Näkymä Buffyn ja muiden Kuiper-vyöobjektien kiertoradalle. Kuvan luotto: CFHT Klikkaa suuremmaksi
Kanadassa, Ranskassa ja Yhdysvalloissa työskentelevä tähtitieteilijäryhmä on löytänyt epätavallisen pienen kehon, joka kiertää aurinkoa Neptunuksen ulkopuolella. Alueella tähtitieteilijät kutsuvat Kuiper-vyötä. Tämä uusi esine on kaksi kertaa niin kaukana auringosta kuin Neptunus ja on suunnilleen puoli Pluton kokoista. Kehon erittäin epätavallista kiertorataa on vaikea selittää käyttämällä aiempia teorioita ulkoisen aurinkokunnan muodostumisesta.
Tällä hetkellä 58 tähtitieteellistä yksikköä auringosta (1 tähtitieteellinen yksikkö eli AU on maapallon ja auringon välinen etäisyys), uusi esine ei lähesty koskaan lähempänä kuin 50 AU, koska sen kiertorata on lähellä ympyränmuotoista. Lähes kaikki Neptunuksen ulkopuolella löydetyt Kuiper-hihnan esineet ovat välillä 30 AU - 50 AU. Yli 50 AU: n pääasiallinen Kuiper-hihna näyttää loppuneen, ja ne harvat esineet, jotka on löydetty tämän etäisyyden yli, ovat kaikki olleet erittäin korkealla epäkeskeisellä (ei-pyöreällä) kiertoradalla. Suurin osa näistä korkean epäkeskeisyyden kiertoraduista on seurausta siitä, että Neptuuni “pakensi” esineen ulospäin gravitaation avulla. Koska tämä uusi kohde ei lähesty lähempää kuin 50 AU, sen kiertoradan selittämiseksi tarvitaan erilainen teoria. Ongelman monimutkaisesti esineen kiertoradalla on myös äärimmäinen kallistus, joka on kallistettu (kallistettu) 47 asteeseen muuhun aurinkojärjestelmään nähden.
Löytö ja seuranta
Kohde, joka sai virallisen nimityksen 2004 XR 190 Kansainvälisen tähtitieteellisen liiton virallisessa ilmoituksessa, löydettiin Kanadan ja Ranskan ecliptic Plane Survey -tapahtuman (CFEPS) rutiinitoiminnassa, joka oli osa Kanadan, Ranskan, Havaijin teleskoopin Legacy Survey-tutkimusta. Toistaiseksi etsijät käyttävät väliaikaista lempinimeä ”Buffy” uuden objektin tunnistamiseen, vaikka he ovat ehdottaneet erilaista virallista nimeä tällaisten esineiden nimeämistä koskevien normaalien menettelytapojen mukaisesti.
Buffy uutettiin Legacy Survey -tietojen vuorelta (noin 50 gigatavua käyttötuntia kohti) tehokkailla tietokoneilla, jotka kammasivat teleskooppikuvien läpi ja tuottivat satoja ehdokkaita. Tähtitieteilijät seulotaan sitten ehdokkaiden läpi kaukaisten komeettojen tunnistamiseksi.
Tähtitieteilijä Lynne Allen Brittiläisen Kolumbian yliopistosta katsoi ensimmäiseksi uuden kohteen, kun hän suoritti alkuperäisen tunnistuksen CFEPS-tietojen käsittelyn aikana joulukuusta 2004 lähtien. ”Se oli melko kirkas verrattuna tavanomaisiin Kuiper-vyökohteisiin, joita me käytimme. löytää ", sanoi tohtori Allen," mutta mielenkiintoisempaa oli, kuinka kaukana se oli. "
Kohteen vaaleus tarkoittaa, että sen halkaisija on todennäköisesti 500–1000 km (300–600 mailia). Buffy on siis erittäin suuri Kuiper-hihnan esine, mutta noin puoli tusinaa on suurempi.
