Хаос. Нелинейная динамика

Поясом Койпера, напомним, называют обширную область Солнечной системы за орбитой Нептуна. Совокупная масса сотен тысяч содержащихся здесь объектов во много раз превышает массу пояса астероидов.

Выступая на ежегодном собрании отделения планетоведения Американского астрономического общества, канадские и американские ученые представили новые гипотезы формирования объектов пояса Койпера. Первый докладчик, сотрудник Калифорнийского технологического института Майкл Браун (Michael Brown), обратил внимание коллег на последние данные наблюдений крупных объектов пояса Койпера. Как выясняется, их плотность может изменяться в очень широких пределах: в некоторых случаях - у "цельнокаменных" объектов - она доходит до 3 г/см3, но иногда опускается до уровня, соответствующего телам с внутренними полостями, составленным из практически чистого льда. Плутон, наиболее хорошо изученный обитатель пояса Койпера, имеет среднюю плотность, примерно равную 2 г/см3.

Если бы эти объекты формировались так, как предсказывает теория, - постепенно, путем объединения небольших фрагментов, - то их плотности, рассуждает г-н Браун, должны были бы уравниваться. "Они все имели бы примерно одинаковый состав, - развивает свою мысль исследователь. - К сожалению, в реальности все не так".

По мнению ученого, в теоретической модели образования крупных тел пояса Койпера процесс последовательной аккреции нужно заменить серией столкновений объектов средних размеров. После каждого столкновения основная часть массы переходила к новому, более крупному объекту, а остаток (в основном - лед) уносился в космос. Таким способом, как показал Майкл Браун, можно получить верное значение плотности для большинства известных крупных объектов пояса Койпера, а также объяснить одну наблюдаемую закономерность: с увеличением размеров тел доля льда в их составе несколько уменьшается.

Автор второго доклада, Алекс Паркер (Alex Parker) из Университета Виктории, изучал широкие двойные системы в удаленных районах пояса Койпера.

Разрушение широкой двойной системы при ее взаимодействии с Нептуном (иллюстрация Алекса Паркера).

Принято считать, что на расстоянии в 6-7 млрд км от Солнца процесс аккреции должен идти очень медленно, и объекты, составляющие эти двойные системы, просто не успели бы сформироваться. Эта проблема решается в известной модели Ниццы: предполагается, что удаленные тела формировались в области, приближенной к звезде, а затем изменили свое положение в результате сдвига орбит планет (Нептуна).

Наблюдая за широкими двойными системами, г-н Паркер обнаружил, что компаньоны могут расходиться на чрезвычайно большое расстояние, а их связь, соответственно, может становиться очень непрочной. "При взаимодействии с Нептуном эти двойные системы были бы уничтожены", - утверждает исследователь.

"Выходит, нам надо либо доработать модель Ниццы, либо признать, что тела пояса Койпера формировались там, где они сейчас находятся", - подводит итог коллега г-на Паркера Стивен Теглер (Stephen Tegler) из Университета северной Аризоны.

Работа Алекса Паркера принята к публикации в The Astrophysical Journal Letters.

По материалам Nature News.