"Пояс Койпера" презентация

Пояс Койпера.

Выполнил: Кондратьев Артем 11 «А» 2019

Учитель: Жукова Е.В.

Пояс Койпера.

Область Солнечной системы ,

расположен на расстоянии от 30 а.е. за орбит ой Нептуна , от Солнца – на расстояни и около 55 а.е.

Он примерно в 20 раз шире и в 20-200 раз массивнее главного пояса астероидов.

После открытия Плутона многие учёные полагали, что он не единственный в своём роде объект. Различные предположения по поводу области космоса, ныне известной как пояс Койпера, выдвигались в течение нескольких десятков лет, однако первое прямое доказательство его существования было получено только в 1992 году. 

• Первым астрономом, который предположил, что существуют объекты за орбитой Нептуна, кроме Плутона, 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 счете будут обнаружены?»

Кеннет Эджворд

• В 1943 году предположил, что за орбитой Нептуна первичные элементы туманности, из которой сформировалась Солнечная система, были слишком рассеяны, чтобы уплотниться в планеты. Он пришел к выводу, что «внешняя область Солнечной системы за орбитами планет занята огромным количеством сравнительно небольших тел»

Джерард Койпер.

• В 1951 году предположил, что подобный пояс образовался на ранних этапах формирования Солнечной системы, но не сохранился до наших дней. Он считал, что Плутон был достаточно большим, чтобы рассеять все эти тела к облаку Оорта или за пределы Солнечной системы.

Хулио Фернандес

• К 1970-м годам темпы открытия новых короткопериодических(с периодом обращения менее 200 лет) комет стали все хуже согласовываться с предположением о том, что все кометы происходят из облака Оорта. Поэтому в 1980 году Хулио Фернандес предположил, что кометный пояс между 35 и 50 а.е. мог бы объяснить наблюдаемое количество комет.

Компьютерное моделирование

• Развивая работы Фернандеса, в 1988 году группа канадских астрономов, в которую входили Мартин Дункан, Томас Куин и Скот Тремен, провела серию компьютерных моделирований с целью определить, все ли короткопериодические кометы прибыли из облака Оорта. Они обнаружили, что далеко не все короткопериодические кометы могли происходить из этого облака — в частности, потому, что они группируются вблизи плоскости эклиптики, тогда как кометы облака Оорта прилетают практически из любой области неба. После того, как описанный Фернандесом пояс был добавлен в расчёты, модель стала соответствовать наблюдениям. Так как слова «Койпер» и «кометный пояс» присутствовали в первом предложении статьи Х. Фернандеса, Тремен назвал эту гипотетическую область космоса «поясом Койпера».

Дэвид Джуитт

Джейн Лу

• В 1987 году астроном Дэвид Джуитт всерьёз задумался над «кажущейся пустотой внешней Солнечной системы». Пытаясь обнаружить другие объекты за орбитой Плутона, он говорил помогавшей ему аспирантке Джейн Лу: «Если этого не сделаем мы, то не сделает никто». Используя телескопы обсерватории Китт-Пик в Аризоне и обсерватории Сьерро-Тололо в Чили, Джуит и Лу вели поиски при помощи блинк-компаратора, почти тем же способом, что Клайд Томбо (американсикй астроном, открывший Плутон).

Блинк-компаратор, с помощью которого был открыт Плутон.

Блинк-компаратор

• Используется для визуального сравнения полученных в разное время на одном и том же инструменте двух изображений данного участка звёздного неба. Оба изображения рассматриваются в один окуляр, и, перебрасывая специальную заслонку («блинкуя»), можно видеть то одно, то другое изображение. При правильной настройке прибора в процессе быстрого «блинкования» объекты, положение и яркость которых не изменились между двумя экспозициями, кажутся оператору неподвижными. При этом объекты, сместившиеся или изменившие яркость, оператор воспринимает как «прыгающие» или пульсирующие, и они хорошо видны на фоне неподвижных.

  Блинк-компаратор в архиве Обсерватории Карла Шварцшильда в Таутенбурге.

Изначально проверка каждой пары пластинок занимала до 8 часов, но в дальнейшем процесс был ускорен при помощи ПЗС-матриц, которые более эффективно собирали свет и допускали процесс сравнения на мониторе компьютера. В 1988 году Джуитт из Массачусетского технологического института перешел в Астрономический институт Гавайского университета. Позже к его работе присоединилась Лу. После 5 лет поисков, 30 августа 1992 года, Джуитт и Лу объявили об открытии кандидата в объекты пояса Койпера 1992 QB 1(с 31 января 2018 – Альбион). Через шесть месяцев (28 марта 1993) они нашли и второго кандидата 1993 FW .

