Сонячна система не закінчується там, де закінчується Нептун. За його орбітою простягається щось набагато більше, ніж порожнеча. Пояс Койпера – це гігантська зона крижаних тіл, що оперізує всю зовнішню частину нашої системи. Холодна. Темна. Майже недосяжна.
Назву цій структурі дав астроном Джерард Койпер, хоча сам він вважав, що ця зона вже давно спорожніла під впливом гравітаційних збурень. Помилився. Тіл там виявилося значно більше, ніж будь-хто очікував.
Де саме знаходиться пояс Койпера відносно орбіт планет
Пояс Койпера розташування визначають просто: він починається там, де закінчується орбіта Нептуна. Від Сонця це приблизно 30 астрономічних одиниць. Одна астрономічна одиниця – це відстань від Землі до Сонця. Тридцять таких відстаней. Уявіть це.
Пояс Койпера орбіти планет не перетинає – він лежить за межами всіх восьми. Нептун замикає планетну сім’ю, а далі одразу починається ця крижана рівнина. Між орбітою Нептуна і зовнішнім краєм поясу – колосальний простір, заповнений об’єктами, про існування яких людство дізналося порівняно нещодавно.
Цікаво, що пояс Койпера орбіти планет не просто оминає – він із ними взаємодіє. Нептун своєю гравітацією постійно штовхає і тягне об’єкти поясу, формуючи так звані резонансні групи. Деякі тіла рухаються точно в резонансі 2:3 із Нептуном – на кожні два оберти Нептуна вони роблять три. Плутон – один із таких. Резонанс тримає.
Межі та структура поясу Койпера
Межі поясу Койпера простягаються від 30 до приблизно 50 астрономічних одиниць від Сонця. Це не тонкий диск – структура має певну товщину і нагадує приплюснутий бублик навколо Сонця. Всередині цього простору об’єкти розподілені нерівномірно.
Виділяють дві основні зони. Класичний пояс – там тіла рухаються стабільно, без різких змін орбіт. Розсіяний диск – там орбіти витягнуті й непередбачувані, а об’єкти можуть залітати дуже далеко від Сонця.
Зовнішній край поясу – так зване «обрив Койпера» – різко обривається на позначці близько 48 астрономічних одиниць. Кількість об’єктів там різко падає. Чому саме так – досі суперечка серед астрофізиків. Жодної остаточної відповіді.
Небесні тіла поясу Койпера – що там насправді є
Небесні тіла поясу Койпера – це переважно крижані об’єкти, що збереглися з часів формування Сонячної системи. Вони складаються з водяного льоду, метанового льоду і кам’янистих порід. Сонячна система пояс Койпера зберігає як своєрідну капсулу часу – ці тіла майже не змінилися за мільярди років.
Серед найвідоміших об’єктів – Плутон, Ерида і Макемаке. Ось що вирізняє кожен із них:
- Плутон – найбільш досліджений об’єкт поясу, має атмосферу і навіть кілька супутників
- Ерида – за масою перевершує Плутон, хоча виглядає меншою; саме вона спровокувала перегляд статусу Плутона
- Макемаке – менший і темніший, але входить до числа офіційно визнаних карликових планет
Загальна кількість об’єктів у поясі перевищує сотні тисяч. Тіла розміром понад 100 кілометрів – уже не рідкість. Дрібніших фрагментів там незліченна кількість.
Деякі з цих тіл мають власні супутники. Це не виняток – це закономірність. Гравітація навіть у такому розрідженому просторі робить свою справу.
Чому пояс Койпера змінює наше розуміння Сонячної системи
Сонячна система пояс Койпера сприймає не як периферію, а як архів. Тут зберігаються первісні матеріали, з яких колись утворилися планети. Вивчення цих об’єктів дає змогу зрозуміти, яким був початок усього.
Місія New Horizons пролетіла повз Плутон і пішла далі – до об’єкта Аррокот, що лежить глибоко в поясі. Аррокот виявився схожим на двох злиплих сніговиків. Тихо і дивно.
Пояс Койпера також вважають джерелом короткоперіодичних комет. Ті, що повертаються до Сонця частіше ніж раз на двісті років, – майже напевно звідти. Гравітаційне збурення виштовхує їх із поясу, і вони летять до нас. Іноді видовищно.
Астрономи припускають, що за поясом Койпера може ховатися ще одна масивна планета – так звана Планета Дев’ять. Її ніхто не бачив. Але орбіти деяких транснептунових об’єктів поводяться так, ніби щось велике їх тягне. Загадка залишається відкритою.
Пояс Койпера – це не кінець Сонячної системи. Це початок найбільшого питання.