I dag, 14. september 2013, er det nøyaktig 5 år siden den plutselige aktiveringen av Shiveluch-vulkanen, som førte til delvis ødeleggelse av grunnlaget. På denne dagen prøvde vi å velge ut de 10 største vulkanutbruddene, som ble registrert og vurdert etter en spesiell skala - Volcanic Explosiveness Index (VEI).
Denne skalaen ble utviklet på 80-tallet, den inkluderer mange faktorer, for eksempel volumet av utbruddet, hastighet og andre. Skalaen inkluderer 8 nivåer, som hver er 10 ganger større enn den forrige, det vil si at et nivå 3-utbrudd er 10 ganger sterkere enn et nivå 2-utbrudd.
Det siste nivå 8-utbruddet fant sted på jorden for mer enn 10 000 år siden, men det har fortsatt vært kraftige utbrudd gjennom menneskehetens historie. Vi tilbyr deg de TOP 10 største vulkanutbruddene de siste 4000 årene.
Huaynaputina, Peru, 1600, VEI 6
Denne vulkanen skapte det største utbruddet i Sør-Amerika i menneskehetens historie. Den øyeblikkelige utgivelsen skapte umiddelbart flere gjørmestrømmer som satte kursen mot Stillehavskysten. På grunn av asken som ble kastet i luften, var somrene i Sør-Amerika en av de kaldeste på et halvt årtusen. Utbruddet ødela nærliggende byer, som ble gjenoppbygd bare et århundre senere.
Krakatoa, Sunda-stredet, Indonesia, 1883, VEI 6
Hele sommeren varslet et kraftig brøl inne i fjellet utbruddet som skjedde 26.-27. april. Under utbruddet kastet vulkanen ut tonnevis av aske, stein og lava fjellet ble hørt tusenvis av kilometer unna. I tillegg skapte et skarpt sjokk en bølge på førti meter, selv på et annet kontinent, ble det registrert økninger i bølgene. Utbruddet tok livet av 34 000 mennesker.
Vulkanen Santa Maria, Guatemala 1902, VEI 6
Utbruddet av denne vulkanen var et av de største på 1900-tallet. Et kraftig sjokk fra en vulkan som hadde ligget i dvale i 500 år skapte et halvannen kilometer bredt krater. Vulkanen tok livet av hundrevis av mennesker.
Novarupta Volcano, Alaska Peninsula, juni 1912, VEI 6
Denne vulkanen er en del av Pacific Ring of Fire og hadde det største utbruddet på 1900-tallet. Den kraftige eksplosjonen sendte 12,5 kubikkkilometer med aske og magma opp i luften.
Vulkan Pinatubo, Luzon, Filippinene, 1991, VEI 6
Utbruddet frigjorde så mye aske at takene på husene i nærheten kollapset under vekten. I tillegg til aske slapp vulkanen ut andre stoffer i luften, noe som reduserte temperaturen på planeten med en halv grad i et år.
Ambrym Island, Republikken Vanuatu, 50 e.Kr., VEI 6+
Et av de største utbruddene i historien skjedde på denne lille øya. Til i dag er denne vulkanen fortsatt en av de mest aktive i verden. Utbruddet dannet kalderaer 12 km brede.
Vulkanen Ilopango, El Salvador, 450 e.Kr., VEI 6+
Selv om dette fjellet ligger bare noen få mil fra hovedstaden San Salvador, har det skapt et utrolig utbrudd tidligere. Den ødela alle Maya-bosetningene og dekket en tredjedel av landet med aske. Handelsruter ble ødelagt, og hele sivilisasjonen ble tvunget til å flytte til lavlandet. Nå inneholder krateret en av de største innsjøene i El Salvador.
Mount Thera, Hellas, ca 1610 f.Kr., VEI 7
Arkeologer mener at kraften til utbruddet av denne vulkanen kan sammenlignes med flere hundre atombomber. Hvis det var innbyggere her, flyktet de enten eller døde under en uimotståelig styrke. Vulkanen hevet ikke bare enorme tsunamier og senket temperaturen på planeten med enorme skyer av svovel, men endret også klimaet som helhet.
Changbai-vulkanen, grensen mellom Kina og Korea, 1000 e.Kr., VEI 7
Utbruddet var så kraftig at det var askeforekomster selv i Nord-Japan. I løpet av tusen år har enorme kratere blitt til innsjøer som er populære blant turister. Forskere antyder at fortsatt uutforskede skapninger lever i dypet av innsjøene.
Mount Tambora, Sumbawa-øyene, Indonesia, 1815, VEI 7
Utbruddet av Mount Tambora er det kraftigste i menneskehetens historie. Fjellet brølte så høyt at det ble hørt 1200 mil unna. Totalt døde rundt 71 000 mennesker, og askeskyer dekket mange hundre kilometer rundt.
Den tiende planeten i solsystemet oppdaget
International Astronomical Society har bekreftet oppdagelsen av den 10. planeten i solsystemet.
Talsmann for California Institute of Technology, Mike Brown, sa at den nye planeten er større enn Pluto, som har en diameter på rundt 2250 km, og er dobbelt så langt fra solen. Ifølge forskere er avstanden til den nå 97 ganger avstanden fra jorden til solen. Planeten kretser rundt solen på omtrent ti og et halvt tusen jordår. Og omløpsradiusen er 130 milliarder kilometer.
