Рассеянный диск

Рассеянный диск – это граничный регион Солнечной Системы, расположенный за поясом Койпера, но в то же время частично пересекается с ним внутренней областью. Некоторые специалисты предлагают объединить эти две области в одну, однако, ниже мы рассмотрим, почему все же они отличаются и имеют разные свойства.

Что это за образование

Рассеянный диск относится к семейству транснептуновых объектов. Область довольно мало изучена, подавляющее количество ее объектов было открыто либо в самом конце 20 века, либо уже в 21 веке. Считается, что диск образовался на начальных этапах эволюции Солнечной Системы, когда Солнце и газовые гиганты выбросили своей гравитацией глыбы льда, остатки комет и планетоидов на внешнюю орбиту.

Состоит рассеянный диск на 99% из льда и пыли. Крупные тела там редки, но самые массивные, вроде Эриды – почти на треть массивнее Плутона. В отличие от Пояса Койпера, рассеянный диск имеет гораздо меньшую среднюю плотность и другой угол наклона эклиптики – около 40 градусов. Меньшая плотность обусловлена большим диаметром – порядка 100 астрономических единиц (у Пояса Койпера около 40-45 а.е.), в то время как масса диска соизмерима с массой Пояса Койпера.

История открытия и изучения

До начала девяностых годов прошлого века единственным известным объектом за орбитой Нептуна был Плутон.

С развитием технологий, в частности, возможности интеграции телескопов с компьютерами, начали массово регистрировать новые транснептуновые объекты (ТНО). С 1992 по 2000 год было открыто новых более 1000 ТНО и практически все они относились к Поясу Койпера.

Однако, в 1996 году было открыто тело, которое имело аномальный эксцентриситет относительно Солнца и большой угол наклона эклиптики. Его перигелий был почти 135 астрономических единиц (тела Пояса Койпера имеют перигелии от 30 до 40 а.е.). Объект назвали 1996 TL66. После него такие тела начали также открываться массово и были объединены в рассеянный диск.

Внешние границы Солнечной Системы

Для понимания места расположения рассеянного диска, попробуем подытожить и очертить внешние границы Солнечной Системы. Орбита последней планеты системы, Нептуна, находится примерно на расстоянии 30 астрономических единиц от нашей звезды. Далее идет Пояс Койпера, который простирается от 30 до 45 а.е. от Солнца.

Как уже говорилось выше, рассеянный диск внутренними границами пересекается с Поясом Койпера, но выходит основной своей частью примерно на 135-145 а.е. от Солнца за счет перигелиев своих объектов. Здесь же и заканчивается гелиосфера звезды – солнечный ветер. И Пояс Койпера и рассеянный диск входят в семейство транснептуновых объектов.

Считается, что приблизительно в 1000 раз дальше гелиосферы располагается последний рубеж нашей Солнечной Системы – гипотетическое облако Оорта. Оно состоит из ледяных глыб и является источником долгопериодических комет. Облако Оорта располагается на расстоянии 100 тысяч а.е., то есть порядка светового года от Солнца и переходит в межзвездную среду. Это уже треть расстояния до ближайшей звезды – Проксимы Центавра.

Объекты рассеянного диска

На 99,99% рассеянный диск состоит из небольших (до нескольких метров) глыб льда, пыли и камней. Однако, есть в его списке и крупные тела – астероиды и планетоиды. Характерными особенностями объектов рассеянного диска SDO и основным их отличием от тел Пояса Койпера является хаотичность орбит. Если в первом они в основном круговые и эллиптические, то в рассеянном диске объекты путешествуют по всем трем осям, периодически меняя направление движения. В итоге, они могут выбрасываться за границы Солнечной Системы или в облако Оорта.

Объекты рассеянного диска сокращенно называют SDO (от английской аббревиатуры scattered disc object). Первым открытым SDO был TL66. Правда, чуть позже оказалось, что открытый ранее TL8 тоже относится к объектам рассеянного диска, а не ТНО. Кроме этих двух тел, астрономическое значение имеют еще два SDO – Эрида и Седна. Рассмотрим их характеристики более подробно.

Эрида – наиболее известная малая планета РД

Эрида была открыта в 2003 году, а прямо наблюдалась впервые только в 2005. Как раз в это время в научной среде шли активные дебаты по статусу Плутона и по классификации планетоподобных объектов в целом. Поэтому сначала новому открытому телу присвоили временное обозначение UB313 и только через несколько лет присвоили окончательное название.

В первое время шли серьезные разговоры о том, что Эрида – десятая планета Солнечной Системы и по размерам значительно превосходит Плутон. Затем, 24 августа 2006 года и Плутон и Эриду признали малыми планетами, плутоидами. Кроме того среди ТНО было открыто уже десятки подобных космических тел. Приблизительно в районе 2010 года выяснилось, что размеры Эриды меньше, они примерно соответствуют Плутону. А данные со спутника New Horizons 2015 года даже уточнили, что она чуть меньше.

Диаметр Эриды равен примерно 2300 километров, масса 1,67 х 10²²кг, и что примечательно, у нее есть свой спутник – Дисномия. Он вращается на расстоянии порядка 37000 километров от планеты, то есть, в 10 раз ближе чем Луна от Земли.

Основной состав Эриды – этановый лет, метановый снег, этилен и азот в твердом виде. Температура на поверхности – около 20К, то есть, минус 250 градусов Цельсия. Сейчас планетоид находится на расстоянии 96 астрономических единиц от Солнца и приближается.

Седна

Седна была открыта в 2003 году и является самым отдаленным небесным телом Солнечной Системы, расстояние до Солнца в афелии – почти 1000 астрономических единиц! Из-за этого, многие ученые полагают, что она была захвачена нашей системой из облака Оорта или даже другой звездной системы. Ее существование также связывают с гипотезой, что за орбитой Нептуна должна находиться десятая массивная планета из класса суперземель, гравитация которой придала Седне такой вытянутый эксцентриситет.

Статус Седны в классификации тоже был спорным – она долго претендовала на статус карликовой планеты, но в итоге так его и не удостоилась. Хотя многие астрономы это оспаривают. Период вращения вокруг Солнца – 11500 лет, диаметр – порядка 1000 километров, то есть в два раза меньше Плутона. Седна подойдет к точке перигелия к Солнцу в 2076 году и будет находиться на расстоянии примерно 76 а.е.

Интересной особенностью этого SDO является его красный цвет, наподобие Марса. Основные гипотезы гласят, что он обусловлен толином, который образовался в результате воздействия ультрафиолета на метановый лед. Некоторые ученые предполагают, что под поверхностью планеты может быть океан жидкой воды. Несмотря на температуру поверхности в  минус 235 градусов Цельсия, это может быть возможно из-за радиоактивного распада в ее мантии.

Показательно, что астрономы возлагают большие надежду на Седну, как на объект научных исследований будущего. Ее уникальная орбита и расположение помогут изучать ранние этапы эволюции Солнечной Системы, продвинуться в изучении облака Оорта, строить модели захвата планетами долгопериодических комет и влияние блуждающих космических тел на нашу систему.