Пояс койпера

Приливные эффекты

Считают, что текущие позиции большинства комет, замеченных недалеко от Солнца, объясняются гравитационным искажением облака Оорта приливными силами, вызванными галактикой Млечный Путь. Так же, как приливные силы Луны изгибают и искажают океаны Земли, вызывая приливы и отливы, таким же образом галактические приливные силы изгибают и искажают орбиты тел во внешней Солнечной системе, притягивая их к центру Галактики. Во внутренней Солнечной системе эти эффекты незначительны по сравнению с гравитацией Солнца. Однако, во внешней Солнечной системе тяготение Солнца более слабо и градиент поля тяготения Млечного пути играет намного более значимую роль. Из-за этого градиента галактические приливные силы могут исказить сферическое облако Оорта, растягивая облако в направлении галактического центра и сжимая его вдоль двух других осей. Эти слабые галактические возмущения могут быть достаточными, чтобы сместить объекты облака Оорта с их орбит по направлению к Солнцу. Расстояние, на котором сила притяжения Солнца уступает своё влияние галактическому приливу, называют приливным радиусом усечения. Он находится в радиусе 100 000—200 000 а. е. и отмечает внешнюю границу облака Оорта.

Некоторые учёные выдвигают следующую теорию: возможно, галактические приливные силы способствовали формированию облака Оорта, увеличивая перигелий планетезималей с большими афелиями. Эффекты галактического прилива весьма сложны и сильно зависят от поведения индивидуальных объектов планетарной системы. Тем не менее, совокупный эффект может быть весьма существенным: происхождение до 90 % комет из облака Оорта может быть вызвано галактическим приливом. Статистические модели орбит наблюдаемых долгопериодических комет показывают, что галактический прилив — основной источник возмущений орбит, смещающий их к внутренней Солнечной системе.

Обнаружение и имя Пояса Койпера

Впервые о присутствии других объектов заявил Фрекрик Леонард, назвавший их ультра-нептуновыми небесными телами за чертой Плутона. Тогда Армин Лейшнер посчитал, что Плутон может выступать всего лишь одним из многих долгопериодических планетных объектов, которые еще предстоит отыскать. Ниже представлены крупнейшие объекты Пояса Койпера.


Название Экваториальный диаметр Большая полуось, а. е. Перигелий, а. е. Афелий, а. е. Период обращения вокруг Солнца (лет) Открыт
Эрида 2330+10/−10. 67,84 38,16 97,52 559 2003 i
Плутон 2390 39,45 29,57 49,32 248 1930 i
Макемаке 1500 +400/−200 45,48 38,22 52,75 307 2005 i
Хаумеа ~1500 43,19 34,83 51,55 284 2005 i
Харон 1207 ± 3 39,45 29,57 49,32 248 1978
2007 OR10 875-1400 67,3 33,6 101,0 553 2007 i
Квавар ~1100 43,61 41,93 45,29 288 2002 i
Орк 946,3 +74,1/−72,3 39,22 30,39 48,05 246 2004 i
2002 AW197 940 47,1 41,0 53,3 323 2002 i
Варуна 874 42,80 40,48 45,13 280 2000 i
Иксион < 822 39,70 30,04 49,36 250 2001 i
2002 UX25 681 +116/−114 42,6 36,7 48,6 278 2002 i

В 1943 году Кеннет Эджворт опубликовал статью. Он писал, что материал за Нептуном слишком рассредоточен, поэтому не может слиться в более крупное тело. В 1951 году в обсуждение вступает Джерард Койпер. Он пишет о диске, появившемся в начале эволюции Солнечной системы. Идея с поясом всем понравилась, потому что она объясняла откуда прибывают кометы.

В 1980 году Хулио Фернандес определил, что Пояс Койпера находится на удаленности в 35-50 а.е. В 1988 году появляются компьютерные модели на основе его расчетов, которые показали, что Облако Оорта не может отвечать за все кометы, поэтому идея с поясом Койпера обретала больше смысла.