Objektet har ennå ikke fått et offisielt navn, men oppdagerne kaller det midlertidig 2003 UB313 eller Sednaya - til ære for havguden til eskimo-inuittstammen.
Den nye planeten ble oppdaget av Michael Brown fra Tsaltech, Chad Trujillo fra Gemini Observatory på Hawaii og David Rabinowitz fra Yale University.
I et intervju med BBC sa Rabinovich: "Dette er en fantastisk dag og et fantastisk år. 2003 UB313 er kanskje større enn Pluto. Det er mindre lyst enn Pluto, men er tre ganger lenger unna enn det. Hadde det bare vært på samme avstand som Pluto, da ville det vært lysere enn det. Nå vet verden at det er andre Plutoer som befinner seg i utkanten av solsystemet, hvor de er vanskelige å finne.»
Planeten ble oppdaget ved hjelp av Samuel Oschin-teleskopet ved Palomar-observatoriet, samt Gemini North-teleskopet på Hawaii.
"Spektralprøvene som ble oppnådd ved Gemini Observatory er spesielt interessante fordi de indikerer at overflaten på denne planeten er veldig lik overflaten til Pluto," sa Chad Trujillo. Den består hovedsakelig av steiner og is.
Banen til UB313 fra 2003 er ikke lik banene til andre planeter, muligens på grunn av påvirkningen fra Neptun. Astronomer tror at på et tidspunkt i planetens historie, kastet Neptuns gravitasjonspåvirkning den inn i en bane rotert 44 grader til ekliptikkplanet.
Den nye kosmiske kroppen ble først lagt merke til 21. oktober 2003, men da mistenkte ikke forskerne at den beveget seg. Femten måneder senere, i januar 2005, klarte ikke teleskoper å oppdage det på samme punkt på himmelen. Forskere sier at de prøvde å lokalisere planeten ved hjelp av Spitzer Space Telescope, som oppdager infrarødt lys, men klarte ikke å finne det. Av dette ble det konkludert at objektet var i bevegelse.
Den øvre grensen for observasjonsfeil under disse forholdene er 3 tusen km, noe som betyr at planetens diameter ikke kan være større enn dette tallet, sier forskere. Og selv den laveste grensen for observasjonsfeil gjør den nye planeten til et større himmellegeme enn Pluto.
Imidlertid, hvis diameteren til den kosmiske kroppen viser seg å være bare omtrent 2 tusen km, vil det oppdagede objektet falle fra kategorien planeter under definisjonen av "planetoid".
Imidlertid har himmellegemet antagelig sin egen satellitt. Dette forklarer den ekstremt lange rotasjonsperioden for funnet rundt sin akse - fra 20 til 50 dager.
Som Brown forklarte, vil 2003 UB313 være synlig i teleskoper i løpet av de neste seks månedene i stjernebildet Cetus. Han innrømmet også at forskerne håpet å først dobbeltsjekke alle dataene og deretter bare gjøre oppdagelsen offentlig, men det var en lekkasje av informasjon. Tidligere kalte spanjolene den oppdagede kosmiske kroppen 2003 EL61, og amerikanerne - K40506A.
Som BBCs vitenskapsspaltist David Whitehouse påpeker, siden oppdagelsen av Neptun i 1846, har denne planeten blitt det største himmellegemet oppdaget av astronomer i solsystemet.
Hvordan forholder dette seg til den nylige oppdagelsen av en annen planet?
Revolusjonsperioden her og der er 10 000 år
Øverst til høyre: Det 48-tommers teleskopet til Schmidt-systemet til Palomar-observatoriet, som i løpet av tre år suksessivt ble oppdaget følgende: Quaoar (Juni 2002, klassisk Kuiper-belteobjekt med en diameter på ca. 1250 km), Sedna (November 2003, "noe" med en diameter på ikke mer, men ikke mye mindre enn 1700 km) og Planet 2004 DW (februar 2004, resonans fra plutinofamilien med en mulig diameter i området 840-1800 km).
Vi oppdaget den mindre planeten 2003 VB12 (populært navn Sedna) - det fjerneste objektet i solsystemet som er funnet til dags dato. Gamle fotografier fra 2001, 2002, 2003, der den ble funnet, tillot oss å avklare banen til Sedna. Den viste seg å være veldig langstrakt, og samtidig fullstendig liggende utenfor Kuiper-beltet: dens semi-hovedakse er 480 ± 40 AU. og perihelavstand 76±4 AU.
En slik bane er uventet fra vår nåværende forståelse av solsystemet. Det kan enten være (1) resultatet av spredning på en ennå uoppdaget fjern transplutonisk planet, eller (2) resultatet av forstyrrelse fra en forbipasserende stjerne som passerte ekstremt nær, eller til slutt (3) resultatet av dannelsen av solsystemet i en tett stjernehop.
I alle disse scenariene vil det sannsynligvis være en annen betydelig populasjon av trans-neptunske objekter utover de vi kjenner til i Kuiperbeltet (klassiske Kuiperbelteobjekter, resonanser og diffuse Kuiperbelteobjekter). Dessuten, i de to mest sannsynlige scenariene, får Sedna den beste forklaringen som et objekt i den indre delen av Oort-skyen.