"Tajusimme heti, että esine oli noin kaksi kertaa kauempana kuin Neptunus auringosta ja että sen kiertorata oli mahdollisesti lähes pyöreä", kertoi UBC: n professori Brett Gladman, joka huomasi esineen epätavallisen luonteen määrittäessään sen kiertorataa ", mutta lisähavaintoja vaadittiin. ”
Kuiper-hihnan esineen havainnointi vaaditaan 1–2 vuotta, ennen kuin niiden kiertoradat voidaan mitata tarkasti. Ensimmäiset Buffyn lisähavainnot saapuivat lokakuussa 2005, kun Gladman ja Phil Nicholson Cornellin yliopistosta käyttivät Hale 5-metristä kaukoputkea tarkkailemaan kohdetta uudelleen.
Buffyn uuden sijainnin mittaus osoitti, että kiertorata ei ollut vain äärimmäisen kallistettu, kallistettu (kallistettu) 47 asteeseen planeettajärjestelmän tasoon (lähinnä sitomalla tietuetta Kuiper-vyöobjektille), mutta vahvisti myös, että Buffy oli toisin kuin mikään muu aikaisemmin- tunnettu esine, koska se oli melkein pyöreällä kiertoradalla erittäin suuren matkan päässä.
Lisää mittauksia Buffyn asemasta kuvissa teleskoopeista Kitt Peakin kansallisissa observatorioissa Arizonassa. Ryhmän jäsenet Joel Parker (Lounais-tutkimusinstituutti) sekä JJ Kavelaars (Kanadan kansallinen tutkimusneuvosto, Herzbergin astrofysiikan instituutti) ja Wes Fraser (University of University) Victoria) tarkensi marraskuun 2005 aikana arviota Buffyn lähimmästä lähestymistavasta aurinkoon. Lisähavaintoja kiertoradan edelleen vahvistamiseksi, jos ne sitten tarjotaan CFHT Legacy Survey -hankkeessa. Tähtitieteilijöiden on odotettava helmikuuhun 2006 asti Buffyn kiertoradan yksityiskohtien mittaamiseksi.
Ryhmä on ilmoittanut löytöstään Minor Planet Centerille, rautakaupalle, joka suorittaa uusien pienten planeettojen tähtitieteellisiä mittauksia. "On todella mielenkiintoista löytää ensimmäinen tunnettu esine, jolla on lähes ympyränmuotoinen rata yli 50 AU," reagoi MPC: n johtaja Brian Marsden.
Haastavat teoriat
Vaikka se ei olekaan pienin, suurin tai kauimpana tällä alueella löydetty esine, uuden Kuiper-vyöobjektin kiertorata on erittäin epätavallinen, mikä haastaa aurinkokunnan evoluutioteorioita.
Miksi Buffyn kiertorataa pidetään niin epätavallisena? Vain yksi muu havaittu esine, Sedna, on kauempana kuin 50 tähtitieteellistä yksikköä (AU) auringosta koko kiertoradallaan. Sedna on kuitenkin erittäin elliptisellä kiertoradalla, syöksyen 76 AU: seen ennen matkaa takaisin yli 900 AU: n. Sen sijaan Buffy viettää kaiken aikansa kapealla alueella 52 - 62 AU auringosta. Yhdistettynä kiertoradallaan kiertoradallaan, tämä uusi esine haastaa nykyiset teoriat varhaisen aurinkokunnan historiasta.
Tähtitieteilijät ovat havainneet muita Kuiper-hihnan esineitä, jotka viettävät suurimman osan ajastaan yli 50 AU: n. Ne ovat erittäin elliptisiä kiertoratoja, ja melkein kaikki lähestyvät 38 AU: n sisällä aurinkoa. Tämä läheinen lähestymistapa asettaa nämä esineet Neptunuksen gravitaation vaikutuksen ulottuville. Näiden esineiden ajatellaan yleensä olevan hajallaan nykyisille kiertorajoilleen gravitaatiojonolla Neptunuksen kanssa. Tätä objektoryhmää kutsuttiin siten “hajallaan levyä”.