В 1987 году Дэвид Джуитт и Джейн Лу занялись активными поисками объектов, используя телескопы в Национальной обсерватории Кит-Пика и Обсерваторию Серро-Тололо. В 1992 году они объявили об открытии 1992 QB1, а через 6 месяцев – 1993 FW.

Во многих статьях авторы начали называть гипотетический участок поясом Койпера, которое и закрепилось как официальное наименование.

Но многие не согласны с этим названием, потому что Джерард Койпер имел в виду нечто иное и все почести следует отдать Фернандесу. Из-за возникших споров в научных кругах предпочитают использовать термин «транс-нептунианские объекты».

Обнаружение облака Оорта — объяснение для детей

Важно объяснить детям, что первооткрывателем Облака Оорта Солнечной системы стал астроном из Голландии Ян Оорт. Еще в 1950 году он предположил, что кометы, которые попадают в нашу систему, приходят из облака, где сконцентрировано множество подобных ледяных объектов


Чтобы понять, где находится облако, нужно лишь знать расстояние в 100000 дистанциях Земля-Солнце (15 триллионов км).

Дети должны понять, что есть два типа комет, отличающиеся по периодичности. Первые – короткопериодичные, которым требуется до 200 лет (из пояса Койпера). Вторые – длиннопериодичные, с периодичностью более 1000 лет (Облако Оорта).

Облако Оорта глазами художника

Эти участки отличаются по размерам и удаленности. Пояс Койпера расположен там же, где и планеты, и вращается в 30-50 раз дальше от Солнца, чем мы. А вот Облако Оорта – некая оболочка, которая обволакивает нашу солнечную систему.

Кометы из облака Оорта могут вращаться на расстоянии в 3 световых годах от Солнца. Облака молекулярного газа и звезды могут менять их орбиту, притягивая или выбрасывая из системы. Существует множество факторов, способных повлиять на маршрут кометы, поэтому стабильным его не назовешь.

Далее дети смогут узнать много интересных фактов об Облаке Оорта и прочесть описание и характеристику его объектов. Для большего разнообразия используйте схемы, фото и картинки, которые помогут научиться быстро отличать Облако Оорта и пояс Койпера.

Главный пояс астероидов


Суммарная масса тел, входящих в состав этой области, составляет всего 1/25 часть массы Луны. Более половины этой величины приходится на четыре космических объекта:

  • Церера — самая близкая к Земле карликовая планета. Экваториальный диаметр — 950 км. Имеет сферическую форму. Судя по плотности, на треть состоит из водяного льда. Период обращения вокруг своей оси — чуть более 9 часов, вокруг Солнца — 4,6 года.
  • Веста — крупнейший и самый яркий астероид в Главном поясе. Имеет ассиметричную форму (578×560×468 км). Имеет сложную геологическую структуру. Мантия и кора астероида богата минералами. Сутки на Весте длятся 5,3 часа, год в 3,6 раза продолжительнее земного.
  • Паллада — астероид, незначительно уступающий Весте по размерам. Средний диаметр около 512 км. Поверхность содержит гидратированные минералы. Оборот вокруг своей оси длится 7,8 часа, вокруг Солнца — 4,6 года. Для Паллады характерен довольно большой наклон орбиты (34,8˚).
  • Гигея — астероид, четвертое по размерам тело. Диаметр около 400 км. Имеет неправильную форму и углеродистый состав. Средняя плотность — 2,56 г/см3. Продолжительность года — 5,6 земных лет.

Среди самых массивных астероидов Главного пояса стоит упомянуть Интерамнию (средний размер 326 км), тезку юпитерианского спутника — Европу (302 км), Давиду (размер нуждается в дополнительном уточнении, но, по мнению астрономов, лежит в пределах от 270 до 326 км), Сильвию (232 км) — тройной астероид с двумя спутниками, Гектора, имеющего сложную гантелеобразную форму и спутник, Ефросину (248-270 км).