Ris. 1. Den eskimoiske havgudinnen Sedna, til hvis ære den fjerne transplutoniske planeten 2003 VB12 fikk navnet sitt (fremdeles uoffisiell). I følge eskimo-myter lever Sedna i det mørke dypet av det kalde ishavet. Astronomer har funnet ut at en god himmelsk analog for disse områdene er den fjerne utkanten av solsystemet utenfor Kuiperbeltet.
Ris. 2. Oppdageren av planeten, Michael Brown, ba den eskimoiske havgudinnen, Sedna, om en liten delikatesse til ære for oppdagelsen hans. Tilsynelatende forlot hun ham ikke uten belønning.
Introduksjon
Planetsonen i solsystemet (den såkalte sonen med nesten sirkulære baner med lav helning til ekliptikken) ender tilsynelatende i en avstand på rundt 50 AU. fra Sola. Denne figuren markerer bare ytterkanten av det klassiske Kuiper-beltet. Som kjent krysser mange kropper fra planetsonen med svært eksentriske baner - kometer og spredte Kuiperbelteobjekter - denne grensen, men deres perihelia forblir alltid innenfor planetsonen.
Langt utenfor dens grenser ligger kometens rike. Astronomer tror at mange av disse isete kroppene bor i den hypotetiske Oort-skyen, hvor avstanden kan være omtrent 10 tusen AU. Brorparten av kometene i denne hypotetiske skyen forblir sannsynligvis der på ubestemt tid, med bare forstyrrelser fra forbipasserende stjerner eller galaktiske tidevannseffekter som av og til forstyrrer banene til noen av dem, og får dem til å invadere det indre solsystemet. Her blir de oppdaget av astronomer under dekke av nye langtidskometer.
Dermed viser det seg at enhver for øyeblikket kjent eller forventet gjenstand for solsystemet må ha minst én av to egenskaper: enten ligger periheliumet innenfor planetsonen, eller apheliumet er i Oort-skyen (muligens begge).
Fra november 2001 begynte kollegene mine og jeg systematisk å skanne himmelen etter fjerne, sakte bevegelige objekter på Palomar Observatorys 48-tommers Schmidt-teleskop ved å bruke det nye QUEST vidvinkel CCD-kameraet. Denne undersøkelsen vil vare i omtrent 5 år og bør dekke det meste av himmelen som er tilgjengelig for Palomar Observatory-teleskoper. Når det er fullført, vil det være den største himmelundersøkelsen rettet mot å lete etter objekter i bevegelse siden en lignende undersøkelse av Pluto-oppdageren Clyde Tombaugh (1961). Hovedmålet med undersøkelsen vår: letingen etter de sjeldne, store Kuiperbelteobjektene som ble savnet i lokale, men mer sensitive undersøkelser, som brakte oss hoveddelen av svake Kuiperbelteobjekter som ble oppdaget i løpet av de siste tolv årene.
Ris. 3. Kuppelen til 48-tommers Schmidt-teleskopet (Palomar-fjellet, 1700 m over havet). Dette unike instrumentets synsfelt er 36 kvadratgrader, slik at det kan utføre et bredt utvalg av himmelundersøkelser med høy effektivitet.
Ris. 4. Det nye QUEST-kameraet på 172 megapiksler, montert i fokuspunktet til Palomars 48-tommers Schmidt, er virkelig en maskin med stor oppdagelse. Under to rektangulære gardiner er det skjult et helt felt med CCD-matriser (122 stykker), med et totalt areal på 25 x 20 cm. Det var på dem Quaoar, Sedna og planet 2004 DW kastet sitt svake lys, og avslører deres eksistens. . Men selv en så gigantisk lysdetektor som QUEST-kameraet dekker ikke hele det klare (ikke-vignetterte) synsfeltet til teleskopet med en diameter på 5,4°. Schmidts kamera er en flott ting!
Det var som en del av denne anmeldelsen at vi den 14. november 2003 for første gang så Sedna, som, i tre påfølgende bilder tatt med et intervall på en og en halv time, beveget seg med bare 4,6 buesekunder. Over et så kort tidsintervall bestemmes forskyvningen av et trans-neptunsk objekt, som befinner seg nesten i opposisjon til solen, nesten utelukkende av parallaksen forårsaket av jordens bevegelse i sin bane. I dette tilfellet kan vi omtrent estimere avstanden til objektet ved å bruke formelen R = 150/delta, der R er den heliosentriske avstanden til objektet i astronomiske enheter, og delta er dets vinkelhastighet i buesekunder per time. Det følger umiddelbart at objektet vi fant er omtrent 100 AU unna Solen! Dette er betydelig lenger enn den ytre grensen til planetsonen (50 AU), samt noen av objektene i solsystemet vi kjenner til. Den ble midlertidig utpekt som en mindre planet med nummeret 2003 VB12.
Ris. 5. Animasjon av tre bilder tatt 14. november 2003 kl. 6:32, 8:03 og 9:38 UTC der Sedna først ble oppdaget.
