Днес, 14 септември 2013 г., се навършват точно 5 години от внезапното активиране на вулкана Шивелуч, което доведе до частично разрушаване на основата му. На този ден се опитахме да изберем 10-те най-големи вулканични изригвания, които бяха записани и оценени по специална скала - Индексът на вулканична експлозивност (VEI).
Тази скала е разработена през 80-те години, включва много фактори, като обем на изригването, скорост и други. Скалата включва 8 нива, всяко от които е 10 пъти по-голямо от предишното, т.е. изригване от ниво 3 е 10 пъти по-силно от изригване от ниво 2.
Последното изригване от ниво 8 се е случило на земята преди повече от 10 000 години, но все още е имало мощни изригвания през цялата история на човечеството. Предлагаме ви ТОП на 10-те най-големи вулканични изригвания през последните 4000 години.
Уайнапутина, Перу, 1600 г., VEI 6
Този вулкан предизвика най-голямото изригване в Южна Америка в историята на човечеството. Моменталното изпускане незабавно създаде няколко кални потоци, които се насочиха към тихоокеанското крайбрежие. Заради пепелта, изхвърлена във въздуха, летата в Южна Америка бяха едни от най-студените от половин хилядолетие. Изригването унищожи близките градове, които бяха възстановени едва век по-късно.
Кракатау, Зондски пролив, Индонезия, 1883 г., VEI 6
През цялото лято мощен рев в планината предвещаваше изригването, което се случи на 26-27 април. По време на изригването вулканът изхвърли тонове пепел, скали и лава, чувайки се на хиляди километри. В допълнение, рязък удар създаде четиридесетметрова вълна, дори на друг континент бяха регистрирани увеличения на вълните. Изригването уби 34 000 души.
Вулканът Санта Мария, Гватемала 1902 г., VEI 6
Изригването на този вулкан е едно от най-големите през 20 век. Рязък удар от вулкан, който е бил спящ в продължение на 500 години, е създал кратер с ширина един и половина километра. Вулканът отне живота на стотици хора.
Вулканът Новарупта, полуостров Аляска, юни 1912 г., VEI 6
Този вулкан е част от Тихоокеанския огнен пръстен и има най-голямото изригване на 20-ти век. Мощната експлозия изпрати във въздуха 12,5 кубически километра пепел и магма.
Вулкан Пинатубо, Лусон, Филипините, 1991 г., VEI 6
Изригването освободи толкова много пепел, че покривите на близките къщи се срутиха под нейната тежест. В допълнение към пепелта, вулканът отделя и други вещества във въздуха, които намаляват температурата на планетата с половин градус за една година.
Остров Амбрим, Република Вануату, 50 г. сл. Хр., VEI 6 +
На този малък остров е станало едно от най-големите изригвания в историята. И до днес този вулкан остава един от най-активните в света. Изригването е образувало калдери с ширина 12 км.
Вулканът Илопанго, Ел Салвадор, 450 г. сл. Хр., VEI 6 +
Въпреки че тази планина се намира само на няколко мили от столицата Сан Салвадор, тя е създала невероятно изригване в миналото. Той унищожи всички селища на маите и покри една трета от страната с пепел. Търговските пътища бяха унищожени и цялата цивилизация беше принудена да се премести в низините. Сега кратерът съдържа едно от най-големите езера в Салвадор.
Планината Тера, Гърция, около 1610 г. пр.н.е., VEI 7
Археолозите смятат, че силата на изригването на този вулкан е сравнима с няколкостотин ядрени бомби. Ако тук е имало обитатели, те или са избягали, или са умрели под непреодолима сила. Вулканът не само предизвика огромни цунами и понижи температурата на планетата с огромни облаци от сяра, но също така промени климата като цяло.
Вулкан Чанбай, граница между Китай и Корея, 1000 г. сл. Хр., VEI 7
Изригването е било толкова силно, че е имало отлагания на пепел дори в Северна Япония. В течение на хиляда години огромните кратери са се превърнали в езера, които са популярни сред туристите. Учените предполагат, че в дълбините на езерата живеят все още неизследвани същества.
Планината Тамбора, острови Сумбава, Индонезия, 1815 г., VEI 7
Изригването на връх Тамбора е най-мощното в историята на човечеството. Планината бучеше толкова силно, че се чуваше на 1200 мили. Общо около 71 000 души загинаха, а облаците пепел покриха стотици километри наоколо.
Открита е десетата планета от Слънчевата система
Международното астрономическо общество потвърди откриването на 10-та планета в Слънчевата система.
Говорителят на Калифорнийския технологичен институт Майк Браун каза, че новата планета е по-голяма от Плутон, който има диаметър около 2250 км и е два пъти по-далеч от Слънцето. Според учените разстоянието до него сега е 97 пъти разстоянието от Земята до Слънцето. Планетата се върти около Слънцето за приблизително десет и половина хиляди земни години. А орбиталният радиус е 130 милиарда километра.
