Кара небесная. Космическое миропонимание

Такими следами являются околопланетные кольца. По данным, полученным с американских космических аппаратов «Вояджер», в экваториальной области Юпитера имеется кольцо. Оно расположено в 50 тысячах километров от поверхности планеты, его ширина не менее 6 тысяч километров. Сатурн также окружён кольцами, которые хорошо видны в телескоп в виде «ушек» по обе стороны диска планеты. Плоская система колец опоясывает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверхностью. Система колец, окружающих Уран, занимает промежуточное по сложности положение между более развитой системой колец Сатурна и простыми системами колец Юпитера и Нептуна. По состоянию на 2008 год известно 13 колец. Минимальный радиус имеет кольцо 1986U2R/ζ (38 000 километров), максимальный – кольцо µ (приблизительно 98 000 километров). Между основными кольцами могут находиться слабые пылевые кольцевые скопления и незамкнутые дуги. Кольца чрезвычайно тёмные. Вероятно, они состоят из водяного льда с включениями органики. Большинство колец Урана непрозрачны. Их ширина не больше нескольких километров. Кольцевая система содержит в целом немного пыли, она состоит в основном из крупных объектов диаметром от 20 сантиметров до 20 метров.

До 1992 года ученые и астрономы не могли окончательно ответить о том, что находится за Плутоном, хотя были уверены в том, что Солнечная система может простираться на многие миллиарды километров дальше от орбиты Плутона. Открытие пояса Койпера [48], состоящего из десятков или даже сотней тысяч объектов, стало настоящей революцией в области космологии и астрономии. Первым астрономом, выдвинувшим предположение о существовании транснептуновой популяции, был Фредерик Леонард. В 1930 году, вскоре после открытия Плутона, он писал: «Нельзя ли предположить, что Плутон – лишь первый из серии тел за орбитой Нептуна, которые ещё ожидают своего открытия и в конечном счёте будут обнаружены?»

В 1943 году, в статье Журнала Британской астрономической ассоциации, Кеннет Эджворт предположил, что в области космоса за орбитой Нептуна первичные элементы туманности, из которой сформировалась Солнечная система, были слишком рассеяны для того, чтобы уплотниться в планеты. Исходя из этого, он пришёл к выводу, что «внешняя область Солнечной системы за орбитами планет занята огромным количеством сравнительно небольших тел». В 1951 году, в статье для журнала Астрофизика, Джерард Койпер предположил, что подобный диск образовался на ранних этапах формирования Солнечной системы.

В 1977 году Чарльз Коваль открыл ледяной планетоид Хирон, орбита которого расположена между Сатурном и Ураном. В 1992 году был обнаружен другой объект с похожей орбитой – Фол. Сегодня известно, что на орбитах между Юпитером и Нептуном существует целая популяция кометоподобных небесных тел, именуемых «кентаврами». Орбиты кентавров непостоянны и имеют динамические времена жизни в несколько миллионов лет. Поэтому со времён открытия Хирона астрономы предполагали, что популяция кентавров должна пополняться из какого-то внешнего источника.

Рис. 87. Солнечная система

После создания первых карт области пространства за Нептуном исследования показали, что зона, теперь называемая поясом Койпера (30-55 а. е. от Солнца), не является местом происхождения короткопериодических комет. На самом деле они образуются в другой, похожей области, которую называют «рассеянный диск». Рассеянный диск образовался в те времена, когда Нептун мигрировал ко внешним границам Солнечной системы в область, позднее ставшей поясом Койпера, которая тогда была значительно ближе к Солнцу, и оставил за собой семейство динамически стабильных объектов, на движение которых он никак не может воздействовать (собственно пояс Койпера), а также отдельную группу объектов, перигелии которых достаточно близки к Солнцу для того, чтобы Нептун мог возмущать их орбиты (рассеянный диск). Поскольку рассеянный диск динамически активен, тогда как пояс Койпера динамически стабилен. Как и пояс астероидов, пояс Койпера состоит в основном из малых тел, то есть материала, оставшегося после первого взрыва на поверхности Солнца. В отличие от объектов пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, объекты пояса Койпера (ОПК) состоят главным образом из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода.

Предполагается, что объекты пояса Койпера состоят из льда с небольшими примесями органических веществ, то есть близки к кометному веществу. Совокупная масса населения пояса Койпера в сотни раз превышает массу пояса астероидов. Считается, что в поясе Койпера имеется несколько тысяч тел диаметром более 1000 км, около 7000 с диаметром более 100 км и как минимум 450 000 тел диаметром более 50 км.