Представление художника о столкновении двух объектов в далеком поясе Койпера. Такие столкновения являются основным источником пыли в поясе, наряду с частицами, выброшенными объектами пояса Койпера, и попадающими под микроскопические пылевые ударники из-за пределов Солнечной системы. Фото: Дэн Дурда, FIAAA
Новые наблюдения космического корабля НАСА «Новые горизонты» намекают на то, что пояс Койпера — обширная, далекая внешняя зона нашей солнечной системы, населенная сотнями тысяч ледяных, каменистых планетарных строительных блоков — может простираться гораздо дальше, чем мы думали.
Проходя через внешние края пояса Койпера, почти в 60 раз дальше от Солнца, чем Земля, прибор New Horizons Venetia Burney Student Dust Counter (SDC) обнаруживает более высокие, чем ожидалось, уровни пыли — крошечные замороженные остатки столкновений более крупных Койпера. Объекты пояса (KBO) и частицы, выброшенные из них, подвергаются воздействию микроскопических пылевых ударов из-за пределов Солнечной системы.
Показания бросают вызов научным моделям о том, что популяция КБО и плотность пыли должны начать уменьшаться на миллиард миль внутри этого расстояния, и способствуют растущему объему данных, свидетельствующих о том, что внешний край главного пояса Койпера может простираться на миллиарды миль дальше, чем текущие оценки. — или что может быть даже второй пояс помимо того, который мы уже знаем.
Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
«Компания New Horizons проводит первые прямые измерения межпланетной пыли далеко за пределами Нептуна и Плутона, чтобы каждое наблюдение могло 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, SDC обнаружил микроскопические пылинки, образующиеся в результате столкновений астероидов, комет и объектов пояса Койпера на всем протяжении «Новых горизонтов». 18-летнее путешествие по нашей Солнечной системе длиной 5 миллиардов миль, которое после запуска в 2006 году включало исторические пролеты над Плутоном в 2015 году и КБО Аррокот в 2019 году.
SDC — первый научный инструмент планетарной миссии НАСА, спроектированный, построенный и «запущенный» студентами. Он подсчитывает и измеряет размеры частиц пыли, предоставляя информацию о частоте столкновений таких тел во внешней Солнечной системе.
Последние удивительные результаты были получены за три года, когда «Новые горизонты» прошли расстояние от 45 до 55 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, причем одна а.е. — это расстояние между Землей и Солнцем, около 93 миллионов миль или 140 миллионов километров.
Эти данные получены в связи с тем, что ученые «Новых горизонтов», используя такие обсерватории, как японский телескоп Субару на Гавайях, также обнаружили ряд ОПК далеко за пределами традиционного внешнего края пояса Койпера. Считалось, что этот внешний край (где плотность объектов начинает снижаться) находится на расстоянии около 50 а.е., но новые данные свидетельствуют о том, что пояс может простираться до 80 а.е. или дальше.
По словам Донера, наблюдения с помощью телескопа продолжаются, и ученые ищут другие возможные причины высоких показателей пыли SDC. Одной из возможностей, возможно, менее вероятной, является радиационное давление и другие факторы, выталкивающие пыль, образовавшуюся во внутреннем поясе Койпера, за пределы 50 а.е. «Новые горизонты» также могли 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 «Новых горизонтов» могут быть первым случаем, когда космический корабль обнаружил новую популяцию тел в нашей Солнечной системе», — сказал Алан Стерн, главный исследователь «Новых горизонтов» из Юго-западного исследовательского института в Боулдере. «Не могу дождаться, чтобы увидеть, насколько далеко простирается этот повышенный уровень пыли в поясе Койпера».
Ожидается, что теперь, перед своей второй расширенной миссией, «Новые горизонты» будут иметь достаточно топлива и мощности, чтобы работать в течение 2040-х годов на расстояниях более 100 а.е. 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 пояса Койпера с Земли «Новые горизонты», как единственный космический корабль, работающий в поясе Койпера и собирающий новую информацию о нем, имеет уникальную возможность узнать больше об ОПК, источниках пыли, просторах пояса и межзвездных пространствах. пыль и пылевые диски вокруг других звезд.