Телескопы на вулкане Мауна-Кеа, при помощи которых был обнаружен пояс Койпера.

• Признавая заслуги Кеннета Эджворта, астрономы иногда называют пояс Койпера «поясом Эджворта — Койпера». Однако сам Дэвид Джуитт сказал : «Если говорить о чьем-то имени… то Фернандес более всех заслуживает чести считаться человеком, предсказавшим пояс Койпера».

• На данный момент известно около 2000 объектов пояса Койпера, но ученые предполагают что их гораздо больше(более 70000 объектов с диаметром более 100 км). Эти объекты можно разделить на 3 категории:
• Классические объекты
• Резонансные объекты
• Рассеянные объекты

• Или кьюбивано (названы в честь первого представителя 1992 QB1 ) - объекты пояса Койпера, орбиты которых расположены за орбитой Нептуна и не находятся с этой планетой в явно выраженном орбитальном резонансе (ситуация, при которой периоды обращения двух (или более) небесных тел соотносятся как небольшие натуральные числа ).

Ультима Туле – классический объект пояса Койпера. Фото с космического апппарата «Новые горизонты»

• Большинство объектов (так называемая «холодная популяция») имеет малые углы наклона и близкие к круговым орбиты. Меньшая часть («горячая популяция») характеризуется больши́ми углами наклона и орбитами с бо́льшим эксцентриситетом (степ-ень отклонения от окружности).

Резонансные транснептуновые объекты

- транснептуновые объекты (ТНО), чьи орбиты находятся в орбитальном резонансе с Нептуном, как соотношение небольших целых чисел (1:2, 2:3, 2:5 и т. д.).

Резонансные объекты относятся к поясу Койпера либо к более удалённому рассеянному диску.

В связи с тем, что орбиты недавно открытых объектов известны с достаточно большой погрешностью, существует вероятность ложного опознания этих орбит как резонансных, тогда как на самом деле они таковыми не являются.

Троянские астероиды Нептуна – группа астероидов пояса Койпера, движущаяся вокруг Солнца по орбите Нептуна в 60°, впереди — точка L 4  или позади — точка L 5  него, находясь в одной из двух точек Лагранжа орбиты Нептуна. К ноябрю 2016 известно семнадцать астероидов данной группы, тринадцать из которых находятся вблизи точки Лагранжа L4, которая лежит в 60° впереди планеты на расстоянии около 5 млрд км от Нептуна и четыре около точки L5. Были названы так по аналогии с троянскими астероидами Юпитера.

Плутино – траснептуновые объекты, которые находятся в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном. Название происходит от названия одного из них – карликовой планеты Плутон. Плутино образуют внутреннюю часть пояса Койпера и составляют около четверти известных его объектов. Плутино образуют крупнейший класс резонансных транснептуновых объектов.

Самые крупные плутино:

Плутон, Орк, Иксион и Гуйя.

Гуйя.

Тутино – объекты с резонансом 1:2, их орбита находится на расстоянии 47,8 а.е. от Солнца и обычно считается границей пояса Койпера. Этих объектов намного меньше, чем плутино, потому что резонанс 1:2 менее стабилен, чем 2:3.

Рассеянный диск - удалённый регион Солнечной системы, слабо заселённый малыми телами, в основном состоящими изо льда. Внутренняя область рассеянного диска частично перекрывается с поясом Койпера, но, по сравнению с ним, внешняя граница диска пролегает гораздо дальше от Солнца и гораздо выше и ниже плоскости эклиптики. Их известно около 100, общее число считается примерно равным 10 000. Во многих публикациях объекты рассеянного диска рассматриваются как отдельное семейство транснептуновых объектов, не входящее в пояс Койпера.

Крупнейшие объекты пояса Койпера

Эрида

Макемаке

Плутон

Харон

2007 QR 10

Хаумея

Квавар

Орк

2002 AW 197

2002 UX 25

Варуна

Иксион

Предполагается, что объекты пояса Койпера состоят из льда с небольшими примесями органических веществ, то есть близки к кометному веществу. Совокупная масса объектов пояса Койпера в сотни раз превышает массу пояса астероидов, однако, как предполагается, существенно уступает массе облака Оорта. Считается, что в поясе Койпера имеется несколько тысяч тел диаметром более 1000 км, около 70000 с диаметром более 100 км и как минимум 450 000 тел диаметром более 50 км.