Ennen Buffyn löytämistä löydettiin muutama muu Kuiper-vyön esine, jotka viettävät suurimman osan ajastaan yli 50 AU, kuten “hajallaan levyllä” olevat, mutta eivät kuitenkaan lähestyneet Neptunuksen painovoimaa. Tämä ryhmä on saanut nimensä ”Extended Scattered Disk”. Kaksi sen jäsentä ovat vuoden 1995 TL8 ja 2000 YW134, jotka lähestyvät 40 AU: ta aurinkoa, mutta joilla on melko elliptiset kiertoradat, jotka vievät ne takaisin yli 60 AU: n. Kaksi äärimmäistä esimerkkiä "laajennetusta hajotetusta levystä" ovat 2000 CR105, joka lähestyy 44 AU: ta, ja Sedna, joka ei koskaan tule lähemmäksi aurinkoa kuin 76 AU.
Suurten epäkeskeisyytensä takia nämä esineet ovat todennäköisesti häirinneet jotain, vaikka se ei olisi voinut olla Neptunus, koska ne eivät ole riittävän lähellä hajottaakseen planeetan painovoima. Koska sekä Sedna että 2000 CR105 kulkevat myös 500 AU: n etäisyydeltä auringosta, yksi teoria on, että Neptunuksen hajottamisen jälkeen ohimenevä tähti olisi voinut vetää lähimmät lähestymistapansa pois auringosta.
Buffy on selvästi "Extended Scattered Disk" -jäsen. Buffyn melkein pyöreä kiertorata kuitenkin erottaa sen muista jäsenistä. Lisäksi Buffyn suurta kiertoradan kallistusta ei selitetä niin helposti ohimennen tähden idealla. Jos tähti olisi voinut vaikuttaa Buffyyn niin voimakkaasti, sen olisi pitänyt häiritä myös suuri osa Kuiperin päävyöstä. Koska tähtitieteilijät eivät havaitse tätä voimakasta häiriötä, Buffyn kiertoradan selittämiseen tarvitaan monimutkaisempi teoria.
Vaikeasti selitettävä selitys voi olla aurinkojärjestelmän uudelleenjärjestelyjen sivuvaikutuksista sen varhaisen historian aikana. Yksi mahdollisuus on, että kun Neptunuksen kiertorata hidastui nuoressa aurinkokunnassa, monimutkaiset gravitaatiovuorovaikutukset olisivat voineet aiheuttaa joidenkin Kuiper-hihnan kiertoratojen kiertämisen ja kallistumisen. Vaikka Buffyn kiertorata olisi voitu luoda tällä tavalla, tämä teoria ei näytä selittävän 2000 CR105: tä ja Sednaa. Tämä uusi löytö on jännittävä, koska se saa meidät harkitsemaan uudelleen käsitystämme siitä, kuinka Kuiper-vyö muodostui.
Tulevaisuus
Viimeisen puolen vuosikymmenen aikana ulkoisen aurinkokunnan järjestelmämme muodostumista koskevat teoriat on ajettu rajoilleen: Buffyn kaltaisten epätavallisten Kuiper-hihnan esineiden, jotka eivät koskaan tule lähelle Neptunusta, mutta joilla on suuri taipumus, on selitettävä.
Vaikka teorioita, jotka selittävät yksittäisiä kohteita, on olemassa, koko tunnettujen kohteiden kokonaisuuden toistaminen yhdellä prosessilla on vaikea haaste nykyisille aurinkokunnan malleille. Koska epätavalliset esineet, kuten Buffy, ovat hyvin harvinaisia, tähtitieteilijät naarmuuttavat edelleen Kuiper-hihnan tummien kulmien pintaa. Tulevat laajamittaiset tutkimukset, jotka tutkivat systemaattisesti Kuiper-vyötä, ovat ainoa tapa avata mysteerit siitä, mitä tapahtui aurinkokuntamme varhaisessa vaiheessa.
Alkuperäinen lähde: Kanada-Ranska-Havaijin kaukoputki