Главный пояс астероидов в Солнечной системе, по оценкам ученых, может содержать до нескольких миллионов космических тел, размером более 30 м. В фантастических произведениях распространены эпизоды с критическими ситуациями, вызванными столкновениями звездолетов будущего с астероидами в этом «оживленном» районе. На самом деле, концентрация вещества здесь, вследствие огромных расстояний, не настолько плотная. Земные космические аппараты, пролетая Марс и пояс астероидов, не имели ни одного случая и даже угрозы столкновения.

Структура и состав

Предполагаемое расстояние до облака Оорта по сравнению с остальной частью Солнечной системы

Облако Оорта состоит из гипотетических

  • внешнего сферического (от 20 000 до 50 000; по некоторым оценкам до 100 000 ÷ 200 000 а. е.), источника долгопериодических комет, и, возможно, комет семейства Нептуна.

Модели предсказывают, что во внутреннем облаке в десятки или сотни раз больше кометных ядер, чем во внешнем; его считают возможным источником новых комет для пополнения относительно скудного внешнего облака, поскольку оно постепенно исчерпывается. Облако Хиллса объясняет столь длительное существование облака Оорта в течение миллиардов лет.

Внешнее облако Оорта, как предполагают, содержит несколько триллионов ядер комет, больших чем приблизительно 1,3 км (приблизительно 500 миллиардов с более яркой чем 10,9), со средним расстоянием между кометами несколько десятков миллионов километров. Его полная масса достоверно не известна, но, предполагая, что комета Галлея — подходящий опытный образец для всех комет в пределах внешнего облака Оорта, предполагаемая общая масса равна 3⋅1025 кг, или примерно в пять раз больше массы Земли. Ранее считалось, что облако более массивное (до 380 земных масс), но новейшие познания в распределении размеров долгопериодических комет привели к намного более низким оценкам. Масса внутреннего облака Оорта в настоящее время неизвестна.

Исходя из проведённых исследований комет, можно предположить, что подавляющее большинство объектов облака Оорта состоят из различных льдов, образованных такими веществами, как вода, метан, этан, угарный газ и циановодород. Однако открытие объекта 1996 PW, астероида с орбитой, более типичной для долгопериодических комет, наводит на мысль, что в облаке Оорта могут быть и скалистые объекты. Анализ соотношения изотопов углерода и азота в кометах как облака Оорта, так и семейства Юпитера показывает лишь небольшие различия, несмотря на их весьма обособленные области происхождения. Из этого следует, что объекты этих областей произошли из исходного протосолнечного облака. Это заключение также подтверждено исследованиями размеров частиц в кометах облака Оорта и исследованием столкновения космического зонда Deep Impact с кометой Темпеля 1, относящейся к семейству Юпитера.

…или кара небесная?

По расчетам ученых (каких- не указывается), конец света земной цивилизации предстоит пережить 16 февраля 2017 года» — вовсю анонсируют интернет-ресурсы очередное сближение Матушки-Земли с космическим странником. На этот раз в качестве потенциальной угрозы выступает астероид WF9.

Астероидная и кометная опасность, безусловно, существует. Подтверждений тому на поверхности нашей планеты очень много (Аризонский кратер, кратер Чиксулуб (Юкатан) и т. д). Ученые Йельского университета (США, руководитель Д. Рабинович) утверждают, что угрозу для существования человечества представляют около тысячи астероидов, диаметром более 1 км. Эти объекты находятся под постоянным наблюдением. Опасность таится в другом. Гравитационные поля больших планет своим воздействием изменяют орбиты астероидов. Пояс астероидов является источником новых объектов, возникающих в результате столкновений малых тел. Так, 7 сентября 2016 года астероид RB1 (диаметр 16 м) прошел всего в 40 тыс. км от Земли, а о его существовании астрономы узнали только за два дня до сближения. Угрозы особой не было (диаметр «Челябинского» метеорита на момент вхождения в атмосферу планеты оценивался в 20 м и о нем вообще представления не имели), но факт показательный. Остается надеяться на совершенство астрономического оборудования и внимательность ученых, контролирующих частых «гостей» из пояса астероидов.