Etterfølgende observasjoner av objektet med 0,36-meters Tenagra IV-teleskopet (Arizona), 1,3-meters SMARTS-teleskopet ved Cerro Tololo-observatoriet og 10-meters Keck-teleskopet, utført mellom 20. november 2003 og 31. desember 2003, tillot oss for å beregne den foreløpige banen til den nye planeten. For å gjøre dette brukte vi metoden til Bernstein og Kushalani (2000; heretter BK2000), som ble utviklet spesifikt for fjerne objekter i solsystemet, samt minste kvadraters metode, som er fri for alle a priori antakelser om de beregnede bane. Begge metodene produserte uavhengig av hverandre en fjern eksentrisk bane med objektet som nå nærmet seg perihelium. Imidlertid varierte de resulterende semimajor-aksene og eksentrisitetene sterkt, og denne forskjellen er forårsaket av de naturlige begrensningene til metodene for å bestemme banene til ekstremt sakte bevegelige objekter med små observerte forskyvninger på himmelen. For slike himmellegemer kreves det minst et flerårig observasjonsintervall for å få en mer eller mindre nøyaktig bane, noe vi ikke hadde.
Ris. 6. Her er et unikt automatisert privat amatørobservatorium "Tenagra", som ligger i Arizona i en høyde av 1312 moh. Den ble bygget, eller mer presist, gjorde barndomsdrømmen hans til virkelighet, av den profesjonelle arkeologen Michael Schwartz. Mange profesjonelle astronomer bruker tjenestene til dette observatoriet i dag! (Dette er virkelig amatørhjelp til profesjonelle.)
Til tross for at teksten i forfatterens artikkel nevner observatoriets minste 36 cm-teleskop, Tenagra IV (den fjerne hvite kuppelen på bildet), er dette mest sannsynlig en skrivefeil: Sedna med en styrke på 21 m er utenfor kraften til et slikt instrument. Nettstedet til Tenagra-observatoriet sier at Sedna ble fotografert av det største 0,81 m-teleskopet til dette observatoriet, som er skjult under en av de to nærliggende kuplene.
Ris. 7. Det 0,81 meter lange Tenagra II-teleskopet til Ritchie-Chrétien-systemet, spesialdesignet for helautomatisk kontroll. Gir eksepsjonelt nøyaktig posisjonering og veiledning av utvalgte objekter. En 5-minutters eksponering uten filtre lar teleskopet enkelt nå stjerner med en styrke på 22 m. Legg merke til at Michael Schwartz klarte å skjule dette seriøse teleskopet i en veldig liten kuppel.
Bilder av Sedna i gamle fotografier
Heldigvis viste den oppdagede planeten seg å være lys nok til å prøve å finne den i arkivbilder fra de siste årene. På samme tid, hver gang vi fant det i et gammelt fotografi, var vi i stand til å beregne banen på nytt mer nøyaktig og nøyaktig søke etter den i fotografier fra enda fjernere tidsepoker.
Til å begynne med viste det seg at den 30. august og 29. september 2003 skulle den nye planeten falle inn i synsfeltet til det samme Palomar QUEST-kameraet under en undersøkelsesskanning av himmelen utført av et annet team av astronomer. Posisjonen på disse dagene ble spådd fra våre innledende baner innenfor en veldig liten feilellipse på 1,2 x 0,8 buesekunder (begge metodene, divergerende i de eksakte orbitalparametrene, ga likevel nesten identiske posisjoner for denne perioden). Den inneholdt faktisk et himmellegeme med tilsvarende glans, og den eneste. Banen, som nå er raffinert over et intervall på fire måneder, tillot oss å forutsi posisjonen til Sedna enda tidligere, og dermed ble ytterligere fire bilder av den nye planeten funnet frem til september 2001.
Et forsøk på å beregne bane for år 2000 og enda tidligere resulterte i flere sannsynlige bilder av Sedna i de tilsvarende bildene, men med betydelig lavere datakvalitet. Av denne grunn bestemte vi oss for ikke å vurdere dem.
Beregning av nøyaktig bane
Den mest sannsynlige banen i BK2000-metoden for hele settet med data i intervallet 2001-2003 ga følgende orbitalparametere:
Gjeldende avstand fra solen til Sedna er 90,32±0,02 AU.
- semimajor akse a = 480±40 a.u.
- helning av banen til ekliptikken i = 11,927°
I denne banen vil Sedna nå perihelium 22. september 2075 (±260 dager), og være i en minimumsavstand fra solen på 76 AU. Metoden med minste kvadrater ga en generelt lignende bane med parametere innenfor feilene til BK2000-metoden.
Ris. 8. Bane til Sedna. I sentrum av koordinatene er solsystemet, omgitt av en sverm av planeter og kjente Kuiperbelte-objekter.
Den nåværende heliosentriske avstanden til Sedna er 90 AU. passer godt med den enkle vurderingen vi gjorde allerede på åpningskvelden. Dermed viser Sedna seg nå å være den fjerneste kroppen i solsystemet vi kjenner til. Samtidig vet vi godt at mange kometer og Kuiperbelteobjekter, som beveger seg langs sine svært eksentriske baner, før eller siden vil havne enda lenger fra Solen, og det er ikke noe uvanlig med dette. Dermed er selve beliggenheten til Sedna på så stor avstand ikke i det hele tatt noe utfordrende for våre ideer om solsystemet.