Обектът все още не е получил официално име, но откривателите временно го наричат 2003 UB313 или Седная - в чест на морското божество на ескимосското инуитско племе.
Новата планета е открита от Майкъл Браун от Tsaltech, Чад Трухильо от обсерваторията Джемини в Хавай и Дейвид Рабиновиц от Йейлския университет.
В интервю за BBC Рабинович каза: „Това е невероятен ден и невероятна година. 2003 UB313 е може би по-голям от Плутон. Той е по-малко ярък от Плутон, но е три пъти по-далеч от него. Само ако беше на на същото разстояние като Плутон, тогава ще бъде по-ярък от него. Сега светът знае, че има други Плутони, които се намират в покрайнините на Слънчевата система, където са трудни за намиране."
Планетата е открита с помощта на телескопа Samuel Oschin в обсерваторията Palomar, както и телескопа Gemini North в Хавай.
"Спектралните проби, получени в обсерваторията Джемини, са особено интересни, защото показват, че повърхността на тази планета е много подобна на повърхността на Плутон", каза Чад Трухильо. Състои се предимно от скали и лед.
Орбитата на 2003 UB313 не е подобна на орбитите на други планети, вероятно поради влиянието на Нептун. Астрономите смятат, че в някакъв момент от историята на планетата гравитационното влияние на Нептун я е хвърлило в орбита, завъртяна на 44 градуса спрямо равнината на еклиптиката.
Новото космическо тяло беше забелязано за първи път на 21 октомври 2003 г., но тогава учените не подозираха, че то се движи. Петнадесет месеца по-късно, през януари 2005 г., телескопите не успяха да го засекат в същата точка на небето. Изследователите казват, че са се опитали да локализират планетата с помощта на космическия телескоп Spitzer, който открива инфрачервена светлина, но не са успели да я намерят. От това се заключава, че обектът се движи.
Горната граница на грешката на наблюдението при тези условия е 3 хиляди км, което означава, че диаметърът на планетата не може да бъде по-голям от тази цифра, твърдят учените. И дори най-ниската граница на грешка при наблюдение прави новата планета по-голямо небесно тяло от Плутон.
Ако обаче диаметърът на космическото тяло се окаже само около 2 хил. км, откритият обект ще попадне от категорията на планетите под определението „планетоид“.
Въпреки това небесното тяло вероятно има свой собствен спътник. Това обяснява изключително дългия период на въртене на находката около оста си – от 20 до 50 дни.
Както обясни Браун, 2003 UB313 ще бъде видим в телескопи през следващите шест месеца в съзвездието Кит. Той също така призна, че учените са се надявали първо да проверят отново всички данни и едва след това да направят публично достояние откритието, но е имало изтичане на информация. Преди това испанците кръстиха откритото космическо тяло 2003 EL61, а американците - K40506A.
Както посочва научният колумнист на BBC Дейвид Уайтхаус, след откриването на Нептун през 1846 г. тази планета се превърна в най-голямото небесно тяло, открито от астрономите в Слънчевата система.
Как това е свързано със скорошното откритие на друга планета?
Периодът на революция тук и там е 10 000 години
Горе в дясно: 48-инчовият телескоп от системата Шмид на обсерваторията Паломар, на който в продължение на три години последователно бяха открити: Кваоар (юни 2002 г., класически обект от пояса на Кайпер с диаметър около 1250 km), Седна (ноември 2003 г., „нещо“ с диаметър не повече, но не много по-малко от 1700 км) и Планета 2004 DW (февруари 2004 г., резонанс от семейство плутино с възможен диаметър в диапазона 840-1800 km).
Открихме малката планета 2003 VB12 (популярно име Седна) - най-отдалеченият обект в Слънчевата система, открит до момента. Старите снимки от 2001, 2002, 2003 г., в които е намерен, ни позволиха да изясним орбитата на Седна. Оказа се, че е много удължен и в същото време напълно лежи извън пояса на Кайпер: неговата полу-голяма ос е 480 ± 40 AU. и перихелийно разстояние 76±4 AU.
Такава орбита е неочаквана от сегашното ни разбиране за слънчевата система. То може да бъде или (1) резултат от разсейване върху все още неоткрита далечна трансплутонова планета, или (2) резултат от смущение от преминаваща звезда, която е преминала изключително близо, или накрая (3) резултат от образуването на Слънчевата система в близък звезден куп.
Във всички тези сценарии вероятно ще има друга значителна популация от транснептунови обекти извън тези, за които знаем в пояса на Кайпер (класически обекти от пояса на Кайпер, резонанси и дифузни обекти от пояса на Кайпер). Освен това в двата най-вероятни сценария Седна получава най-доброто обяснение като обект във вътрешната част на облака на Оорт.
