A principios de año, la estación interplanetaria New Horizons fotografió un asteroide en el cinturón de Kuiper, un área donde se agrupan pequeños cuerpos celestes muy lejos de la Tierra, más allá de la órbita de Plutón. Se cree que el cinturón de Kuiper se formó a partir de lo que quedó después de la formación de los planetas del sistema solar. Según cálculos recientes, había otro gigante de hielo como Neptuno en el sistema solar, y es posible que todavía gire alrededor del sol.
¿Dónde se esconde la proto-sustancia?
A mediados del siglo XX, los astrónomos propusieron una hipótesis: en algún lugar más allá de la órbita de Neptuno, hay una reserva de cuerpos cósmicos especiales: las tierras planetarias. Estos son grupos de polvo, piedras, hielo de una nube protoplanetaria. Se les considera los embriones de los planetas.
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En 1992, la hipótesis se confirmó: descubrieron cuerpos enanos más allá de la órbita de Neptuno, a una distancia de 30-55 unidades astronómicas. En honor al astrónomo holandés-estadounidense Gerard Kuiper, esta área recibió el nombre de Cinturón de Kuiper.
Habitantes del cinturón de Kuiper
Los astrónomos conocen ahora unos dos mil objetos en esta región del sistema solar. Se supone que hay alrededor de cien mil cuerpos con un radio de más de cien kilómetros. Algunas se mueven en órbitas casi circulares, otras en muy alargadas, con un enorme semieje de cientos de unidades astronómicas. Probablemente, algo distorsionó fuertemente sus trayectorias, por lo que los científicos hablan de una población “caliente” en contraposición a una “fría”, con órbitas inalteradas.
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En la población "fría", la mayoría de los objetos están hermanados, por ejemplo, el asteroide Ultima Tule, con el que se acercó la nave espacial New Horizons en enero de este año. El cuerpo celeste parece uno, pero en realidad son dos pequeños objetos del mismo color y, probablemente, composición.
La fotografía más detallada de Ultima Thule, tomada desde una distancia de 6,6 mil kilómetros.
Existe una categoría de cuerpos cuyas órbitas están en resonancia con la órbita de Neptuno. Es decir, la razón de los períodos de revolución alrededor del Sol es un múltiplo de números enteros, digamos, 2: 3 o 3: 1. Estos objetos de vez en cuando se acercan e influyen entre sí a través de las fuerzas de la gravedad, como la Tierra y la Luna.
Un tipo especial son los asteroides troyanos. Se trata de pequeños cuerpos de hielo rocoso en órbita del planeta, pero moviéndose en resonancia con él: delante o detrás en los puntos de Lagrange, donde se equilibran las influencias gravitacionales del Sol y del planeta. Júpiter lo tiene. Al final resultó que, Neptune también posee troyanos. Se cree que estos asteroides fueron capturados y llevados al cinturón de Kuiper desde el exterior.
El llamado disco disperso es muy interesante. Estos son los remanentes de planetas terrestres que han viajado desde el inicio de la formación del sistema solar. Nunca encontraron una órbita estacionaria, aunque algunos cayeron temporalmente en resonancia con Neptuno y permanecieron en el cinturón de Kuiper.
Entre ellos, se distingue un disco fósil disperso: cuerpos en órbita con un eje semi-mayor de aproximadamente 500 unidades astronómicas (por ejemplo, el planeta enano Sedna). Debido a las órbitas muy alargadas, pero en perihelios de solo 35-40 unidades astronómicas, estos objetos no se ven afectados por Neptuno. Son muy difíciles de observar y los científicos creen que puede haber muchos "fósiles", que representan la mayor parte del cinturón de Kuiper.
El cinturón de Kuiper se encuentra más allá de la órbita de Neptuno. Posee alrededor de dos mil cuerpos, incluidos 31 planetas enanos. Ilustración de RIA Novosti.
Cuanta sustancia hay
Según los cálculos del Instituto de Astronomía Aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia (San Petersburgo), la masa del cinturón de Kuiper es dos órdenes de magnitud menor que dos masas terrestres. “La masa total de todos los objetos, y hay cuerpos grandes como Plutón, es aproximadamente cincuenta veces la masa total del cinturón de asteroides. Esto da lugar a especulaciones sobre el origen del sistema solar. Algunos creen que inicialmente había más materia más allá de la órbita de Neptuno. Según otras ideas, los planetas gigantes viajaron a través del sistema solar, se acercaron al Sol y luego se alejaron más ", dice la coautora de RIA Novosti, Elena Pitieva, jefa del laboratorio de astronomía de efemérides. La masa del cinturón de Kuiper debe tenerse en cuenta al calcular el movimiento de los planetas y las naves espaciales. “La influencia del cinturón de Kuiper es bastante grande. Por eso, las órbitas de los planetas cercanos se desplazan varios kilómetros en diez años ",- aclara Pityeva. En Rusia, no hay forma de observar los objetos del cinturón de Kuiper. El único telescopio con un espejo de seis metros capaz de hacer esto, BTA en el Cáucaso, funciona principalmente para astrofísica. La astrometría, es decir, la determinación de la posición de los objetos en el cielo, se realizó en el Observatorio Pulkovo. Pero su destino ahora está en duda.
