Науковці давно задаються питанням, як сформувалася наша Сонячна система, як вона розвивалася протягом всіх 6,5 млрд років свого існування. Як з'ясувати основні етапи становлення планетарних систем?
Можна, наприклад, вивчити малі тіла, які обертаються за Нептуном, в регіоні так званого Пояса Койпера. Він складається з об'єктів - залишків первісного диска з пилу і газу, що оточував молоде Сонце. Вважається, що найбільш віддалені від Землі та найбільш старі каменюки зможуть розповісти про склад і структуру ранньої Сонячної системи.
Однак ці об'єкти дуже малі за своїми розмірами, вони занадто слабкі для наших телескопів - важко спостерігати, м’яко кажучи.
Щоб більше дізнатися про них, астрономи використовують їхні кольори як проксі для опису хімічного складу. Різні матеріали відбивають “власне” світло. Тому, роблячи спектральний аналіз, науковці відновлюють “світову карту” Сонячної системи й дізнаються про склад небесних тіл, що рухаються навколо нашої зірки.
Нещодавно команда астрономів провела велике дослідження транснептунових об'єктів (ТНО), використовуючи дві обсерваторії на Гаваях. Під час дослідження, яке називається "Кольори походження зовнішньої Сонячної системи" (Col-OSSOS), було виміряно кольори 102 ТНО у видимому і ближньому інфрачервоному світлі.
Результати виявилися несподіваними: розрахунки продемонстрували, що існує лише два основних типи ТНО, залежно від їхньої відбивної здатності в ближньому інфрачервоному діапазоні. Дослідники назвали ці типи BrightIR і FaintIR, де IR означає інфрачервоний.
BrightIR об'єкти мають високе альбедо (відбивну здатність) в ближньому інфрачервоному діапазоні, тоді як FaintIR — це об'єкти з низьким альбедо в тому ж діапазоні.
Обидва типи опанували широкий діапазон кольорів у видимому світлі, що пояснюється сумішшю двох матеріалів. Один з цих — спільний для всіх тіл Пояса Койпера, інший — більш різноманітний за своїм хімічним складом.
Пояс койпера розташувався далеко навіть від Плутона
Дослідники також порівняли свої вимірювання з орбітальними властивостями ТНО, такими як відстань від Сонця, ексцентриситет (наскільки овальні їхні орбіти) і нахил (наскільки нахилені їхні орбіти).
Зазначається, що два типи кольорів мають різний орбітальний розподіл: об'єкти BrightIR мають більш круглі та менш нахилені орбіти, ніж об'єкти FaintIR. Тобто вони сформувалися в різних регіонах ранньої Сонячної системи, до того, як планети-гіганти мігрували якомога далі від Сонця і порушили їхні початкові орбіти.
Крім того, дослідники виявили нову кореляцію в межах типу BrightIR: блакитні (менш червоні) об'єкти, як правило, мають вищі нахили, ніж червоні. Відтак, існує градієнт кольорів, характерний для раннього протопланетного диска.
Дослідники використали чисельне моделювання, щоб перевірити цю ідею, і виявили, що вона може бути правдоподібною, якщо кольори ТНО не змінилися з моменту їх утворення.
Однак з такою інтерпретацією пов'язані деякі труднощі та невизначеності. Наприклад, існують блакитні об'єкти, які належать до іншої популяції ТНО, холодних класичних, які мають дуже низькі нахили і які зберегли свої початкові орбіти. Такі об'єкти вказують на існуванняіншого процесу або катастрофи минулому. Вибір невеликий: або зіткнення або космічна погода.
Науковці планують продовжити спостереження за більшою кількістю ТНО за допомогою різних інструментів і методів, щоб підтвердити свої висновки та вивчити інші можливості. Таким чином, вони сподіваються розгадати таємниці зовнішньої Сонячної системи та її походження.
Більш детально на сторінках American Astronomical Society. The Planetary Science Journal,Volume 4,Number 9