Det handler ikke om ham, men om den unormalt store perihelavstanden! Tross alt er det fjerneste periheliumet av tidligere oppdagede trans-neptunske objekter 46,6 AU. Den er besatt av den mindre planeten 1999 CL119. Periheliumet til Sedna passer ikke inn i noen ramme. For å teste påliteligheten skyndte vi oss å beregne Sednas bane på nytt, og tilfeldig la til 0,8 sekunder med støy til de astrometriske koordinatene (det er to gjennomsnittlige kvadratfeil!). Etter å ha utført denne prosedyren 200 ganger, var vi overbevist om at det resulterende periheliumet ikke falt utenfor området 73-80 AU.
Opprinnelsen til Sedna
Banen til den nye planeten viste seg å være ulik noen tidligere kjent. Den lignet banene til spredte Kuiperbelt-objekter, med den eneste forskjellen at periheliumet var mye lenger unna - så langt unna at dannelsen av en slik bane ikke kan forklares ved spredning på de kjente planetene i solsystemet. Den eneste mekanismen som kan plassere Sedna i en slik bane vil kreve enten forstyrrelse fra en ennå uoppdaget fjern planet eller krefter som virker på Sedna fra utenfor solsystemet.
1. Spredning på en uoppdaget planet
Spredte Kuiperbelte-objekter havnet i sine svært eksentriske baner på grunn av gravitasjonspåvirkningen fra solsystemets gigantiske planeter. Som et resultat av spredning mottar de forskjellige deler av energi og dermed forskjellige semi-hovedakser, men - og dette er viktig - de endrer nesten ikke perihelavstanden. Det antas at objekter spredt av Neptun kan oppnå en perihelavstand på ikke mer enn 36 AU. Selv om mer komplekse interaksjoner, tatt i betraktning den mulige migrasjonen av Neptun i fortiden, noen ganger gjør det mulig å "heve" periheliumet til en spredt kropp til 50 AU. Derfor, før oppdagelsen av Sedna, hadde vi den nødvendige mekanismen for å forklare hver eneste bane av kjente Kuiperbelte-kropper, inkludert objekter som 1999 CL119.
Sedna med perihelium rundt 76 AU. åpenbart krenket harmonien i helhetsbildet, fordi det ikke kunne bli spredt av noen av de kjente gigantiske planetene. Den første tanken som dukker opp for å gjenopprette det ødelagte bildet er tanken på eksistensen av en planet som ennå ikke er oppdaget av astronomer i en avstand på rundt 70 AU, som sprer fjerne objekter på samme måte som Neptun gjør i Kuiperbeltet. Den nåværende tilstanden i undersøkelsen vår er at vi har dekket minst 80 % av himmelen i et 5º bredt bånd rundt ekliptikken – regionen som er mest sannsynlig å finne en slik planet – og har ikke funnet noen planet der (Brown og Trujillo 2004) . Basert på dette er vi tilbøyelige til å tro at en slik planet mest sannsynlig ikke eksisterer der, selv om vi fortsatt ikke kan utelukke muligheten i seg selv.
Hvis den virkelig eksisterer - eller var der en gang i fortiden - vil dens tegn uunngåelig vises i baneparametrene til de nye små planetene som vil bli oppdaget i fremtiden i det fjerne området. Nemlig: de skal ha moderate banehellinger og perihelavstander nær 76 AU. (som Sedna).
Ris. 9. De ytre delene av solsystemet. Dette intrikate diagrammet viser de barberte formene til trans-neptunske gjenstander kjent i år 2000. I rødt er banene til plutino, i blått er banene til klassiske Kuiperbelte-objekter, i svart er banene til spredte Kuiperbelt-objekter. En nøye studie av sistnevnte viser at deres perihelia alltid er nær Neptuns bane. Årsaken er klar: et spredt legeme, som beveger seg langs en lukket elliptisk bane, vil alltid gå tilbake til sonen den ble spredt fra.
Sednas bane, som ikke følger denne regelen, antyder at et sted utenfor Neptun roterer en annen planet - Planet X, som "spredte" Sedna inn i en svært eksentrisk bane med høyt perihelium.
2. Tett passasje av en stjerne
Sednas uvanlige bane ligner mye på de mistenkte banene til Oort-skykometer. Det antas at sistnevnte ble dannet i det vanlige solsystemet ved begynnelsen av dets eksistens. Under nærmøter med gigantiske planeter innenfor planetsonen ble de spredt i svært eksentriske baner. Hvis en slik bane tar kometen i tilstrekkelig stor avstand fra Solen, kan tilfeldige gravitasjonsforstyrrelser fra nærliggende stjerner og galaktiske tidevannskrefter endre den på en slik måte at kometens perihelium «stiger» langt utenfor planetsonen og dermed mister all forbindelse. med planeten selv.
Beregninger som tar hensyn til den forventede frekvensen av stjernetreff i nærheten av Solen og størrelsen på galaktiske tidevannskrefter viser at kometen må ha en semi-hovedakse på minst ~10 4 AU før disse ytre kreftene begynner å spille en merkbar rolle (dette resultatet ble oppnådd av Oort i 1950). Når kometen går til så store avstander, blir dens bane betydelig termalisert: den mottar en vilkårlig helning (fordeling av banehellinger Jeg blir isotropisk) og gjennomsnittlig eksentrisitet er omtrent 2/3. Fortsatte forstyrrelser kan bringe periheliumet tilbake inn i planetsonen, og da blir objektet igjen synlig - som en komet med en fortsatt enorm semi-hovedakse i størrelsesorden 10 4 AU.