Кстати, специалисты NASA утверждают, что астероид WF9 пройдет на расстоянии в 51 млн км от Земли.

Среди планет-гигантов


Между какими планетами пояс астероидов расположен? Еще полвека назад этот вопрос имел однозначный и определенный ответ. Обнаружение в 1977 году космического объекта Хирон и последующие открытия внесли сумятицу в существующую терминологию. В перигелии Хирон выглядит как типичная комета с характерной комой, значительно превосходя ее по размерам (экваториальный диаметр около 140 км). Это позволило классифицировать объект и как комету, и как астероид. К настоящему моменту их насчитывается более ста. Группа получила название «Кентавры», а космическим телам присваивают имена этих мифических существ.

Образуемый Кентаврами пояс астероидов находится между орбитальными траекториями Юпитера и Нептуна. По свойствам космических объектов занимает промежуточную позицию между астероидами Главного пояса и телами пояса Койпера. Орбиты Кентавров пересекают орбиты внешних планет Солнечной системы. Характеризуются стабильностью в течение нескольких миллионов лет.

Наиболее известные космические объекты этой области — это Фол (экваториальный диаметр 190 км), Несс (58 км), Асбол (66 км), Харикло (260 км). Цветовой спектр Кентавров очень разнообразен: от красного до голубого. В химическом составе, предположительно, водяной лед, оливин, аморфный углерод и кероген.

Примечания

  1. Audrey Delsanti and David Jewitt. . Institute for Astronomy, University of Hawaii. Дата обращения 9 марта 2007.
  2. Johnson, Torrence V.; and Lunine, Jonathan I.; Saturn’s moon Phoebe as a captured body from the outer Solar System, Nature, Vol. 435, pp. 69-71
  3. Craig B. Agnor & Douglas P. Hamilton. . Nature (2006). Дата обращения 20 июня 2006.
  4. David Jewitt, Jane Luu. . Nature (1992). Дата обращения 20 июня 2007.
  5. David Jewitt. . Дата обращения 15 октября 2007.
  6. Harold F. Levison, Luke Donnes. Comet Populations and Cometary Dynamics // Encyclopedia of the Solar System / Lucy Ann Adams McFadden, Paul Robert Weissman, Torrence V. Johnson. — 2nd. — Amsterdam; Boston: Academic Press, 2007. — С. 575—588. — ISBN 0120885891.
  7. Gérard FAURE. (2004). Дата обращения 1 июня 2007.
  8. . International Comet Quarterly. Дата обращения 24 октября 2010.
  9. Davies, John. Beyond Pluto: Exploring the outer limits of the solar system. — Cambridge University Press, 2001. — P. xii.
  10. Davies, p. 2
  11. David Jewitt. . University of Hawaii. Дата обращения 14 июня 2007.
  12. ↑ Davies, p. 14
  13. FOR A COMET BELT BEYOND NEPTUNE BY FRED L. WHIPPLE. . SMITHSONIAN ASTROPHYSICAL OBSERVATORY AND HARVARD COLLEGE OBSERVATORY (1964). Дата обращения 20 июня 2007.
  14. CT Kowal, W Liller, BG Marsden. . Hale Observatories, Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics (1977). Дата обращения 5 декабря 2010.
  15. Horner, J.; Evans, N.W.; Bailey, M. E. Simulations of the Population of Centaurs I: The Bulk Statistics (англ.) : journal. — The Journal of Business (англ.)русск., 2004.
  16. Davies p. 38
  17. Davies p. 39
  18. JA Fernandez. . Observatorio Astronomico Nacional, Madrid (1980). Дата обращения 20 июня 2007.
  19. M. Duncan, T. Quinn, and S. Tremaine. . The Astrophysical Journal (1988). Дата обращения 20 июня 2007.
  20. Davies p. 191
  21. ↑ Davies p. 50
  22. Davies p. 51
  23. Davies pp. 52, 54, 56
  24. Davies pp. 57, 62
  25. Davies p. 65
  26. BS Marsden. . Minor Planet Center (1993). Дата обращения 28 июля 2015.
  27. Davies p. 199
  28. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 127. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6.
  29. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 131. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6.
  30. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 126. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6.
  31.  (недоступная ссылка). Дата обращения 21 декабря 2010.
  32. Возможно, относится к объектам рассеянного диска.
  33. D. R. Williams. . NASA (7 сентября 2006). Дата обращения 24 марта 2007.
  34. ↑ Плутон и Харон образуют двойную систему.
  35. J. Stansberry, W. Grundy, M. Brown, et al. Physical Properties of Kuiper Belt and Centaur Objects: Constraints from Spitzer Space Telescope (англ.) // The Solar System beyond Neptune : journal. — University of Arizona Press, 2007. — February.
  36. О полемике по поводу даты открытия см. en:Controversy over the discovery of Haumea
  37. Wm. Robert Johnston. . Дата обращения 5 апреля 2008.

