Пояс Койпера

Пояс Койпера – так же часто называют поясом Эджворта-Койпера в честь астрономов Кеннета Эджворта и Жерарда Койпера, предсказавших существование данной области в 1943 и 1951 году.

Пояс Койпера – область Солнечной Системы, простирающаяся на 30-55 а.е. (1 а.е. = 150 млн.км) от Солнца. Эта область СС была открыта в 1992 году и напоминает пояс астероидов, только пояс Койпера в двадцать раз шире и 20-200 раз массивнее пояса астероидов. Оба пояса состоят преимущественно из малых тел (в список включается большинство астероидов СС, транснептуновых объектов (ТНО), а также кометы и прочие малые тела), оставшихся после формирования СС. Сами объекты пояса Койпера, в основном состоят из летучих веществ, которые принято называть льдами, а именно из метана, аммиака и воды; в этом они близки по составу к кометному веществу.

В область пояса входят три карликовые планеты: Плутон, Хаумеа и Макемаке, которые часто называют «плутоидами» в честь Плутона. До недавнего времени он считался 9-ой планетой СС. Но, в 2006 году Международный астрономический союз (МАС) дал определение термину «планета» и понизил Плутона до статуса «карликовой планеты» по причине того, что он не является гравитационной доминантой в области своей орбиты, так как его масса составляет лишь 0,07 от массы остальных объектов на его орбите.

Объекты пояса Койпера, рассеянного диска и облака Оорта, относят к транснептуновым объектам (ТНО), обращающимся по орбите вокруг Солнца, со средним расстоянием до Солнца больше, чем у Нептуна.

До недавних пор считалось, что главным источником короткопериодических комет (орбитальный период которых составляет менее 200 лет) является пояс Койпера. Наблюдения, которые проводились с середины 1990-х, выявили, что истинным источником комет является рассеянный диск, а пояс Койпера является динамически стабильным.

История открытия

Фредерик Леонард был первым астрономом, который предположил существование транснептуновых объектов еще в 1930 году. Потом уже в 1943, астроном Кеннет Эджворт сделал предположение, что внешняя область СС (за орбитой Нептуна) должна быть занята огромным количеством малых тел, так как первичные элементы, их которых сформирована СС, были слишком рассеяны для того, чтобы уплотниться в планеты. Он так же предполагал, что из периодически одно из этих малых тел попадает во внутренние области СС и становится кометой. Далее в 1951 году, Джерард Койпер выдвинул предположение о том, что подобная область образовалась в период формирования СС, но до наших дней не сохранилась. Койпер основывался на научном мнении, что Плутон близок к размерам Земли, и следовательно он выместил эти малые тела за пределы своей орбиты к облаку Оорта или вообще за пределы СС.

В 1987 году американский астроном Дэвид Джуитт из Массачусетского технологического института всерьёз занялся поисками других объектов за орбитой Плутона, но лишь после 5 лет поисков, 30 августа 1992 года, Джуитт и помогавшая ему аспирантка Джейн Лу смогли объявить об открытии первого кандидата в объекты пояса Койпера – (15760) 1992 QB1.

Категории объектов пояса

На 2008 год было известно 1077 объектов, которые входят в транснептуновый пояс, их принято разделять на следующие категории:

• Классические объекты: у этих тел примерно круговые орбиты с небольшим уклонами, и они не связаны с движением планет СС. Такие объекты иногда называют «кьюбивано» в честь первого обнаруженного объекта – 1992 QB1. По данным на 2004 год было известно 524 «классических» объекта.
• Резонансные объекты: эти объекты образовывают орбитальный резонанс (отношение периодов обращения, выраженное небольшими натуральными числами) 1:2, 2:3, 2:5, 3:4, 3:5, 4:5 или 4:7 с Нептуном. Объекты с резонансом 2:3 называют «плутино» в честь самого известного и крупного представителя пояса – Плутона. По данным на 2005 год известно ок. 150 «плутино» и 22 других объекта. Существует предположение, что объекты «плутино» составляют до 20 % от общей численности объектов пояса Койпера, следовательно, общее количество объектов «плутино» с диаметром превышающим 100 км превышает 30 000.
• Рассеянные объекты: имеют большой эксцентриситет орбиты (высокую степень отклонения от окружности) и могут в афелии (точка наиболее удаленная от центрального тела, вокруг которого совершается движение) удаляться от Солнца на несколько сотен астрономических единиц. Таких объектов известно около 100, суммарное количество в среднем – 10 000. Эти объекты уже не входят в пояс Койпера, а являются частью рассеянного диска.

Совокупная масса объектов пояса Койпера в сотни раз превышает массу пояса астероидов, однако, по предположениям ученых, в значительной степени уступает массе облака Оорта. Принято считать, что в поясе Койпера существует несколько тысяч тел диаметром более 1000 км, около 7000 с диаметром превышающем 100 км и как минимум 450000 тел диаметром превышающем 50 км.