Внешние области Солнечной системы представляют собой странное и загадочное место. За орбитой Нептуна, где холодно и темно, вокруг Солнца вращается рой ледяных объектов, называемых поясом Койпера, который, как считается, более или менее не изменился с момента зарождения Солнечной системы. Поскольку там так темно и далеко, а объекты так малы, астрономам трудно определить, что именно там находится. Это делает результаты недавнего поиска просто удивительными. Используя данные программы Dark Energy Survey, астрономы обнаружили 815 транснептуновых объектов (ТНО), 461 из которых были открыты недавно.
Это значительная прибавка к 3 000 или около того известных ТНО во внешней Солнечной системе, информация, которая может помочь нам лучше смоделировать процесс формирования Солнечной системы и, возможно, даже найти неуловимую Девятую планету. "Этот каталог насчитывает 817 подтвержденных объектов (461 впервые обнаружен в этой работе)", - пишут исследователи в своей новой работе. "Это второй по величине каталог TNO, полученный в результате одного исследования, а также самый большой каталог с многодиапазонной фотометрией". Исследование темной энергии не ставило своей целью поиск ТНО. Он проводился с августа 2013 года по январь 2019 года, собрав за 575 ночей инфракрасные и ближние инфракрасные данные по южному небу.
Цель заключалась в изучении ряда объектов и явлений, таких как сверхновые и скопления галактик, чтобы попытаться рассчитать ускорение расширения Вселенной, на которое, как считается, влияет темная энергия. Но высокая степень глубины, широты и точности обзора оказалась очень хорошей для поиска объектов и в далекой Солнечной системе - за пределами орбиты Нептуна на расстоянии около 30 астрономических единиц. В прошлом году астрономы проанализировали эти данные и обнаружили более 100 новых малых планет - в эту категорию входит все, что не является кометой или планетой. Новая работа, проведенная той же командой с использованием усовершенствованной системы обнаружения, добавляет еще 461 планету. Исследователи также провели симуляцию обнаружения TNO, чтобы сравнить со своими результатами и убедиться в точности своих методов.
Эта область космоса завораживает. Поскольку там очень мало объектов, способных возмутить их орбиты, астрономы считают, что ТНО сохранили следы динамики ранней Солнечной системы. В это время, согласно существующим моделям, планеты формировались и перемещались - система выглядела бы совсем не так, как сегодня. Когда планеты-гиганты маневрировали на своих нынешних орбитах, их гравитационное взаимодействие повлияло на орбиты ТНО. Эти результирующие орбиты могут быть изучены для реконструкции событий, которые сделали их такими; поскольку скопления ТНО могут иметь совершенно разные орбиты, чем больше их мы найдем, тем точнее будет реконструкция.
Кроме того, орбиты некоторого подмножества ТНО действительно странные. Это так называемые экстремальные ТНО, среднее орбитальное расстояние (или полубольшая ось) которых превышает 150 астрономических единиц. Некоторые астрономы считают, что экстремальные ТНО являются свидетельством того, что где-то там есть нечто, вызывающее гравитационный шорох - гипотетическая Планета Девять. Мы не нашли много таких объектов, поэтому каждый новый объект добавляет дополнительную точку данных, которая может помочь либо найти, либо исключить существование Планеты Девять. Новый каталог добавляет еще девять экстремальных ТНО, четыре из которых имеют полубольшую ось более 230 астрономических единиц.
Исследователи также обнаружили ряд объектов с орбитальным резонансом с Нептуном, когда тела имеют орбитальные периоды с простым соотношением; четыре новых нептуновых троянца, или астероида, которые разделяют орбиту планеты в гравитационно стабильных точках Лагранжа. Они также обнаружили большую комету C/2014 UN271 (Бернардинелли-Бернштейна), которая движется в направлении Солнца (хотя она дойдет только до Сатурна, прежде чем снова отправиться в путь) и примечательный "отделенный" объект, названный так потому, что на его орбиту не влияет Нептун, с необычайно высоким углом наклона орбиты от плоскости Солнечной системы. Вся эта новая информация, по словам исследователей, представляет собой значительный рост нашего понимания внешней Солнечной системы. К настоящему времени данные Dark Energy Survey составили около 20 процентов от всех известных ТНО, что довольно много. "Они будут ценны для дальнейших детальных статистических тестов моделей формирования транс-нептунианской области", - пишут исследователи.