Происхождение

Считается, что облако Оорта является остатком исходного протопланетного диска, который сформировался вокруг Солнца приблизительно 4,6 миллиарда лет назад. В соответствии с широко принятой гипотезой объекты облака Оорта первоначально формировались намного ближе к Солнцу в том же процессе, в котором образовались и планеты, и астероиды, но гравитационное взаимодействие с молодыми планетами-гигантами, такими, как Юпитер, отбросило объекты на чрезвычайно вытянутые эллиптические или параболические орбиты. Моделирование развития облака Оорта от истоков возникновения Солнечной системы до текущего периода показывает, что масса облака достигла максимума спустя приблизительно 800 миллионов лет после формирования, поскольку темп аккреции и столкновений замедлился и скорость истощения облака начала обгонять скорость пополнения.

Модель Хулио Анхеля Фернандеса предполагает, что рассеянный диск, который является главным источником короткопериодических комет в Солнечной системе, также мог бы быть основным источником объектов облака Оорта. Согласно модели, приблизительно половина объектов рассеянного диска перемещена наружу в облако Оорта, в то время как четверть сдвинута внутрь орбиты Юпитера и четверть выброшена на гиперболические орбиты. Рассеянный диск, может быть, всё ещё снабжает облако Оорта материалом. В результате одна треть текущих объектов рассеянного диска, вероятно, попадёт в облако Оорта через 2,5 миллиарда лет.

Компьютерные модели показывают, что столкновения кометного материала во время периода формирования играли намного большую роль, чем считали ранее. Согласно этим моделям, количество столкновений в ранней истории Солнечной системы было настолько большим, что большинство комет было разрушено прежде, чем они достигли облака Оорта. Поэтому, текущая совокупная масса облака Оорта гораздо меньше, чем когда-то полагали. Предполагаемая масса облака составляет только малую часть выброшенного материала в 50—100 масс Земли.

Гравитационное взаимодействие с соседними звёздами и галактические приливные силы изменили кометные орбиты — сделали их более круглыми. Это объясняет почти сферическую форму внешнего облака Оорта. И облако Хиллса, которое сильнее связано с Солнцем, в итоге должно все же приобрести сферическую форму. Недавние исследования показали, что формирование облака Оорта определённо совместимо с гипотезой, что Солнечная система формировалась как часть звёздного скопления в 200—400 звёзд. Эти ранние ближайшие звёзды, вероятно, играли роль в формировании облака, так как в пределах скопления число близких проходов звёзд было намного выше, чем сегодня, приводя к намного более частым возмущениям.