Den åpenbare inkompatibiliteten mellom standardbildet av dannelsen av Oort-skyen og banen til den nyoppdagede planeten ligger i dens "dverg" semi-hovedakse, som tydeligvis ikke er nok til at eksterne krefter effektivt kan påvirke banen til Sedna og skifte dens perihelium.
La oss anta at Sedna en gang ble spredt ut i en svært langstrakt bane av en av de gigantiske planetene, for eksempel Neptun. Beregninger viser at et legeme med en semimajor akse på 480 AU. og perihelium innenfor planetsonen kan under påvirkning av ytre krefter endre sin perihelion avstand over hele levetiden med kun 0,3 %. Et sterkere periheliumskifte for et legeme så tett knyttet til solen (sammenlignet med Oort-skykometer) er bare mulig som et resultat av et mye nærmere stjernetreff enn det som kan forventes i det nåværende galaktiske nabolaget av solsystemet.
Bare en liten brøkdel av de geometrisk mulige konfigurasjonene av stjernetreff er i stand til å endre banen til spredte Kuiperbelt-objekter slik at de minner mer om banene til kropper fra Oort-skyen. Et eksempel er passasjen av en solmassestjerne med en hastighet på 30 km/s vinkelrett på ekliptikkplanet i en avstand på bare 500 AU. fra lyset vårt. Et slikt møte kan transformere en bane med en perihelavstand på ~30 AU. og semimajor akse 480 AU. inn i en bane med en perihelavstand på 76 AU, og holder den semi-hovedaksen uendret (med andre ord, overfør det diffuse Kuiper-belteobjektet til Sedna-banen).
Behovet for en spesiell tilnærmingsgeometri er ikke overraskende, men la oss anta at det var akkurat slik.
Det er mye vanskeligere å forklare det faktum at i det nåværende stjernemiljøet i solsystemet kan man forvente bare én så nær passasje av en annen stjerne under hele eksistensen av planetsystemet vårt.
Hvis populasjonsstørrelsen til spredte Kuiperbelt-objekter i svært eksentriske baner (med store halvakser som Sedna) alltid var høy, ville det unike med en slik tilnærming ikke reise noen spørsmål - det kunne ha skjedd når som helst i løpet av de siste 4,5 milliarder år og gjort jobben sin. Imidlertid burde antallet slike svært langstrakte spredte baner (hvis perihelia kan "heves" til Sedna-nivå og oppnå en ren Sedna-bane) bare ha vært høyt i den tidlige epoken av Solens historie. System - da det aktivt ble renset for isete planetesimaler og aktivt befolket Oort-skyen. I lys av dette ser sannsynligheten for et supernært møte mellom Solen og en annen stjerne i dette svært korte øyeblikket i eksistensen av solsystemet veldig lav ut.
Men hvis en slik tilnærming virkelig fant sted, vil dens tegn også umiskjennelig vises i baneparametrene til alle objekter som vil bli oppdaget i dette området senere. Nemlig, hvis alle kroppene i den indre delen av Oort-skyen har orbitalparametere som er kompatible med geometrien til en unik nær forbiflyvningshendelse, vil det være åpenbart at vi har å gjøre med tegn på denne hendelsen innprentet i dem.
3. Dannelse av solsystemet i en stjernehop
Nære stjernetreff kunne ha forekommet mye oftere i den tidlige epoken av solsystemet hvis solen ble født inne i en stjernehop. Under disse forholdene burde dessuten de relative hastighetene til stjerner under tilnærmingen ha vært betydelig lavere, noe som ville ha ført til mye kraftigere dynamiske effekter. Numeriske simuleringer utført av G. Fernandez og A. Brunini i 2000 viste at flere, langsomme, moderat nærme tilnærminger meget vel kunne plassere spredte Kuiperbelte-objekter i baner som ligner på Sedna.
Denne prosessen er identisk med den foreslåtte dannelsesprosessen av den fjernere Oort-skyen, med den eneste forskjellen at i et nærmere stjernemiljø trenger ikke kometer (eller planetesimaler) å ha slike enorme banehalvhovedakser for å kunne påvirke ytre påvirkninger. å begynne å jobbe. Beregninger fra Fernandez og Brunini forutsier at dannelsen av solsystemet i et nært stjernemiljø skulle fylle det indre av Oort-skyen med en hel populasjon av objekter med semi-hovedakser ~10 2 - ~ 10 3 AU, perihelia i en bred område på ~50 - ~10 3 AU, dvs. store eksentrisiteter (i gjennomsnitt 0,8) og en bred fordeling av tilbøyeligheter (FWHM ~90°).
Vi anser dette scenariet som det mest plausible for å forklare banen til den nyoppdagede planeten. Fødselen av solsystemet i en stjernehop er en fullstendig logisk antakelse, som indirekte bevis på det har blitt funnet i dets andre egenskaper (Goswami & Vanhala, 2000). Hvis dette scenariet viser seg å være sant, vil banene til objekter som senere ble oppdaget i denne regionen umiskjennelig gjenspeile den tidlige epoken av solsystemets liv i klyngen. De vil ha et bredt spekter av tilbøyeligheter og perihelion-avstander, men vil ikke passe inn i geometrien til et enkelt unikt stjernetreff. Dessuten viser numeriske beregninger av Fernandez og Brunini at den nøyaktige fordelingen av baner i det indre området av Oort-skyen vil gjenspeile størrelsen på den overordnede stjernehopen!