Ориз. 1.Ескимосската богиня на морето Седна, в чест на която далечната трансплутонова планета 2003 VB12 е получила името си (все още неофициално). Според ескимоските митове Седна живее в тъмните дълбини на студения Северен ледовит океан. Астрономите са открили, че добър небесен аналог за тези региони са далечните покрайнини на Слънчевата система отвъд пояса на Кайпер.
Ориз. 2.Откривателят на планетата Майкъл Браун поискал от ескимоската богиня на морето Седна малък деликатес в чест на откритието си. Явно не го е оставила без награда.
Въведение
Планетарната зона на Слънчевата система (така наречената зона на почти кръгови орбити с малък наклон към еклиптиката) очевидно завършва на разстояние около 50 AU. от слънцето. Тази фигура просто маркира външния ръб на класическия пояс на Кайпер. Както е известно, много тела от планетарната зона със силно ексцентрични орбити - комети и разпръснати обекти от пояса на Кайпер - успешно преминават тази граница, но техните перихелии винаги остават в планетарната зона.
Далеч отвъд неговите граници се намира царството на кометите. Астрономите смятат, че много от тези ледени тела обитават хипотетичния облак на Оорт, разстоянието до което може да бъде около 10 хиляди AU. Лъвският дял от кометите в този хипотетичен облак вероятно остават там за неопределено време, като само смущения от преминаващи звезди или галактически приливни ефекти понякога нарушават орбитите на някои от тях, карайки ги да нахлуят във вътрешната слънчева система. Тук те са открити от астрономите под прикритието на нови комети с дълъг период.
По този начин се оказва, че всеки известен или очакван в бъдеще обект на Слънчевата система трябва да има поне едно от двете свойства: или неговият перихелий се намира вътре в планетарната зона, или неговият афелий е в облака на Оорт (възможно е и двете).
В началото на ноември 2001 г. моите колеги и аз започнахме системно да сканираме небето за далечни, бавно движещи се обекти на 48-инчовия телескоп Schmidt на обсерваторията Palomar, използвайки новата широкоъгълна CCD камера QUEST. Това проучване ще продължи приблизително 5 години и трябва да покрие по-голямата част от небето, достъпно за телескопите на обсерваторията Паломар. След като бъде завършено, това ще бъде най-голямото изследване на небето, насочено към търсене на далечни движещи се обекти, след подобно проучване от откривателя на Плутон Клайд Томбо (1961 г.). Основната цел на нашето проучване: търсенето на онези редки големи обекти от пояса на Кайпер, които бяха пропуснати в местни, но по-чувствителни проучвания, които ни донесоха по-голямата част от слабите обекти от пояса на Кайпер, открити през последните дванадесет години.
Ориз. 3.Купол на 48-инчовия телескоп Schmidt (връх Паломар, 1700 м надморска височина). Зрителното поле на този уникален инструмент е 36 квадратни градуса, което му позволява да извършва голямо разнообразие от проучвания на небето с висока ефективност.
Ориз. 4.Новата 172-мегапикселова камера QUEST, монтирана във фокусната точка на 48-инчовия Schmidt на Palomar, е наистина машина за големи открития. Под две правоъгълни завеси се крие цяло поле от CCD матрици (122 броя), с обща площ 25 х 20 см. Именно върху тях Quaoar, Sedna и planet 2004 DW хвърлят своята слаба светлина, разкривайки тяхното съществуване. . Но дори такъв гигантски светлинен детектор като камерата QUEST не покрива цялото чисто (невинетирано) зрително поле на телескопа с диаметър 5,4°. Камерата на Schmidt е страхотно нещо!
Именно като част от този преглед на 14 ноември 2003 г. за първи път видяхме Седна, която в три последователни изображения, направени през интервал от час и половина, се премести само с 4,6 дъгови секунди. За такъв кратък интервал от време изместването на транснептунов обект, разположен почти в опозиция на Слънцето, се определя почти изцяло от паралакса, причинен от движението на Земята по нейната орбита. В този случай можем приблизително да оценим разстоянието до обекта, като използваме формулата R = 150/делта, където R е хелиоцентричното разстояние до обекта в астрономически единици, а делта е неговата ъглова скорост в дъгови секунди на час. От това веднага следва, че обектът, който открихме, е на разстояние приблизително 100 AU от Слънцето! Това е значително по-далеч от външната граница на планетарната зона (50 AU), както и от който и да е от обектите в Слънчевата система, които са ни известни. Временно е определена като малка планета с номер 2003 VB12.
Ориз. 5.Анимация на три изображения, направени на 14 ноември 2003 г. в 6:32, 8:03 и 9:38 UTC, в които Седна е забелязана за първи път.