Кометы

Комета Хейла — Боппа, происходящая из облака Оорта

Полагают, что у комет имеется две отдельные области происхождения в Солнечной системе. Короткопериодические кометы (с периодами до 200 лет) по общепринятой теории происходят из пояса Койпера или рассеянного диска, двух связанных плоских дисков ледяного материала, начинающихся в районе орбиты Плутона около 38 а. е. и совместно простирающихся вплоть до 100 а. е. от Солнца. В свою очередь считают, что долгопериодические кометы, такие как комета Хейла — Боппа, с периодами в тысячи лет, происходят из облака Оорта. Орбиты в пределах пояса Койпера относительно устойчивы, и поэтому предполагают, что оттуда происходят лишь немногие кометы. Рассеянный диск же динамически активен и является намного более вероятным местом происхождения комет. Кометы переходят из рассеянного диска в сферу внешних планет, становясь объектами, известными как кентавры. Затем кентавры переходят на внутренние орбиты и становятся короткопериодическими кометами.

Имеется два основных семейства короткопериодических комет: семейство Юпитера (с большими полуосями менее 5 а. е.) и семейство Нептуна, или галлеевское семейство (такое название дано из-за сходства их орбит с орбитой кометы Галлея). Кометы семейства Нептуна необычны, так как, хотя они и являются короткопериодическими, их первичная область происхождения — облако Оорта, а не рассеянный диск. Предполагают, основываясь на их орбитах, что они были долгопериодическими кометами, а затем были захвачены притяжением планет-гигантов и перенаправлены во внутреннюю область Солнечной системы. Этот процесс, возможно, также повлиял на орбиты существенной части комет семейства Юпитера, хотя большинство этих комет, как полагают, произошли в рассеянном диске.

Оорт отметил, что число возвращающихся комет гораздо меньше, чем предсказано по его модели, и эта проблема всё ещё не решена. Никакой известный динамический процесс не может объяснить меньшее количество наблюдаемых комет. Гипотезами этого несоответствия являются: разрушение комет из-за приливных усилий, столкновений или нагрева; потеря всех летучих веществ, вызывающая необнаруживаемость некоторых комет или формирование изолирующей корки на поверхности. Продолжительные исследования комет облака Оорта показали, что их распространённость в области внешних планет в несколько раз выше, чем в области внутренних планет. Это несоответствие могло произойти из-за притяжения Юпитера, который действует как своего рода барьер, захватывающий поступающие кометы в ловушку и заставляющий столкнуться их с ним, как это было с кометой Шумейкеров — Леви 9 в 1994 году.

Обнаружение и название

Впервые в 1930 году астроном Фредерик Леонард предположил существование транснептуновых объектов. Он считал, что за Нептуном скрывается не только Плутон.

В 1943 году исследователь Кеннет Эджворт выдвинул предположение о наличии за орбитой восьмой планеты туманности, заполненной мелкими небесными телами. Они в силу своей рассеянности не смогли превратиться в единую планету.

В 1951 году Джерард Койпер полагал, что если и был пояс за Нептуном, то по сей день он не сохранился. Причиной этому явилось неверное суждение о том, что Земля и Плутон примерно одинаковы по размерам.

Джерард Койпер

Следующие десятилетия теория трансформировалась. В 1962 году астрофизик Алистер Камерон выдвинул гипотезу существования гигантской массы мелкого космического вещества по краю нашей Солнечной системы. 1964 год ознаменовался теорией о «грязном снежке» Фреда Уиппла. Она рассказывает о составе комет, который представляется смесью космической пыли и льда. Однако в ходе наблюдений эта теория была исключена.

