Пояс Койпера. Транснептуновые объекты.

Вчера я запостил тему "Удивительные особенности газовых гигантов", в которой товарищ Dusterg заявил следующее:

Цитата

К этой теме отлично подойдёт продолжение про пояс Койпера и транснептуновые объекты.

Ну что ж, я рад, что кто-то интересуется астрономией. А потому выполняю его просьбу.

Итак, что же такое Пояс Койпера?
Пояс Койпера открыт в 1992 году Дэвидом Джуиттом и Джей Луу. Располагается за орбитой Нептуна от 20 астрономических единиц до около 55 астрономических единиц. Он примерно в 20 раз шире и в 20—200 раз массивнее пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером. Но, в отличие от пояса астероидов, объекты пояса Койпера (ОПК) состоят из летучих веществ типа аммиака, метана и воды (естественно в замороженном состоянии). Среди ОПК имеются несколько карликовых планет, о которых мы поговорим ниже. Иногда пояс Койпера путают с облаком Оорта, что в корне неверно, поскольку гипотетическое облако Оорта располагается предположительно в 1 световом годе от Солнца.

Вы спросите: а почему, собственно, пояс называется поясом Койпера, если открыл его, по сути, Джуитт? А всё потому, что Джерард Койпер предположил в 1951 году, что подобный диск образовался на ранних этапах формирования Солнечной системы; однако он не считал, что такой пояс сохранился и до наших дней. Койпер исходил из распространённого для того времени предположения о том, что размеры Плутона близки к размерам Земли и потому Плутон рассеял эти тела к облаку Оорта или вообще из Солнечной системы.

Однако множество ученых не согласны с этим названием, поскольку еще до Койпера выдвигалось несколько гипотез о существовании некоего пояса за пределами орбиты Плутона. В частности, первым говорил о транснептуновой популяции Фредерик Леонард в 1930 году. Более того, сам Джуитт считает, что более всех заслуживает чести считаться человеком, предсказавшем пояс Койпера, уругвайский астроном Хулио Ангел Фернандез Алвеш, который написал множество статей о транснептуновой популяции.
Рассмотрим наиболее интересные объекты пояса Койпера.

Плутон.
Естественно, что первым мы рассмотрим именно его. Открытый 18 февраля 1930 года Клайдом Томбо, Плутон до 7 сентября 2006 года был девятой планетой Солнечной системы, когда его официально включили в список карликовых планет, присвоив каталожный номер 134340.

Общие характеристики:
Экваториальный диаметр: 2390 км.
Масса: (1,303 ± 0,003)·1022 кг (0,22 % массы Земли).
Минимальное расстояние до Солнца: 29,7 а. е. (4,4 млрд км).
Максимальное расстояние до солнца: 49,3 а. е. (7,4 млрд км).
Период обращения вокруг Солнца: 248 лет.
Спутники: Харон, Гидра, Никта, Стикс, Кербер.

Плутон состоит в основном из камня и льда, его масса меньше массы Луны в шесть раз, а объём — в три раза. Площадь поверхности Плутона примерно равна площади России.Поскольку он сильно удален от Земли, наблюдать Плутон в обычный телескоп практически не представляется возможным, необходим телескоп с диаметром зеркала не менее 30 см.

Атмосфера Плутона очень разрежена и состоит из газов, испаряющихся из поверхностного льда. Это азот с примесью метана (около 0,25 %) и угарного газа (около 0,05–0,1%). Под действием жёсткого излучения из них образуются более сложные соединения (например, этан, этилен и ацетилен), постепенно выпадающие на поверхность. Вероятно, именно их частицы образуют лёгкую слоистую дымку на высотах до 150 км. Наличие атмосферных газов прослеживается как минимум до высоты 1670 км, а по некоторым непрямым данным — даже до 3000 км.

Средняя температура поверхности Плутона составляет 50 К (-223 градуса Цельсия), средняя температура атмосферы 90К (-183 градуса Цельсия).
Единственный космический аппарат, исследовавший Плутон, это аппарат «Новые горизонты». Снимки, сделанные им, вы можете посмотреть здесь.

Интересно, что в двух штатах США Плутон продолжает оставаться планетой на законодательном уровне! 3 марта 2007 года законодательное собрание штата Нью-Мексико, где долго жил Клайд Томбо, единогласно постановило, что в его честь Плутон в нью-мексиканском небе всегда будет считаться планетой. 26 февраля 2009 года аналогичное постановление принял сенат штата Иллинойс, откуда родом первооткрыватель Плутона. В резолюции сената утверждается, что Плутон был «несправедливо понижен до карликовой планеты».

Эрида

Вторая по размеру после Плутона, самая массивная и наиболее далёкая от Солнца карликовая планета Солнечной системы.

Общие характеристики:
Экваториальный диаметр: ~2330 км.
Масса: (1,67±0,02)·1022 кг.
Минимальное расстояние до Солнца: 38,46 а. е. (5,75 млрд км).
Максимальное расстояние до солнца: 97,63 а. е. (14,61 млрд км).
Период обращения вокруг Солнца: 559 лет.