Последващите наблюдения на обекта с 0,36-метровия телескоп Tenagra IV (Аризона), 1,3-метровия телескоп SMARTS в обсерваторията Cerro Tololo и 10-метровия телескоп Keck, извършени между 20 ноември 2003 г. и 31 декември 2003 г., позволиха да изчислим предварителната орбита на новата планета. За да направим това, ние използвахме метода на Bernstein и Kushalani (2000; по-нататък BK2000), който е разработен специално за отдалечени обекти в Слънчевата система, както и метода на най-малките квадрати, който е свободен от каквито и да е априорни предположения по отношение на изчислените орбита. И двата метода независимо създадоха далечна ексцентрична орбита с обект, който сега се доближава до перихелий. Въпреки това, получените големи полуоси и ексцентритети варират значително и тази разлика се дължи на естествените ограничения на методите за определяне на орбитите на изключително бавно движещи се обекти с малки наблюдавани измествания в небето. За такива небесни тела е необходим поне многогодишен интервал на наблюдение, за да се получи повече или по-малко точна орбита, която ние нямахме.
Ориз. 6.Тук се намира уникалната автоматизирана частна любителска обсерватория "Тенагра", разположена в Аризона на надморска височина от 1312 м. Построен е, или по-точно сбъднал детската му мечта, от професионалния археолог Майкъл Шварц. Днес много професионални астрономи използват услугите на тази обсерватория! (Това наистина е аматьорска помощ за професионалисти.)
Въпреки факта, че в текста на статията на автора се споменава най-малкият 36-сантиметров телескоп на обсерваторията Тенагра IV (далечният бял купол на снимката), това най-вероятно е печатна грешка: Седна с величина 21 m е отвъд мощност на такъв инструмент. Уебсайтът на обсерваторията Тенагра казва, че Седна е заснета от най-големия 0,81-метров телескоп на тази обсерватория, който е скрит под един от двата близки купола.
Ориз. 7. 0,81-метровият телескоп Tenagra II от системата Ritchie-Chrétien, специално проектиран за напълно автоматизирано управление. Осигурява изключително точно позициониране и насочване на избрани обекти. 5-минутна експозиция без филтри позволява на телескопа лесно да достигне звезди с величина 22 m. Имайте предвид, че Майкъл Шварц успя да скрие този сериозен телескоп в наистина малък купол.
Изображения на Седна в стари снимки
За щастие откритата планета се оказа достатъчно ярка, за да се опитаме да я намерим в архивни изображения от последните години. В същото време, всеки път, когато го намерихме на някоя стара снимка, успяхме да преизчислим орбитата по-точно и точно да го търсим в снимки от още по-далечни епохи.
Като начало се оказа, че на 30 август и 29 септември 2003 г. новата планета е трябвало да попадне в зрителното поле на същата камера Palomar QUEST по време на проучване на небето, извършено от друг екип астрономи. Неговата позиция в тези дни беше предвидена от нашите първоначални орбити в рамките на много малка елипса на грешка от 1,2 x 0,8 дъгови секунди (и двата метода, разминаващи се в точните орбитални параметри, въпреки това дадоха почти идентични позиции за този период). Всъщност съдържаше небесно тяло със съответния блясък и то единственото. Орбитата, сега прецизирана за четиримесечен интервал, ни позволи да предскажем позицията на Седна още по-рано и по този начин бяха намерени още четири изображения на новата планета до септември 2001 г.
Опит за изчисляване на орбитата за 2000 г. и дори по-рано доведе до няколко вероятни изображения на Седна в съответните изображения, но със значително по-ниско качество на данните. Поради тази причина решихме да не ги разглеждаме.
Изчисляване на точната орбита
Най-вероятната орбита в метода BK2000 за целия набор от данни в интервала 2001-2003 дава следните орбитални параметри:
Текущото разстояние от Слънцето до Седна е 90,32±0,02 AU.
- голяма полуос a = 480±40 au.
- наклон на орбитата спрямо еклиптиката i = 11,927°
В тази орбита Седна ще достигне перихелий на 22 септември 2075 г. (±260 дни), като се намира на минимално разстояние от Слънцето от 76 AU. Методът на най-малките квадрати дава като цяло подобна орбита с параметри в рамките на грешките на метода BK2000.
Ориз. 8.Орбита на Седна. В центъра на координатите е Слънчевата система, заобиколена от рояк планети и известни обекти от пояса на Кайпер.
Текущото хелиоцентрично разстояние до Седна е 90 AU. пасва добре на простата оценка, която направихме още на премиерата. Така сега Седна се оказва най-отдалеченото тяло в Слънчевата система, известно ни. В същото време знаем добре, че много комети и обекти от пояса на Кайпер, движейки се по своите силно ексцентрични орбити, рано или късно ще се озоват още по-далеч от Слънцето и в това няма нищо необичайно. По този начин самото разположение на Седна на такова голямо разстояние изобщо не е нещо предизвикателно за представите ни за Слънчевата система.