Новые подтверждения наличия зоны транснептуновых тел были результатом после исследования комет. В 1988 году канадские ученые на основе исследовательской статьи Хулио Фернандеса и произведенных расчетов по возвращению хвостатых звезд подтвердили существование «кометного пояса». Уже тогда было понятно, что в нем находится множество мелких объектов, формируются кометы с хвостом. Пояс Койпера получил такое имя, так как это название было обозначено в самом первом предложении статьи Х. Фернандеса. Неопровержимые доказательства в подтверждение слов канадцев привели Девид Джуит и Джейн Лу. В августе 1992 года на снимках из космоса они лицезрели первый объект из массы тел этой области, спустя еще полгода – второй. По сей день открываются новые объекты.

Изучение

Пространство за Нептуном имеет значение для изучения планетной системы как минимум на двух уровнях. Во-первых, вполне вероятно, что предметы внутри него находятся в виде чрезвычайно примитивных остатков ранних аккреционных фаз Солнечной системы. Внутренние, плотные части предпланетного диска сконденсировались в главные планеты, вероятно, в течение нескольких миллионов или десятков миллионов лет. Внешние части были менее плотными, и аккреция прогрессировала медленно. Очевидно, образовалось очень много мелких объектов. Во-вторых, широко распространено мнение, что он является местом зарождения короткопериодических комет. Он действует как резервуар для этих тел так же, как Облако Оорта работает в качестве сосуда для комет долгого периода. По изучению пояса можно написать не одну сотню рефератов.

Крупнейшие объекты

В холодном пространстве за пределами орбиты вращения Нептуна были обнаружены карликовые планеты. Эрида, Плутон, Хуамея, Макемаке, Церера — это самые большие из представителей. Все они очень велики. Крупнейший известный объект этой области —  Эрида, обнаруженная в 2003 году. За 599 лет она делает одно вращение вокруг солнца. Самый знаменитый для нас представитель пояса Койпера – Плутон. Большую часть времени он был для землян не просто крупным шарообразный телом на периферии Солнечной системы, а считался полноценной планетой. В области за Нептуном часто образуют кометы, и она активно изучается в настоящее время. Ее края касались уже «Voyager-1» и «Voyager-2», однако миссия этих космических аппаратов была иной, поэтому большой информации о льдах за краем видимых планет они не принесли.

Орбиты

Орбиты большинства кьюбивано по своим характеристикам занимают промежуточное положение между орбитальным резонансом 2:3 с Нептуном, характерным для плутино, и резонансом 1:2. Типичный кьюбивано, Квавар, обладает практически круговой орбитой, близкой к плоскости эклиптики. Плутино же движутся по более эксцентрическим орбитам, некоторые из них в перигелии оказываются ближе к Солнцу, чем Нептун.

Большинство объектов (так называемая «холодная популяция») имеет малые углы наклона и близкие к круговым орбиты. Меньшая часть («горячая популяция») характеризуется больши́ми углами наклона и орбитами с бо́льшим эксцентриситетом.

Согласно результатам проекта Глубокий обзор эклиптики, имеется следующее распределение этих двух популяций: одна с наклонением в среднем 4,6° (называемая Центральной) и другая с наклонениями, достигающими и превосходящими 30° (Гало).

Распределение

Этот график показывает распределение кьюбивано и плутино. Гистограммы показывают распределение наклонений орбит, эксцентриситетов и больших полуосей орбит. Вставки слева показывают сравнение населённости кьюбивано и плутино в зависимости от эксцентриситета и наклонения орбит.

Подавляющее большинство объектов пояса Койпера (более двух третей) имеют наклонения менее 5° и эксцентриситеты менее 0,1. Большие полуоси их орбит тяготеют к середине основного облака; вероятно, мелкие объекты, расположенные близко к границе резонансов, были или пойманы в резонанс, или их орбиты изменились под действием тяготения Нептуна.

«Горячая» и «холодная» популяции поразительно различаются: более 30 % всех кьюбивано имеют малые углы наклона и близкие к круговым орбиты. Параметры орбит плутино распределены более равномерно, с эксцентриситетами, имеющими локальный максимум в интервале 0,15—0,2, и небольшие наклонения в 5—10°. См. также сравнение с .

