Новая работа Скотта Шеппарда и Чедвика Трухильо из обсерватории Близнецов из Карнеги сообщает об открытии далекой карликовой планеты под названием 2012 VP113, которая была обнаружена за пределами известной границы Солнечной системы. Вероятно, это один из тысяч далеких объектов, которые, как считается, образуют так называемое внутреннее облако Оорта.
Более того, их работа указывает на потенциальное присутствие огромной планеты, возможно, в 10 раз превышающей размер Земли, еще не наблюдаемой, но, возможно, влияющей на орбиту 2012 VP113, а также других внутренних объектов облака Оорта.Их результаты опубликованы 27 марта в журнале Nature.
Известную Солнечную систему можно разделить на три части: скалистые планеты, такие как Земля, которые расположены близко к Солнцу; газовые планеты-гиганты, которые находятся дальше; и замороженные объекты пояса Койпера, которые лежат сразу за орбитой Нептуна. Помимо этого, похоже, есть край Солнечной системы, где ранее было известно, что только один объект, Седна, существует на всей ее орбите. Но недавно обнаруженный 2012 VP113 имеет орбиту, которая остается даже за пределами Седны, что делает его самым дальним из известных в Солнечной системе.
«Это выдающийся результат, который переопределяет наше понимание нашей Солнечной системы», — говорит Линда Элкинс-Тантон, директор Департамента земного магнетизма Карнеги.Седна была обнаружена за краем пояса Койпера в 2003 году, и не было известно, была ли Седна уникальной, как когда-то считалось, что Плутон был до открытия пояса Койпера.
С открытием 2012 VP113 стало ясно, что Седна не уникальна и, вероятно, является вторым известным членом предполагаемого внутреннего облака Оорта, вероятного происхождения некоторых комет.Ближайшая точка орбиты VP113 2012 к Солнцу составляет примерно 80-кратное расстояние от Земли до Солнца.
Это измерение называется астрономической единицей или а.е. Для контекста, скалистые планеты и астероиды существуют на расстояниях от 0,39 до 4,2 а.е.
Газовые гиганты находятся между 5 и 30 а.е., а пояс Койпера (состоящий из тысяч ледяных объектов, включая Плутон) колеблется от 30 до 50 а.е. В нашей солнечной системе есть четкий край в 50 а.е. Известно, что только Седна оставалась значительно дальше этой внешней границы на 76 а.е. на протяжении всей своей орбиты.«Поиск этих далеких внутренних объектов облака Оорта за пределами Седны и 2012 VP113 должен продолжаться, поскольку они могут многое рассказать нам о том, как формировалась и развивалась наша Солнечная система», — говорит Шеппард.
Шеппард и Трухильо использовали новую камеру темной энергии (DECam) на 4-метровом телескопе NOAO в Чили для открытия. DECam имеет самое большое поле зрения среди 4-метровых и более телескопов, что дает ему беспрецедентную возможность поиска слабых объектов на больших участках неба. 6.5-метровый телескоп Magellan в обсерватории Карнеги Лас Кампанас был использован для определения орбиты 2012 VP113 и получения подробной информации о свойствах ее поверхности.
По количеству обследованного неба Шеппард и Трухильо определили, что может существовать около 900 объектов с орбитами, такими как Sedna и 2012 VP113, и размерами более 1000 км, и что общая численность внутреннего облака Оорта, вероятно, больше, чем население пояса Койпера и главный пояс астероидов.«Некоторые из этих внутренних объектов облака Оорта могут соперничать по размеру с Марсом или даже Землей. Это связано с тем, что многие из внутренних объектов облака Оорта настолько далеки, что даже очень большие объекты будут слишком тусклыми, чтобы их можно было обнаружить с помощью современных технологий», — говорит Шеппард.
И Седна, и 2012 VP113 были обнаружены вблизи от самого близкого к Солнцу сближения, но у них обоих орбиты выходят на сотни а.е., и в этот момент они будут слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить. Фактически, сходство орбит, обнаруженное для Sedna, 2012 VP113 и нескольких других объектов у края пояса Койпера, предполагает, что неизвестное массивное возмущающее тело может направлять эти объекты в подобные орбитальные конфигурации. Шеппард и Трухильо предполагают, что Суперземля или даже более крупный объект в сотнях а.е. могут создать эффект пастушества, наблюдаемый на орбитах этих объектов, которые слишком далеки, чтобы их могла серьезно нарушить какая-либо из известных планет.
Существуют три конкурирующие теории о том, как могло образоваться внутреннее облако Оорта. Чем больше объектов будет найдено, тем легче будет сузить круг вопросов, какая из этих теорий, скорее всего, точна. Одна из теорий состоит в том, что планета-изгоя могла быть выброшена из области гигантской планеты и могла на своем выходе вызвать возмущение объектов из пояса Койпера во внутреннее облако Оорта.
Эта планета могла быть выброшена или все еще находиться в далекой солнечной системе сегодня. Вторая теория заключается в том, что близкое столкновение со звездой могло поместить объекты во внутреннюю область облака Оорта. Третья теория предполагает, что объекты внутреннего облака Оорта являются захваченными внесолнечными планетами других звезд, которые находились рядом с нашим Солнцем в его скоплении рождения.
Внешнее облако Оорта отличается от внутреннего облака Оорта, потому что во внешнем облаке Оорта, начиная примерно с 1500 а.е., гравитация от других близлежащих звезд возмущает орбиты объектов, заставляя объекты во внешнем облаке Оорта иметь орбиты, которые резко меняются за время. Многие из наблюдаемых нами комет были объектами, вызванными возмущениями из внешнего облака Оорта.
На объекты внутреннего облака Оорта не сильно влияет гравитация других звезд, и поэтому они имеют более стабильные и более исконные орбиты.