Эриду открыла группа американских астрономов 5 января 2005 года, однако снимок, который анализировали ученые, был сделан 21 октября 2003 года. Именно эта дата считается открытием карликовой планеты. Названа в честь греческой богини раздора.

Спектроскопические наблюдения позволяют говорить о присутствии на Эриде метанового снега, азотного, этанового и этиленового льдов. Средняя температура поверхности 20 К (−253 °C). Предполагается, что при приближении к Солнцу у Эриды появляется некая атмосфера в результате испарения льдов, и через 250 лет у Эриды появится такая временная атмосфера.

Изображение Эриды в представлении художника

Макемаке

Третья по величине карликовая планета Солнечной системы. Относится к транснептуновым объектам, плутоидам. Является крупнейшим из известных классических объектов пояса Койпера.

Общие характеристики:
Экваториальный диаметр: ~1500 км.
Масса: точных данных нет, предположительно 3·1021 кг (0,05 % от массы Земли).
Минимальное расстояние до Солнца: 38,05 а. е. (5,69 млрд км).
Максимальное расстояние до солнца: 52,82 а. е. (7,9 млрд км).
Период обращения вокруг Солнца: 307 лет.

Группа американских астрономов открыла Макемаке 31 марта 2005 года. Причина того, что планета не была обнаружена ранее, кроется в сильной наклоненности ее орбиты к плоскости эклиптики. Названа в честь Маке-Маке - создателя человечества и бога изобилия в мифологии рапануйцев, коренных жителей острова Пасхи.

Средняя температура поверхности карликовой планеты составляет около 32 К (-241 °C). Состоит она в основном из метанового льда с примесью этана, а вот азот и угарный газ отсутствуют.

Изображение Макемаке в представлении художника

Хаумеа

Четвёртая по величине карликовая планета Солнечной системы. Классифицируется как плутоид, транснептуновый объект (ТНО). Это самое быстровращающееся тело из всех изученных объектов Солнечной системы, имеющих диаметр более 100 км.

Общие характеристики:
Экваториальный диаметр: ~1500 км.
Масса: (4,004±0,040)·1021 кг.
Минимальное расстояние до Солнца: 34,49 а. е. (5,16 млрд км).
Максимальное расстояние до солнца: 51,47 а. е. (7,7 млрд км).
Период обращения вокруг Солнца: 284 года.
Спутники: Хииака, Намака.

Хаумеа была открыта практически одновременно двумя независимыми группами астрономов из Америки и Испании. Однако испанцы объявили об открытии карликовой планеты 29 июля 2005 года, тогда как американцы сделали заявление об открытии только в сентябре 2005 года. Испанские астрономы обнаружили Хаумеа на снимке, сделанном 7 марта 2003 года. Планета названа в честь гавайской богини плодородия и деторождения.

Поверхность Хаумеа преимущественно покрыта водяным льдом с присутствием циановодорода, а также, предположительно, цианистого калия.

Предполагается, что спутники Хаумеа образовались в результате столкновения планеты с другим объектом, поскольку химический состав спутников схож с составом самой карликовой планеты. Диаметр Хииаки — около 350 км, период обращения — 48,9 суток, радиус орбиты — 49,9 тыс. км. Намака примерно вдвое меньше первого, обращается вокруг Хаумеа по орбите с большой полуосью 25,6 тыс. км с периодом 18 суток.

Изображение Хаумеа в представлении художника

2007 OR10

Один из крупнейших транснептуновых объектов.

Общие характеристики:
Экваториальный диаметр: 875-1400 км.
Масса: данных нет.
Минимальное расстояние до Солнца: 33,62 а. е..
Максимальное расстояние до солнца: 101,03 а. е.
Период обращения вокруг Солнца: 553 года.

Открыт 17 июля 2007 года группой Майкла Брауна из Паломарской обсерватории (Калифорния). Официально об открытии было объявлено 7 января 2009 года. На архивных снимках объект был обнаружен 46 раз, начиная с 1985 года.

Квавар

Транснептуновый объект, один из крупнейших объектов в поясе Койпера.
Общие характеристики:
Экваториальный диаметр: ~1100 км.
Масса: (4,004±0,040)·1021 кг.
Минимальное расстояние до Солнца: 41,914 а. е.
Максимальное расстояние до солнца: 44,896 а. е.
Период обращения вокруг Солнца: 288 лет.
Спутник: Вейвот.

Открыт 4 июня 2002 года группой Майкла Брауна из Паломарской обсерватории (Калифорния). Был обнаружен на архивных снимках 1954 года. Назван по имени великой созидающей силы из мифов индейского народа тонгва. Предполагают, что Квавар состоит в основном из камня и водяного льда, однако некоторые особенности позволяют предполагать радиоактивный распад в ядре.

Снимок Квавар, сделанный Хабблом

Добавлено в 16:18
Также среди самых больших ТНО пояса Койпера можно выделить Орк, 2002AW197, Варуна, Иксион и 2002 UX25. Однако их диаметр оценивают менее 1000 км, и для простого обывателя эти объекты интереса не представляют.

На этом заканчиваю обзор пояса Койпера. Спасибо за внимание. Если будут пожелания по темам – рад буду осветить!