Pogled na Buffyjeve in druge organe Kuiperjevega pasu. Kreditna slika: CFHT Klikni za povečavo
Skupina astronomov, ki deluje v Kanadi, Franciji in Združenih državah Amerike, je odkrila nenavadno majhno telo, ki kroži po Soncu izven Neptuna, v regiji, ki jo astronomi imenujejo Kuiperjev pas. Ta nov predmet je dvakrat bolj oddaljen od Sonca kot Neptun in je približno za polovico večji od Plutona. Telesno zelo nenavadno orbito je težko razložiti s pomočjo prejšnjih teorij o nastanku zunanjega Osončja.
Trenutno 58 astronomskih enot od Sonca (1 astronomska enota ali AU je razdalja med Zemljo in Soncem), novi objekt se nikoli ne približa bližje 50 AU, ker je njegova orbita blizu krožne. Skoraj vsi predmeti Kuiperjevega pasu, odkriti zunaj Neptuna, so oddaljeni med 30 AU in 50 AU. Zraven 50 AU se zdi, da se glavni Kuiperjev pas končuje, in kar nekaj predmetov je bilo odkritih zunaj te razdalje, so bili na zelo visoki ekscentrični (nekrožni) orbiti. Večina teh orbite velike ekscentričnosti je posledica, da Neptun z gravitacijskim pragom »odganja objekt navzven. Ker pa se ta novi objekt ne približa 50 AU, je za razlago njegove orbite potrebna drugačna teorija. Težava zapleta tudi orbito predmeta, ki ima ekstremni nagib, nagnjen (nagnjen) na 47 stopinj do preostalega osončja.
Odkritje in spremljanje
Objekt, ki je v uradni razglasitvi Mednarodne astronomske unije prejel uradno oznako 2004 XR 190, je bil odkrit med rutinskim delovanjem raziskave o ekliptični ravnini Kanada-Francija (CFEPS), ki poteka kot del raziskave o zapuščini na kanadskem teleskopu Havaji. Za zdaj odkritelji uporabljajo začasni vzdevek "Buffy" za identifikacijo novega predmeta, čeprav so predlagali drugačno uradno ime v skladu z običajnimi postopki poimenovanja takšnih predmetov.
Buffy je bila izvlečena iz podatkov podatkov o goro Legacy Survey (približno 50 gigabajtov na uro delovanja) z zmogljivimi računalniki, ki so se borili skozi teleskopske slike in ustvarili na stotine kandidatov. Astronomi nato presejejo kandidate, da prepoznajo oddaljene komete.
Astronomka Lynne Allen z univerze v Britanski Kolumbiji je bila prva, ki je zrla na nov objekt, saj je med obdelavo podatkov CFEPS decembra 2004 zaključila prvotno identifikacijo. "V primerjavi s običajnimi predmeti iz Kuiperjevega pasu je bila precej svetla. poiščite, "je rekel doktor Allen," toda bolj zanimivo je bilo, kako daleč je bilo. "
Svetlost objekta pomeni, da je premer verjetno velik med 500 in 1000 kilometrov (300 do 600 milj). Buffy je tako zelo velik Kuiperjev pas, vendar je približno pol ducata večji.
"Takoj smo ugotovili, da je predmet približno dvakrat večji od Neptuna od Sonca in da je njegova orbita potencialno skoraj krožna," je dejal profesor UBC Brett Gladman, ki je pri določanju njegove orbite opazil nenavadno naravo predmeta, "vendar nadaljnja opažanja so bili potrebni. "
Pred natančno meritvijo njihovih orbit je potrebno eno do dve leti opazovanja predmeta Kuiperjevega pasu. Prva dodatna opazovanja Buffyja so prišla oktobra 2005, ko sta Gladman in Phil Nicholson z univerze Cornell uporabila 5-metrski teleskop Hale za ponovno opazovanje predmeta.
Merjenje Buffyjevega novega položaja je dokazalo, da orbita ni bila le izjemno nagnjena, nagnjena (nagnjena) pri 47 stopinjah proti ravnini planetarnega sistema (v bistvu je vezala zapis za predmet Kuiperjevega pasu), ampak je potrdila, da Buffy ni za razliko od nobenega drugega prej - znan objekt, ker je bil na skoraj krožni orbiti, medtem ko je bil na zelo veliki razdalji.
Več meritev Buffyjevega položaja na slikah s teleskopov v Kitt Peak National Observatories v Arizoni s strani članov ekipe Joel Parker (Southwest Research Institute), pa tudi JJ Kavelaars (National Research Council of Canada, Herzberg Institute of Astrophysics) in Wes Fraser (University of Victoria) je do novembra 2005 izpopolnil oceno Buffyjevega najbližjega Sonca. Dodatna opažanja za nadaljnjo potrditev orbite, ki jo nato zagotovi projekt CFHT Legacy Survey. Astronomi bodo morali počakati do februarja 2006, da bodo izmerili natančne podrobnosti Buffyjeve orbite.