Вид с полюса и со стороны эклиптики орбит классических объектов (синие), плутино (красные) и Нептуна (жёлтый).

Если сравнить эксцентриситеты орбит кьюбивано и плутино, можно увидеть, что кьюбивано формируют ровное «облако» за орбитой Нептуна, в то время как плутино приближаются или даже пересекают орбиту Нептуна. Если сравнить наклоны орбит, «горячие» кьюбивано могут быть легко определены по высоким углам наклона, в то время как наклоны орбит плутино, как правило, составляют менее 20°.

Орбиты

Орбиты большинства кьюбивано по своим характеристикам занимают промежуточное положение между орбитальным резонансом 2:3 с Нептуном, характерным для плутино, и резонансом 1:2. Типичный кьюбивано, Квавар, обладает практически круговой орбитой, близкой к плоскости эклиптики. Плутино же движутся по более эксцентрическим орбитам, некоторые из них в перигелии оказываются ближе к Солнцу, чем Нептун.

Большинство объектов (так называемая «холодная популяция») имеет малые углы наклона и близкие к круговым орбиты. Меньшая часть («горячая популяция») характеризуется больши́ми углами наклона и орбитами с бо́льшим эксцентриситетом.

Согласно результатам проекта Глубокий обзор эклиптики, имеется следующее распределение этих двух популяций: одна с наклонением в среднем 4,6° (называемая Центральной) и другая с наклонениями, достигающими и превосходящими 30° (Гало).

Распределение

Этот график показывает распределение кьюбивано и плутино. Гистограммы показывают распределение наклонений орбит, эксцентриситетов и больших полуосей орбит. Вставки слева показывают сравнение населённости кьюбивано и плутино в зависимости от эксцентриситета и наклонения орбит.

Подавляющее большинство объектов пояса Койпера (более двух третей) имеют наклонения менее 5° и эксцентриситеты менее 0,1. Большие полуоси их орбит тяготеют к середине основного облака; вероятно, мелкие объекты, расположенные близко к границе резонансов, были или пойманы в резонанс, или их орбиты изменились под действием тяготения Нептуна.

Вид с полюса и со стороны эклиптики орбит классических объектов (синие), плутино (красные) и Нептуна (жёлтый).

Если сравнить эксцентриситеты орбит кьюбивано и плутино, можно увидеть, что кьюбивано формируют ровное «облако» за орбитой Нептуна, в то время как плутино приближаются или даже пересекают орбиту Нептуна. Если сравнить наклоны орбит, «горячие» кьюбивано могут быть легко определены по высоким углам наклона, в то время как наклоны орбит плутино, как правило, составляют менее 20°.

Гипотезы

Впервые идея существования такого облака была выдвинута эстонским астрономом Эрнстом Эпиком в 1932 году. В 1950-х идея была независимо выдвинута нидерландским астрофизиком Яном Оортом как средство решить парадокс: недолговечности комет (распадаются в результате испарения вблизи перигелия, если не образуется корка нелетучего вещества) и нестабильности их орбит (упадут на Солнце или планету или будут выброшены ими из Солнечной системы). По-видимому, кометы сохранились в «облаке», весьма удалённом от Солнца.

Существует два класса комет: короткопериодические кометы и долгопериодические кометы. Короткопериодические кометы имеют сравнительно близкие к Солнцу орбиты, с периодом менее 200 лет и малым наклонением к плоскости эклиптики.

Оорт отметил, что имеется пик распределения афелиев у долгопериодических комет — ≈ 20 000 а. е. (3 трлн. км), который предполагает на этом расстоянии облако комет со сферическим, изотропным распределением (ибо долгопериодические кометы появляются со всех наклонений). Относительно редкие кометы с орбитами менее 10 000 а. е., вероятно, пролетели один или более раз через Солнечную систему, и поэтому имеют такие орбиты, сжатые притяжением планет.


С этим читают