Новые наблюдения космического корабля NASA New Horizons намекают на то, что пояс Койпера — обширная, далекая внешняя зона нашей солнечной системы, заполненная сотнями тысяч ледяных, каменистых планетарных строительных блоков, — может простираться гораздо дальше, чем предполагали ученые.
Пролетая через внешние края пояса Койпера, который находится почти в 60 раз дальше от Солнца, чем Земля, прибор Venetia Burney Student Dust Counter (SDC) на зонде New Horizons обнаружил более высокие, чем ожидалось, уровни пыли — крошечные замороженные остатки столкновений между более крупными объектами пояса Койпера (ОПК) и частицы, вздымаемые ОПК, которые подвергаются микроскопическим пылевым ударам из-за пределов Солнечной системы.
Полученные данные противоречат научным моделям, согласно которым популяция ОПК и плотность пыли должны начать уменьшаться на расстоянии миллиарда миль от этого места, и являются вкладом в растущее число доказательств, свидетельствующих о том, что внешний край главного пояса Койпера может простираться на миллиарды миль дальше, чем предполагается в настоящее время, или что может существовать даже второй пояс за пределами того, который мы уже знаем.
Результаты опубликованы в выпуске Astrophysical Journal Letters от 1 февраля.
«New Horizons проводит первые прямые измерения межпланетной пыли далеко за пределами Нептуна и Плутона, поэтому каждое наблюдение может привести к открытию», — сказал Алекс Донер, ведущий автор статьи и аспирант физики Университета Колорадо в Боулдере, который работает в качестве руководителя SDC. «Идея о том, что мы могли обнаружить расширенный пояс Койпера — с совершенно новой популяцией объектов, сталкивающихся и производящих больше пыли, — предлагает еще один ключ к разгадке загадок самых отдаленных регионов Солнечной системы».
Спроектированный и построенный студентами Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) Университета Колорадо в Боулдере под руководством профессиональных инженеров, прибор SDC обнаружил микроскопические пылинки, образующиеся при столкновениях астероидов, комет и объектов пояса Койпера на протяжении всего 5-миллиардного 18-летнего путешествия New Horizons по Солнечной системе, которое после запуска в 2006 году включало исторические пролеты Плутона в 2015 году и Аррокота в 2019 году. Первый научный инструмент в рамках планетарной миссии NASA, спроектированный, построенный и «пилотируемый» студентами, SDC подсчитывает и измеряет размеры частиц пыли, получая информацию о скорости столкновения таких тел во внешней части Солнечной системы.
Последние удивительные результаты были получены в течение трех лет, пока New Horizons находился на расстоянии от 45 до 55 астрономических единиц (AU) от Солнца, а одна AU — это расстояние между Землей и Солнцем, около 140 миллионов километров.
Эти данные были получены после того, как ученые New Horizons с помощью таких обсерваторий, как японский телескоп Subaru на Гавайях, также обнаружили ряд ОПК далеко за пределами традиционного внешнего края пояса Койпера. Считалось, что этот внешний край (где плотность объектов начинает уменьшаться) находится на расстоянии около 50 AU, но новые данные говорят о том, что пояс может простираться до 80 AU или даже дальше.
По словам Донера, наблюдения с помощью телескопа продолжаются, и ученые ищут другие возможные причины высоких показателей пыли в поясе Койпера. Одной из возможностей, возможно, менее вероятной, является радиационное давление и другие факторы, выталкивающие пыль, образовавшуюся во внутреннем поясе Койпера, за пределы 50 AU. Зонд New Horizons также мог столкнуться с более короткоживущими частицами льда, которые не могут достичь внутренних частей Солнечной системы и еще не учтены в текущих моделях пояса Койпера.
«Эти новые научные результаты могут быть первым случаем, когда какой-либо космический корабль обнаружил новую популяцию тел в нашей Солнечной системе», — сказал Алан Стерн, главный исследователь New Horizons из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере. «Мне не терпится увидеть, насколько далеко простирается этот повышенный уровень пыли в поясе Койпера».
Ожидается, что теперь, перед своей второй расширенной миссией, New Horizons будет иметь достаточно топлива и мощности для работы в течение 2040-х годов на расстояниях более 100 AU от Солнца. По словам ученых миссии, SDC потенциально может даже зафиксировать переход космического корабля в область, где межзвездные частицы доминируют в пылевой среде. Благодаря дополнительным телескопическим наблюдениям за поясом Койпера с Земли, New Horizons, как единственный космический корабль, работающий в поясе Койпера и собирающий новую информацию о нем, имеет уникальную возможность узнать больше об ОПК, источниках пыли и просторах пояса, а также межзвездной пыли. и пылевые диски вокруг других звезд.