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Saltando gigante
En una revisión reciente, científicos de Francia y Estados Unidos describen la historia del cinturón de Kuiper utilizando el modelo de Niza desarrollado en 2005. Según ella, el sistema solar era más compacto, los planetas giraban alrededor de la estrella en órbitas circulares y estaban ubicados más cerca entre sí que ahora. Luego, después de eliminar el gas del sistema, toda la "estructura" comenzó a moverse, los planetas cambiaron de órbita, dispersando y dispersando la materia protoplanetaria. Todo lo que quedó detrás de Neptuno, así como los objetos capturados como los asteroides troyanos y los satélites inestables, formaron el Cinturón de Kuiper. Probablemente, desde allí, algunos de los cometas fueron arrojados por los planetas gigantes aún más lejos, hacia la nube de Oort. Este es el nombre de una zona hipotética en las mismas afueras del sistema solar, a una distancia de diez mil unidades astronómicas. Según los autores de la revisión,El modelo de Nice es consistente con muchos hechos observados y permite hacer una serie de suposiciones que ya han sido confirmadas o verificadas experimentalmente. Pero también hay inconsistencias. Los científicos han desarrollado su propia versión del modelo de Niza: NM12 (la abreviatura de los nombres de los autores y el año). Es más efectivo si se asume que había cinco o más planetas gigantes en el sistema solar, y luego quedan cuatro. El escenario es algo como esto. Hace cuatro mil millones de años, el sistema solar comenzó a formarse a partir de una nube de gas y polvo. Después de seis millones de años, los planetas se volvieron estrechos y comenzaron a cambiar de órbita. Saturno y Júpiter saltaron lejos, empujando al gigante de hielo sin nombre fuera de nuestro sistema planetario. Urano y Neptuno se alejaron del Sol y después de cien millones de años alcanzaron su ubicación actual. No esta excluidoque el quinto gigante de hielo todavía está en el sistema solar, en órbita mucho más lejos que el neptuniano. Esta idea fue expresada por los astrónomos estadounidenses Konstantin Batygin y Michael Brown en 2016, después de analizar las órbitas anómalas de objetos dispersos en el cinturón de Kuiper, incluido Sedna, que no pueden explicarse por la influencia de planetas conocidos. Estas órbitas son muy alargadas y los perihelios se agrupan en un área. Como si algo muy masivo los influyera. Así surgió la hipótesis del noveno planeta, aún no confirmada ni refutada. Quizás sea posible verificarlo en los próximos años con la ayuda de observaciones con telescopios o en las misiones espaciales planeadas a Urano y Neptuno.analizar las órbitas anómalas de objetos dispersos en el cinturón de Kuiper, incluido Sedna, que no se puede explicar por la influencia de planetas conocidos. Estas órbitas son muy alargadas y los perihelios se agrupan en un área. Como si algo muy masivo los influyera. Entonces surgió la hipótesis sobre el noveno planeta, aún no confirmada y no refutada. Quizás sea posible verificarlo en los próximos años con la ayuda de observaciones con telescopios o en las misiones espaciales planeadas a Urano y Neptuno.analizar las órbitas anómalas de objetos dispersos en el cinturón de Kuiper, incluido Sedna, que no se puede explicar por la influencia de planetas conocidos. Estas órbitas son muy alargadas y los perihelios se agrupan en un área. Como si algo muy masivo los influyera. Entonces surgió la hipótesis sobre el noveno planeta, aún no confirmada y no refutada. Quizás sea posible verificarlo en los próximos años con la ayuda de observaciones con telescopios o en las misiones espaciales planeadas a Urano y Neptuno.será posible verificarlo en los próximos años con la ayuda de observaciones con telescopios o en misiones espaciales planificadas a Urano y Neptuno.será posible verificarlo en los próximos años con la ayuda de observaciones con telescopios o en misiones espaciales planificadas a Urano y Neptuno.
La órbita de un hipotético noveno planeta, calculada a partir de objetos anómalos del cinturón de Kuiper.
Tatiana Pichugina