Не става въпрос за него, а за аномално голямото перихелийно разстояние! В края на краищата най-отдалеченият перихелий от откритите по-рано транснептунови обекти е 46,6 AU. Притежаван е от малката планета 1999 CL119. Перихелият на Седна не се вписва в никакви рамки. За да тестваме неговата надеждност, ние се втурнахме да преизчислим орбитата на Седна, произволно добавяйки 0,8 секунди шум към нейните астрометрични координати (това са две средни квадратични грешки!). След като извършихме тази процедура 200 пъти, бяхме убедени, че полученият перихелий не попада извън обхвата от 73-80 AU.
Произход на Седна
Орбитата на новата планета се оказа различна от всички известни досега. Тя приличаше на орбитите на разпръснати обекти от пояса на Кайпер, с единствената разлика, че нейният перихелий беше много по-далеч - толкова далеч, че образуването на такава орбита не може да се обясни с разсейване върху известните планети от Слънчевата система. Единственият механизъм, който би могъл да постави Седна в такава орбита, би изисквал или смущение от все още неоткрита далечна планета, или сили, действащи върху Седна извън Слънчевата система.
1. Разпръскване на неоткрита планета
Разпръснатите обекти от пояса на Кайпер се озоваха в своите силно ексцентрични орбити поради гравитационното влияние на гигантските планети на Слънчевата система. В резултат на разсейването те получават различни порции енергия и по този начин различни големи полуоси, но - и това е важно - те почти не променят перихелийното си разстояние. Смята се, че обектите, разпръснати от Нептун, могат да достигнат перихелийно разстояние не повече от 36 AU. Въпреки че по-сложните взаимодействия, като се вземе предвид възможната миграция на Нептун в миналото, понякога правят възможно „повдигането“ на перихелия на разпръснато тяло до 50 AU. По този начин, преди откриването на Седна, имахме необходимия механизъм, за да обясним всяка орбита на известни тела от пояса на Кайпер, включително обекти като 1999 CL119.
Седна с перихелий около 76 AU. очевидно нарушаваше хармонията на цялостната картина, защото не можеше да бъде разпръсната от никоя от известните планети гиганти. Първата мисъл, която идва на ум, за да възстановим счупената картина, е мисълта за съществуването на планета, която все още не е открита от астрономите на разстояние от около 70 AU, която разпръсква далечни обекти по същия начин, както Нептун в пояса на Кайпер. Текущото състояние на нашето проучване е, че сме покрили най-малко 80% от небето в 5º широка ивица около еклиптиката - регионът, в който е най-вероятно да се намери такава планета - и не сме открили никаква планета там (Brown and Trujillo 2004) . Въз основа на това сме склонни да мислим, че такава планета най-вероятно не съществува там, въпреки че все още не можем да изключим самата възможност.
Ако наистина съществува - или е съществувал някога в миналото - неговите знаци неизбежно ще се появят в орбиталните параметри на тези нови малки планети, които ще бъдат открити в бъдеще в този далечен регион. А именно: те трябва да имат умерени орбитални наклони и перихелийни разстояния, близки до 76 AU. (като Седна).
Ориз. 9.Външните граници на Слънчевата система. Тази сложна диаграма показва бръснати форми на транснептунови обекти, известни до 2000 г. В червено са орбитите на плутино, в синьо са орбитите на класическите обекти от пояса на Кайпер, в черно са орбитите на разпръснатите обекти от пояса на Кайпер. Внимателното изследване на последните показва, че техните перихелии винаги са близо до орбитата на Нептун. Причината е ясна: разпръснато тяло, движещо се по затворена елиптична орбита, винаги ще се връща в зоната, от която е било разпръснато.
Орбитата на Седна, която не се подчинява на това правило, предполага, че някъде отвъд Нептун се върти друга планета - Планетата X, която "разпръсна" Седна в силно ексцентрична орбита с висок перихелий.
2. Близко преминаване на звезда
Необичайната орбита на Седна има много прилики с предполагаемите орбити на облачните комети на Оорт. Смята се, че последните са се образували в обикновената слънчева система в зората на нейното съществуване. По време на близки срещи с гигантски планети в планетарната зона те бяха разпръснати в силно ексцентрични орбити. Ако такава орбита отведе кометата на достатъчно голямо разстояние от Слънцето, произволни гравитационни смущения от близки звезди и галактически приливни сили могат да я променят по такъв начин, че перихелият на кометата да се „издигне“ далеч отвъд планетарната зона и по този начин да загуби всяка връзка със самата система на планетата.
Изчисленията, вземащи предвид очакваната честота на звездни срещи в близост до Слънцето и величината на галактическите приливни сили, показват, че кометата трябва да има полу-голяма ос от поне ~10 4 AU, преди тези външни сили да започнат да играят забележимо роля (този резултат е получен от Оорт през 1950 г.). Когато кометата премине на толкова големи разстояния, нейната орбита е значително термализирана: тя получава произволен наклон (разпределение на орбиталните наклони iстава изотропен) и средният ексцентрицитет е около 2/3. Продължаващите смущения могат да върнат перихелия обратно в планетарната зона и тогава обектът отново става видим - като комета с все още огромна голяма полуос от порядъка на 10 4 AU.
