Не все так просто: Хаббл обнаружил в поясе Койпера редкий пример задачи трех тел

Астрономы с помощью телескопа «Хаббл»обнаружили, что одна из систем астероидов в поясе Койпера может быть не двойной, а тройной.

В случае, если это открытие подтвердится, это будет лишь вторым примером подобной сложной системы в далеком поясе Койпера, который скрывается за орбитой планеты Нептун. Это также может изменить представление ученых о формировании систем астероиды в поясе Койпера.

Система, которая уже получила название 148780 Altjira, дает ученым возможность усовершенствовать собственные модели того, как движутся в космическом пространстве три гравитационно связанные между собой объекты.

Так называемая «Задача трех тел»Задача трех тел заключается в поиске координат и скоростей трех материальных точек в произвольный момент времени при заданных начальных условиях и учете только гравитационного взаимодействия остается одной из самых сложных для ученых еще с тех пор, как Исаак Ньютон обнародовал собственную научную работу «Начала» в 1687 году.

«Вселенная заполнена множеством систем из трех тел, включая ближайшие к Земле звезды — звездную систему Альфа Центавра , и мы обнаруживаем, что пояс Койпера может не быть исключением», — подчеркивает выпускница факультета физики и астрономии Университета имени Бригама Янга, руководитель группы астрономов Майя Нельсен

Первый ледяной космический объект в поясе Койпера, известный как 1992 QB, был открыт астрономами Дейв Джуитт и Джейном Лу в 1992 году. С тех пор в каталог было внесено еще 3 тыс. объектов. По подсчетам ученых, в поясе Койпера, который по форме напоминает ледяной бублик и располагается на расстоянии 4,5 млрд км от Солнца, могут скрываться еще несколько сотен тыс. объектов диаметром более 16 км.

Спецпроекты

Считается, что пояс Койпера простирается на расстояние до 7,4 млрд км от Солнца, что примерно в 50 раз больше расстояния между Землей и нашей материнской звездой. Тройная система астероидов Altjira находится в центре пояса Койпера, в 6 млрд км от Солнца.

Как система астероидов Altjira может помочь астрономам в изучении пояса Койпера

Первые снимки, полученные с помощью телескопа «Хаббл», указывали на то, что система 148780 Altjira состоит из двух объектов, расположенных на расстоянии 7,6 тыс км друг от друга. Однако во время проведения повторных наблюдений было обнаружено, что один из объектов на самом деле состоит из двух астероидов.

Эти астероиды размещаются настолько близко друг к другу, что их невозможно по отдельности различить с такого большого расстояния.

«Для объектов такого малого размера и таких далеких расстояние между двумя внутренними членами системы составляет долю пикселя на камере Хаббла, поэтому для того, чтобы обнаружить, что это тройка, приходится использовать методы, не связанные с получением изображений», — объясняет Майя Нельсен.

Астрономам понадобилось 17 лет и данные от «Хаббла» и обсерватории Кека на Гавайях для наблюдений за изменениями орбиты системы Altjira и окончательных выводов. Полученная информация была добавлена к различным сценариям моделирования, наиболее вероятным из которых является наличие системы из трех гравитационно связанных между собой астероидов.

«Другие возможности заключаются в том, что внутренний объект является контактной бинарной системой, где два отдельных тела настолько сближаются, что соприкасаются друг с другом, или что-то на самом деле странно плоское, похожее на блинчик», — предполагает Майя Нельсен

Наблюдения астрономов с помощью «Хаббла» по системе Altjira подтверждают теорию возникновения пояса Койпера, которая предполагает возникновение прямого гравитационного коллапса материи, имевшей форму диска и окружавшей молодое Солнце 4,5 млрд лет назад. Этот коллапс, похожий на процесс формирования звезд, однако в значительно меньших масштабах. Образование звезд из плотных участков из пыли и газа также может приводить к возникновению двойных и тройных систем.

Спецпроекты

Альтернативная теория возникновения пояса Койпера, которая рассматривает эти ледяные астероиды как результат столкновений крупных тел, не привела бы к образованию тройной системы, как это представляется в системе Altjira. Особенно интересными будут будущие наблюдения за Altjira, которые проведет космический телескоп Джеймса Вебба «Джеймса Вебба» в третью годовщину своей работы.

«Altjira вступила в сезон затмений, когда внешнее тело проходит перед центральным телом Это продлится следующие 10 лет, что даст ученым прекрасную возможность узнать о ней больше», — добавляет Майя Нельсен