высказали гипотезу о том, что в поясе Койпера может скрываться не только девятая планета Солнечной системы X, но и десятая планета Y.
- космос
Поделиться
