Поиск новых целей для космического аппарата «Новые горизонты» в поясе Койпера приносит свои плоды. Мы не только можем надеяться найти еще один Аррокот (транснептуновый объект) для пролета, но и лучше понять динамику пояса Койпера и распределение комет во внутреннем облаке Оорта. Наблюдать за объектом с Земли или околоземной орбиты — это одно, но когда мы можем собирать данные об этом же объекте с помощью космического аппарата, удаляющегося от Солнца, мы расширяем границы открытий. Это включает в себя получение новых знаний о транснептуновых объектах (ТНО), которые уже каталогизированы, о чем свидетельствует новая статья о наблюдениях с помощью телескопа «Субару».
Статья, написанная под руководством Фуми Йошида (Технологический институт Тиба) и его коллег, посвящена Квавару и использованию данных «Новых горизонтов» для дальнейших исследований. Ключевым аспектом этой работы является фазовый угол, поскольку относительное положение объекта меняется при различных методах наблюдения.
«Одним из уникальных преимуществ наблюдения ТНО с космического аппарата, пролетающего через пояс Койпера, является то, что их можно наблюдать с значительно большим фазовым углом Солнца и с гораздо более близкого расстояния по сравнению с наземными или околоземными наблюдениями. Например, космический аппарат «Новые горизонты» наблюдал большой классический объект пояса Койпера (50000) Квавар при солнечных фазовых углах 51°, 66°, 84° и 94° (Verbiscer et al. 2022). Наземные наблюдения могут предоставить данные только при малых солнечных фазовых углах (≲2°). Сочетание наблюдений при больших и малых солнечных фазовых углах дает нам представление об отражательной способности поверхности объекта и позволяет делать выводы о свойствах поверхности ТНО в деталях (например, Porter et al. 2016; Verbiscer et al. 2018, 2019, 2022)».
В новой статье Hyper Suprime-Cam (HSC) телескопа «Субару» является источником данных, которые детализируют наше представление о поясе Койпера с помощью широкоугольных и глубоких наблюдений. Расположенная в главном фокусе телескопа, HSC включает в себя более 100 ПЗС-матриц, охватывающих поле зрения в 1,5 градуса.
Первые результаты работы Йошида подтверждают идею о том, что мы можем говорить о расширении пояса Койпера, внешний край которого, по-видимому, резко обрывается на расстоянии около 50 а.е. Это добавляет веса недавней работе со счетчиком пыли студентов (SDC) команды «Новых горизонтов», который измерял количество пыли за Нептуном и Плутоном. Результаты SDC указывают на такое расширение.
Другие планетные системы также поднимают вопрос о том, почему наш внешний пояс обломков должен быть таким ограниченным, как считалось ранее. Йошида говорит:
«Если посмотреть за пределы Солнечной системы, то типичный планетный диск простирается примерно на 100 а.е. от звезды-хозяйки (в 100 раз больше расстояния между Землей и Солнцем), а пояс Койпера, который, по оценкам, простирается примерно на 50 а.е., очень компактен. Исходя из этого сравнения, мы думаем, что первичная солнечная туманность, из которой родилась Солнечная система, возможно, простиралась дальше, чем нынешний пояс Койпера».
Если окажется, что ранний планетный диск нашей системы был относительно мал, это может быть результатом действия внешних объектов, таких как широко обсуждаемая (и до сих пор неизвестная) Планета 9.
Распределение объектов в этой области, таким образом, указывает на эволюцию Солнечной системы, предполагая, что дальнейшие открытия позволят нам более полно представить этот процесс.
Работа «Субару» была сосредоточена на двух полях вдоль траектории «Новых горизонтов» — области неба, эквивалентной примерно 18 полным лунам. Используя эти данные, полученные в результате тридцати ночных наблюдений, научная группа «Новых горизонтов» смогла обнаружить более 240 объектов. В новой работе эти результаты развиваются путем изучения тех же наблюдений с помощью других аналитических инструментов, с использованием программного обеспечения JAXA под названием «Система обнаружения движущихся объектов», которое обычно используется для обнаружения околоземных объектов.
Из 84 кандидатов в ТНО было обнаружено семь новых объектов, орбиты которых можно проследить. Двум из них были присвоены предварительные обозначения Центром малых планет Международного астрономического союза. Полуглавные оси двух предварительно обозначенных объектов превышают 50 а.е., что указывает на то, что по мере продолжения таких наблюдений мы сможем расширить границы пояса Койпера.
Дальнейшая работа с использованием HSC продолжается. Наблюдения за крошечными объектами на таких расстояниях всегда сопряжены с трудностями, но авторы отмечают тот факт, что, хотя их наборы данных охватывают период с мая 2020 года по июнь 2021 года (последние опубликованные наборы данных), особое внимание в них уделяется данным за июнь 2020 года и июнь 2021 года. Это время, когда поле наблюдения находилось близко к противостоянию, т.е. прямо напротив Солнца, если смотреть с Земли. В противостоянии объекты должны быть самыми яркими, а их движение по небу — наиболее точно измеряемым.
Дополнительные наборы данных находятся в обработке и будут проанализированы после их публикации. Авторы намерены усовершенствовать свое программное обеспечение таким образом, чтобы получать более точные результаты вблизи звезд поля, которые в противном случае могут помешать обнаружению. Они также планируют внедрить систему машинного обучения по мере продолжения работы.
Тем временем «Новые горизонты» продолжают свой путь, поднимая вопрос о своем преемнике. На данный момент у нас есть только один космический аппарат в поясе Койпера. Как и когда мы построим зонд, который продолжит его работу?
Читайте также: Возможно, существует второй пояс Койпера, и зонд “Новые горизонты” направляется туда