Очевидната несъвместимост между стандартната картина на формирането на облака на Оорт и орбитата на новооткритата планета се крие в нейната „джудже“ голяма полуос, която очевидно не е достатъчна, за да могат външните сили ефективно да повлияят на орбитата на Седна и да се изместят неговия перихелий.
Да приемем, че Седна някога е била разпръсната в силно издължена орбита от една от гигантските планети, например Нептун. Изчисленията показват, че тяло с голяма полуос 480 а.е. а перихелият в рамките на планетарната зона може, под въздействието на външни сили, да промени своето перихелийно разстояние през целия живот само с 0,3%. По-силно изместване на перихелия за тяло, толкова плътно свързано със Слънцето (в сравнение с облачните комети на Оорт), е възможно само в резултат на много по-близка звездна среща, отколкото може да се очаква в сегашния галактически квартал на Слънчевата система.
Само малка част от геометрично възможните конфигурации на звездни срещи са в състояние да променят орбитата на разпръснатите обекти от пояса на Кайпер, така че да напомнят повече на орбитите на тела от облака на Оорт. Един пример е преминаването на звезда със слънчева маса със скорост 30 km/s перпендикулярно на равнината на еклиптиката на разстояние само 500 AU. от нашето светило. Подобно рандеву може да трансформира орбита с перихелийно разстояние от ~30 AU. и голяма полуос 480 AU. в орбита с перихелийно разстояние от 76 AU, запазвайки голямата полуос непроменена (с други думи, прехвърлете дифузния обект от пояса на Кайпер в орбитата на Седна).
Необходимостта от специална геометрия на сближаване не е изненадваща, но нека приемем, че е било точно така.
Много по-трудно е да се обясни фактът, че в настоящата звездна среда на Слънчевата система може да се очаква само едно такова близко преминаване на друга звезда през цялото съществуване на нашата планетна система.
Ако размерът на популацията на разпръснатите обекти от пояса на Кайпер в силно ексцентрични орбити (с големи полуоси като Седна) винаги беше висок, уникалността на такова сближаване не би повдигнала никакви въпроси - то можеше да се случи по всяко време през последните 4,5 милиарда години и си свърши работата. В действителност обаче броят на такива силно удължени разпръснати орбити (чиито перихелии могат да бъдат „повдигнати“ до нивото на Седна и да се получи чисто Седна орбита) би трябвало да е голям само в ранната ера от историята на Слънцето Система - когато беше активно изчистена от ледените планетезимали и активно засели облака на Оорт. В светлината на това вероятността за супер близка среща между Слънцето и друга звезда в този много кратък момент от съществуването на Слънчевата система изглежда много ниска.
Но ако такова сближаване наистина се е случило, признаците му безпогрешно ще се появят и в орбиталните параметри на всички обекти, които впоследствие ще бъдат открити в тази област. А именно, ако всички тела във вътрешната част на облака на Оорт имат орбитални параметри, съвместими с геометрията на уникално събитие на близко прелитане, ще бъде очевидно, че имаме работа с признаци на това събитие, отпечатани в тях.
3. Образуване на Слънчевата система в звезден куп
Близките звездни срещи биха могли да се случват много по-често в ранната ера на Слънчевата система, ако Слънцето се е родило в звезден куп. Освен това при тези условия относителните скорости на звездите по време на приближаване трябваше да бъдат значително по-ниски, което би довело до много по-мощни динамични ефекти. Числени симулации, извършени от Г. Фернандес и А. Брунини през 2000 г., показаха, че множество, бавни, умерено близки подходи могат много добре да поставят разпръснати обекти от пояса на Кайпер в орбити, подобни на Седна.
Този процес е идентичен с предложения процес на образуване на по-отдалечения облак на Оорт, с единствената разлика, че в по-близка звездна среда кометите (или планетезималите) не е необходимо да имат толкова огромни орбитални полу-големи оси, за да могат външни влияния да започне да работи. Изчисленията на Фернандес и Брунини прогнозират, че формирането на Слънчевата система в близка звездна среда трябва да запълни вътрешната част на облака на Оорт с цяла популация от обекти с големи полуоси ~10 2 - ~10 3 AU, перихелия в широк диапазон от ~50 - ~10 3 AU, т.е. големи ексцентритети (средно 0,8) и широко разпределение на наклоните (FWHM ~90°).
Смятаме този сценарий за най-правдоподобния за обяснение на орбитата на новооткритата планета. Раждането на Слънчевата система в звезден куп е напълно логично предположение, косвено доказателство за което са открити в другите й характеристики (Goswami & Vanhala, 2000). Ако този сценарий се окаже верен, орбитите на обекти, открити впоследствие в този регион, безпогрешно ще отразяват ранната ера от живота на слънчевата система в клъстера. Те ще имат широк диапазон от наклони и перихелийни разстояния, но няма да се впишат в геометрията на една единствена уникална звездна среща. Нещо повече, числените изчисления на Фернандес и Брунини показват, че точното разпределение на орбитите във вътрешната област на облака на Оорт ще отразява размера на родителския звезден куп!