Ris. 10. Det er vanskelig å tro at utenfor den ytre kanten av Kuiperbeltet er det verdener som aldri nærmer seg solsystemet, hvorfra det er tydelig synlig. Oppdagelsen av Sedna viser imidlertid at dette er tilfelle. Dessuten kan det vise seg at det er veldig mange av dem der og blant dem er det veldig store eksemplarer.
Resultater
Hvert av de tre beskrevne scenariene for utseendet til Sedna i solsystemet stiller sine egne unike krav til de dynamiske egenskapene til den fjerne populasjonen av trans-neptunske objekter utenfor Kuiperbeltet. Mens bare ett slikt objekt har blitt oppdaget, tillater ikke parameterne for dets bane oss å foretrekke noen av hypotesene. Men så snart nye funn følger, kan usikkerheten løses opp foran øynene våre.
Du kan til og med grovt anslå hvor snart dette vil skje. Før oppdagelsen av Sedna, som en del av vår undersøkelse, kom vi over 40 nye Kuiper-belteobjekter. Forutsatt at størrelsesfordelingen til den fjerne populasjonen av sedna-lignende objekter er den samme som i Kuiperbeltet, vil man forvente at andre himmelundersøkelser viser samme forhold i andelen oppdagede objekter - 1:40 - hvis de er, av selvfølgelig som følsomme for saktegående objekter. Antall oppdagede trans-Neptuner per 15. mars 2004 var 831. Det viser seg at på dette tidspunktet burde astronomer allerede ha hatt rundt 20 Sedna-lignende kropper i katalogene sine!
Til tross for grovheten i denne vurderingen, er mangelen åpenbar. Derfor er enten de fleste himmelundersøkelser rettet mot å lete etter små planeter utenfor Neptun ufølsomme for saktegående kropper (1,5 buesekunder i timen for Sedna), eller det er en klar overbefolkning av den indre delen av Oort-skyen med relativt lyse kropper (en region attraktiv for store planeter?). Uansett ser det ut til at nye anlegg i Sedna-området vil bli åpnet veldig snart.
Inntil dette skjer, kan vi si at ved første øyekast ser det tredje scenariet (fødselen av solsystemet i en tett stjernehop) ut som det mest plausible. I dette scenariet ville Oort-skyen bli fylt fra den lengste antatte utkanten (ca. 105 AU) helt til nærheten av Kuiperbeltet (dvs. Sedna). I tillegg, under dette scenariet, bør massen til Oort-skyen være mange ganger større enn tidligere antatt, og den forventede bestanden av store objekter som Sedna ville være betydelig. Vårt syn kan se Sedna ikke mer enn 1% av sin bane - nær perihel. Dette betyr at for hver Sedna som er oppdaget, er det omtrent 100 flere lignende, som nå er langt unna og utilgjengelige for QUEST-kameraet. Dessuten fører den nesten isotropiske fordelingen av helningene til banene til Sedna-lignende planeter til det faktum at for hver oppdaget Sedna bør det være omtrent 5 mer like lyse, som for øyeblikket befinner seg høyt over ekliptikken og rett og slett ikke har falt i 5-gradersbåndet som vi klarte å skyte. Til sammen betyr dette at oppdagelsen av bare én Sedna i seg selv forutsier eksistensen av en hel populasjon av lignende kropper som teller rundt 500 objekter. Hvis størrelsesfordelingen for objekter fra den indre delen av Oort-skyen fortsatt er lik Kuiper-beltet, vil den totale massen til denne populasjonen være omtrent 5 jordas. Den usynlige populasjonen av kropper med enda større perihelia enn Sedna bør mest sannsynlig være enda større.
Åpenbart vil påfølgende funn av trans-neptunske kropper med baner som ligger helt utenfor Kuiper-beltet gjøre det mulig ikke bare å velge ett av de beskrevne scenariene, men også å kaste lys over den tidlige historien om dannelsen av solsystemet generelt.
forkortet oversettelse:
A.I. Dyachenko, spaltist for magasinet "Zvezdochet"
> Sedna
Sedna– dvergplaneten i solsystemet og trans-neptunsk objekt: beskrivelse med foto, funn, navn, bane, sammensetning, forbindelse med Oort-skyen, forskning.
Oppdagelsen av fjerne dvergplaneter førte til at vi mistet Pluto som planet. Men forskere er ikke motløse, fordi dette gir et nytt felt for forskning. I 2003 la de merke til det Sedna, ansett som det fjerneste objektet som lever i Oort-skyen.
Oppdagelsen og navnet på dvergplaneten Sedna
Dette funnet tilhører også Michael Browns team, som oppdaget dvergplaneten Sedna i 2003. Opprinnelig kalt 2003 VB12. Det hele startet tilbake i 2001, da en undersøkelse ved Palomar Observatory viste at i en avstand på 100 AU. Objektet er plassert vekk fra solen. Observasjoner med Keck-teleskopet i 2003 demonstrerte bevegelse langs en fjern og eksentrisk bane.