Skupina je o svoji najdbi sporočila Center za male planete, klirinško hišo za astronomske meritve novih manjših planetov. "Najti prvi znani objekt s skoraj krožno orbito, ki presega 50 AU, je res zanimivo," je reagiral Brian Marsden, direktor MPC.
Izzivalne teorije
Čeprav ni niti najmanjši, največji in najbolj oddaljeni objekt na tem območju, ima novi Kuiperjev pas zelo nenavadno orbito, ki izziva teorije razvoja osončja.
Zakaj se Buffyjeva orbita šteje za tako nenavadno? Samo še en zaznani predmet, Sedna, ostane oddaljen več kot 50 astronomskih enot (AU) od Sonca po celotni orbiti. Vendar pa je Sedna na zelo eliptični orbiti, preleti na 76 AU, preden potuje nazaj čez 900 AU. V nasprotju s tem Buffy preživi ves svoj čas v ozkem območju med 52 in 62 AU od Sonca. Ta nov objekt v kombinaciji z nagibom v svoji orbiti izziva aktualne teorije o zgodovini zgodnjega osončja.
Astronomi so odkrili druge predmete Kuiperjevega pasu, ki večino svojega časa preživijo čez 50 AU. Ti so na zelo eliptičnih orbitah in skoraj vsi se približujejo znotraj 38 AU Sonca. Zaradi tesnega pristopa so ti predmeti v dosegu gravitacijskega vpliva Neptuna. Na splošno velja, da so ti predmeti raztreseni na sedanje orbite z gravitacijskim pragom z Neptunom. Ta skupina predmetov se je tako imenovala "razpršeni disk".
Pred odkritjem Buffyja so odkrili še nekaj drugih predmetov Kuiperjevega pasu, ki večino svojega časa preživijo čez 50 AU, kot so tisti v "Razpršenem disku", vendar se niso približali gravitacijskemu dosegu Neptuna. Ta skupina je dobila ime "razširjeni razpršeni disk". Dva člana sta 1995 TL8 in 2000 YW134, ki se približujejo 40 AU Sonca, vendar imajo dokaj eliptične orbite, ki jih potegnejo nazaj čez 60 AU. Še dva skrajna primera "razširjenega razpršenega diska" sta 2000 CR105, ki se približa 44 AU, in Sedna, ki se Soncu nikoli ne približa kot 76 AU.
Zaradi velikih ekscentričnosti je verjetno, da je te objekte nekaj motilo, čeprav to ne bi moglo biti Neptun, ker se ne približajo dovolj blizu, da bi jih gravitacijska sila tega planeta raztresla. Ker tako Sedna kot 2000 CR105 od sonca potujeta tudi čez 500 AU, je ena teorija ta, da bi lahko mimoidoča zvezda po odstranjevanju Neptuna potegnila svoje najbližje pristope stran od Sonca.
Buffy je očitno članica "razširjenega razpršenega diska". Vendar se zaradi skoraj krožne orbite Buffy razlikuje od ostalih članov. Poleg tega zamisel o prehodni zvezdi Buffyjevega velikega orbitalnega nagiba ni tako enostavno razložiti. Če bi zvezda lahko tako močno prizadela Buffy, bi morala tudi to motiti večji del glavnega Kuiperjevega pasu. Ker astronomi ne zaznajo močnih motenj, je za pojasnjevanje Buffyjeve orbite potrebna bolj zapletena teorija.
Razložljiva razlaga se lahko skriva v stranskih učinkih preureditve Osončja že v zgodnji zgodovini. Ena izmed možnosti je, da bi se lahko Neptunova orbita počasi širila v mladem Osončju, zato so zapletene gravitacijske interakcije lahko povzročile kroženje in nagibanje nekaterih Kuiperjevih pasov. Čeprav bi lahko Buffyjevo orbito ustvarili na ta način, se zdi, da ta teorija ne razlaga 2000 CR105 in Sedne. To novo odkritje je vznemirljivo, saj nas ponovno premisli, kako se je oblikoval Kuiperjev pas.
Prihodnost
V zadnjem pol desetletja so bile teorije o nastanku našega zunanjega Osončja potisnjene do svojih meja: razložiti je treba nenavadne Kuiperjeve pasove, kot je Buffy, ki se nikoli ne približajo Neptunu in imajo še velik nagib.
Čeprav teorije, ki razlagajo posamezne predmete, obstajajo, reproduciranje celotnega sklopa znanih predmetov z enim procesom predstavlja težaven izziv za trenutne modele sončnega sistema. Ker so nenavadni predmeti, kot je Buffy, zelo redki, astronomi še vedno opraskajo površino temnih kotov Kuiperjevega pasu. Prihodnje obsežne raziskave, ki sistematično raziskujejo Kuiperjev pas, so edini način, da odkrijemo skrivnosti tistega, kar se je zgodilo v zgodnji zgodovini našega osončja.
Izvirni vir: teleskop Kanada-Francija-Havaji