Ориз. 10.Трудно е да се повярва, че отвъд външния ръб на пояса на Кайпер има светове, които никога не се доближават до Слънчевата система, от която се вижда ясно. Откриването на Седна обаче показва, че това е така. Освен това може да се окаже, че там има много от тях и сред тях има много големи екземпляри.
Резултати
Всеки от трите описани сценария за появата на Седна в Слънчевата система налага свои собствени уникални изисквания към динамичните характеристики на далечната популация на транснептунови обекти отвъд пояса на Кайпер. Въпреки че е открит само един такъв обект, параметрите на неговата орбита не ни позволяват да предпочетем нито една от хипотезите. Но веднага щом последват нови открития, несигурността може да се разтвори пред очите ни.
Можете дори грубо да прецените колко скоро ще се случи това. Преди откриването на Седна, като част от нашето проучване, се натъкнахме на 40 нови обекта от пояса на Кайпер. Ако приемем, че разпределението на размера на далечната популация от подобни на седна обекти е същото като в пояса на Кайпер, би могло да се очаква други проучвания на небето да покажат същото съотношение в съотношението на откритите обекти - 1:40 - ако са, на Разбира се, като чувствителни към бавно движещи се обекти. Броят на откритите транснептуни към 15 март 2004 г. е 831. Оказва се, че до този момент астрономите вече трябва да имат около 20 тела, подобни на Седна, в своите каталози!
Въпреки грубостта на тази оценка, недостигът е крещящ. Следователно или повечето изследвания на небето, насочени към търсене на малки планети отвъд Нептун, са нечувствителни към бавно движещи се тела (1,5 дъгови секунди на час за Седна), или има ясно пренаселване на вътрешната част на облака на Оорт с относително ярки тела (а регион, привлекателен за големи планети?) . Във всеки случай ни се струва, че съвсем скоро ще бъдат открити нови съоръжения в района на Седна.
Докато това се случи, можем да кажем, че на пръв поглед третият сценарий (раждането на Слънчевата система в плътен звезден куп) изглежда най-правдоподобен. При този сценарий облакът на Оорт ще бъде запълнен от най-отдалечените предполагаеми покрайнини (около 105 AU) чак до непосредствената близост до пояса на Кайпер (т.е. Седна). Освен това, при този сценарий, масата на облака на Оорт би трябвало да е многократно по-голяма, отколкото се смяташе досега, и очакваната популация от големи обекти като Седна би била значителна. Нашият поглед може да види Седна на не повече от 1% от нейната орбита - близо до перихелия. Това означава, че за всяка открита Sedna има още около 100 подобни, които сега са далеч и недостъпни за камерата на QUEST. Освен това почти изотропното разпределение на наклоните на орбитите на планети, подобни на Седна, води до факта, че за всяка открита Седна трябва да има още около 5 еднакво ярки, които в момента се намират високо над еклиптиката и просто все още не са попаднали в 5-градусовата лента, която успяхме да заснемем. Взети заедно, това означава, че откриването само на една Седна предсказва съществуването на цяла популация от подобни тела, наброяваща около 500 обекта. Ако разпределението на размера на обектите от вътрешната част на облака на Оорт е все още подобно на пояса на Кайпер, общата маса на тази популация ще бъде около 5 земни. Невидимата популация от тела с още по-голям перихелий от Седна най-вероятно би трябвало да е още по-голяма.
Очевидно последващите открития на транснептунови тела с орбити, лежащи изцяло извън пояса на Кайпер, ще позволят не само да се избере един от описаните сценарии, но и да се хвърли светлина върху ранната история на формирането на Слънчевата система като цяло.
съкратен превод:
А. И. Дяченко, колумнист на списание "Звездочет"
> Седна
Седна– планета джудже от Слънчевата система и транснептунов обект: описание със снимка, откритие, име, орбита, състав, връзка с облака на Оорт, изследване.
Откриването на далечни планети джуджета доведе до факта, че загубихме Плутон като планета. Но учените не се обезсърчават, защото това предоставя ново поле за изследване. През 2003 г. те забелязаха Седна, считан за най-отдалечения обект, живеещ в облака на Оорт.
Откриване и име на планетата джудже Седна
Тази находка също принадлежи на екипа на Майкъл Браун, който забеляза планетата джудже Седна през 2003 г. Първоначално наречен 2003 VB12. Всичко започна през далечната 2001 г., когато проучване в обсерваторията Паломар показа, че на разстояние 100 а.е. Обектът се намира далеч от Слънцето. Наблюденията с телескопа Keck през 2003 г. демонстрираха движение по отдалечена и ексцентрична орбитална траектория.