Senere viste det seg at himmellegemet også var med i undersøkelsen til andre forskere. Sedna fikk navnet sitt til ære for havets inuittiske guddom. Sedna var en gang dødelig, men druknet seg selv i Polhavet, hvor hun begynte å leve med sjødyr.
Teamet kunngjorde det offisielle navnet før dokumentasjon, som brøt med protokollprosedyren. Men MAS protesterte ikke.
Klassifisering dvergplaneten Sedna
Sednas status er fortsatt omdiskutert. Oppdagelsen forårsaket kontrovers om definisjonen av planeten. I følge IAU er planeten forpliktet til å rydde territoriet sitt for unødvendige gjenstander, noe Sedna ikke gjorde. Men for å være en dvergplanet må den også være i hydrostatisk balanse (bli en sfæroid eller ellipsoide). Med en albedo på 0,32 og en diameter på 915-1800 km, har den nok masse og lysstyrke til å danne en sfæroid. Derfor regnes Sedna som en dvergplanet.
Størrelse, masse og banedvergplaneten Sedna
Fysiske egenskaper til dvergplaneten Sedna |
|||||
| Åpning | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Oppdager | M. Brown, C. Trujillo, D. Rabinovich |
||||
| åpningsdato | 14. november 2003 | ||||
| Orbitale egenskaper | |||||
| Perihel | 76.315235 a. e. | ||||
| Aphelion | 1006.543776 a. e. | ||||
| Hovedaksel ( en ) | 541.429506 a. e. | ||||
| Orbital eksentrisitet ( e ) | 0,8590486 | ||||
| Siderisk periode | omtrent 4404480 d(12059,06 a) | ||||
| Orbital hastighet ( v ) | 1,04 km/s | ||||
| Gjennomsnittlig anomali ( M o ) | 358.190921° | ||||
| Tilbøyelighet ( Jeg ) | 11,927945° | ||||
| Lengdegraden til den stigende noden (Ω) | 144,377238° | ||||
| Periapsis-argument (ω) | 310,920993° | ||||
| fysiske egenskaper | |||||
| Dimensjoner | 995±80 km | ||||
| Vekt ( m ) | 8,3 10 20 -7,0 10 21 kg (0,05-0,42 av massen til Eris) |
||||
| Gjennomsnittlig tetthet (ρ) | 2.0? g/cm³ | ||||
| Tyngdeakselerasjon ved ekvator ( g ) | 0,33–0,50 m/s² | ||||
| Andre rømningshastighet ( v 2) | 0,62-0,95 km/s | ||||
| Rotasjonsperiode ( T ) | 0,42 d (10 t) | ||||
| Albedo | 0,32±0,06 | ||||
| Spektralklasse | (rød) B−V = 1,24; V−R = 0,78 | ||||
| Tilsynelatende størrelse | 21,1 20,4 (ved perihelium) |
||||
| Absolutt størrelse | 1,56 | ||||
I 2004 var øvre grense for diameteren 1800 km, og i 2007 – 1600 km. En undersøkelse med Herschel-teleskopet i 2012 satte grensene ved 915-1075 km. Sedna har ingen satellitter funnet, så massen kan ikke beregnes. Men den rangerer på 5. plass blant TNO-er og dvergplaneter. Den sirkler rundt stjernen langs en svært elliptisk bane og beveger seg bort til 76 AU. og 936 a.u.
Det antas at en banepassasje tar 10 000-12 000 år.
Sammensatt dvergplaneten Sedna
På tidspunktet for oppdagelsen så Sedna ut til å være et lyst objekt. Fargen på dvergplaneten er nesten rød som Mars, noe som kan være forårsaket av tilstedeværelsen av toliner eller hydrokarboner. Overflaten er jevn i farge og spekter.
Skorpen er ikke oversådd med kraterformasjoner, så det er ikke mange lyse isstier. Temperaturen synker til -240,2°C. Modeller viser en øvre grense på 60 % for metanis og 70 % for vannis. Men M. Baruccis modell indikerer sammensetningen: titoner (24 %), amorft karbon (7 %), nitrogen (10 %), metanol (26 %) og metan (33 %).
Nitrogen antyder at dvergen kan ha hatt en atmosfære tidligere. Når man nærmer seg solen, stiger temperaturen til -237,6°C, noe som er nok for sublimering av nitrogenis. Dette kan også resultere i tilstedeværelsen av et hav.
Opprinnelse dvergplaneten Sedna
Teamet mente at himmellegemet tilhørte Oort-skyen, der kometer holder til. Dette var basert på Sednas avsidesliggende beliggenhet. Det ble registrert som den indre kroppen av Oort-skyen. I dette scenariet dannet solen seg i en åpen klynge med andre stjerner. Over tid skilte de seg, og Sedna flyttet til en moderne bane. Datasimuleringer støtter denne ideen.
Hvis Sedna skulle dukke opp i sin nåværende posisjon, ville det antyde ytterligere utvidelse av den protoplanetariske skiven. Da ville dens bane være mer sirkulær. Derfor må den trekkes av kraftig gravitasjon fra et annet objekt.
Eller banen kunne ha dannet seg fra kontakt med en stor binær nabo, 1000 AU fjernt. fra Sola. Nemesis ble til og med vurdert blant alternativene. Men det er ingen direkte bevis.