По-късно се оказа, че небесното тяло е включено и в проучването на други изследователи. Седна получи името си в чест на инуитското божество на моретата. Седна някога е била смъртна, но се е удавила в Северния ледовит океан, където е започнала да живее с морски създания.
Екипът обяви официалното име преди документацията, което наруши протоколната процедура. Но MAS не възрази.
Класификация планета джудже Седна
Статутът на Седна все още се обсъжда. Откриването му предизвика спорове относно определението на планетата. Според IAU планетата е длъжна да изчисти територията си от ненужни предмети, което Седна не направи. Но за да бъде планета джудже, тя също трябва да бъде в хидростатичен баланс (да стане сфероид или елипсоид). С албедо от 0,32 и диаметър от 915-1800 km, той има достатъчно маса и яркост, за да образува сфероид. Следователно Седна се смята за планета джудже.
Размер, маса и орбитапланета джудже Седна
Физически характеристики на планетата джудже Седна |
|||||
| Отваряне | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Откривател | М. Браун, К. Трухильо, Д. Рабинович |
||||
| дата на отваряне | 14 ноември 2003 г | ||||
| Орбитални характеристики | |||||
| Перихелий | 76.315235 а. д. | ||||
| Афелий | 1006.543776 а. д. | ||||
| Основен вал ( а ) | 541.429506 а. д. | ||||
| Орбитален ексцентрицитет ( д ) | 0,8590486 | ||||
| Сидеричен период | приблизително 4404480 d(12059.06 a) | ||||
| Орбитална скорост ( v ) | 1,04 км/сек | ||||
| Средна аномалия ( М о ) | 358.190921° | ||||
| Наклон ( i ) | 11.927945° | ||||
| Географска дължина на възходящ възел (Ω) | 144.377238° | ||||
| Аргумент на периапсис (ω) | 310.920993° | ||||
| физически характеристики | |||||
| Размери | 995±80 км | ||||
| Тегло ( м ) | 8,3 10 20 -7,0 10 21 кг (0,05-0,42 от масата на Ерида) |
||||
| Средна плътност (ρ) | 2.0? g/cm³ | ||||
| Ускорение на свободното падане на екватора ( ж ) | 0,33-0,50 m/s² | ||||
| Втора евакуационна скорост ( v 2) | 0,62-0,95 км/сек | ||||
| Период на ротация ( T ) | 0,42 d (10 h) | ||||
| Албедо | 0,32±0,06 | ||||
| Спектрален клас | (червено) B−V = 1,24; V−R = 0,78 | ||||
| Видима величина | 21,1 20.4 (в перихелий) |
||||
| Абсолютна величина | 1,56 | ||||
През 2004 г. горната граница на диаметъра е 1800 км, а през 2007 г. – 1600 км. Проучване с телескопа Хершел през 2012 г. определя границите на 915-1075 км. Седна няма намерени сателити, така че масата й не може да бъде изчислена. Но се нарежда на 5-то място сред TNO и планетите джуджета. Той обикаля звездата по силно елиптична орбитална траектория и се отдалечава до 76 AU. и 936 a.u.
Смята се, че едно орбитално преминаване отнема 10 000-12 000 години.
Съединение планета джудже Седна
По време на откриването си Седна изглеждаше ярък обект. Цветът на планетата джудже е почти червен като Марс, което може да се дължи на наличието на толини или въглеводороди. Повърхността е еднородна по цвят и спектър.
Кората не е осеяна с кратерни образувания, така че няма много ярки ледени следи. Температурата пада до -240,2°C. Моделите показват горна граница от 60% за метанов лед и 70% за воден лед. Но моделът на M. Barucci показва състава: титони (24%), аморфен въглерод (7%), азот (10%), метанол (26%) и метан (33%).
Азотът подсказва, че джуджето може да е имало атмосфера в миналото. При приближаване до Слънцето температурата се повишава до -237,6°C, което е достатъчно за сублимация на азотен лед. Това също може да доведе до наличието на океан.
Произход планета джудже Седна
Екипът смята, че небесното тяло принадлежи на облака на Оорт, където се намират комети. Това се основаваше на отдалечеността на Седна. Записано е като вътрешното тяло на облака на Оорт. В този сценарий Слънцето се формира в отворен клъстер с други звезди. С течение на времето те се разделиха и Седна се премести в съвременна орбита. Компютърните симулации подкрепят тази идея.
Ако Седна се появи в сегашната си позиция, това би намекнало за по-нататъшно разширяване на протопланетарния диск. Тогава орбитата му ще бъде по-кръгова. Следователно би трябвало да бъде изтеглен от мощна гравитация от друг обект.
Или орбитата може да се е образувала от контакт с голям двоичен съсед, отдалечен на 1000 AU. от слънцето. Немезис дори беше разглеждан сред опциите. Но няма преки доказателства.