Μια άποψη των τροχιών του αντικειμένου ζώνης του Buffy και άλλων Kuiper. Πιστωτική εικόνα: CFHT Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Μια ομάδα αστρονόμων που εργάζονται στον Καναδά, τη Γαλλία και τις Ηνωμένες Πολιτείες ανακάλυψαν ένα ασυνήθιστο μικρό σώμα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο πέρα από τον Ποσειδώνα, στην περιοχή οι αστρονόμοι αποκαλούν ζώνη Kuiper. Αυτό το νέο αντικείμενο είναι διπλάσιο από τον Ήλιο από τον Ποσειδώνα και έχει περίπου το μισό μέγεθος του Πλούτωνα. Η εξαιρετικά ασυνήθιστη τροχιά του σώματος είναι δύσκολο να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας προηγούμενες θεωρίες για το σχηματισμό του εξωτερικού ηλιακού συστήματος.
Επί του παρόντος 58 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο (1 αστρονομική μονάδα, ή AU, είναι η απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου), το νέο αντικείμενο δεν πλησιάζει ποτέ πιο κοντά από τα 50 AU, επειδή η τροχιά του είναι κοντά στην κυκλική. Σχεδόν όλα τα αντικείμενα ζώνης Kuiper που ανακαλύφθηκαν πέρα από τον Ποσειδώνα απέχουν μεταξύ 30 AU και 50 AU. Πέρα από τα 50 AU, η κύρια ζώνη Kuiper φαίνεται να τελειώνει και ό, τι λίγα αντικείμενα έχουν ανακαλυφθεί πέρα από αυτήν την απόσταση έχουν όλα σε πολύ υψηλή εκκεντρότητα (μη κυκλικές) τροχιές. Οι περισσότερες από αυτές τις τροχιές υψηλής εκκεντρότητας είναι αποτέλεσμα του Ποσειδώνα να «πετάει» το αντικείμενο προς τα έξω από μια βαρυτική σφεντόνα. Ωστόσο, επειδή αυτό το νέο αντικείμενο δεν πλησιάζει τα 50 AU, απαιτείται μια διαφορετική θεωρία για να εξηγηθεί η τροχιά του. Περιπλέκοντας το πρόβλημα, η τροχιά του αντικειμένου έχει επίσης μια ακραία κλίση, με κλίση (κλίση) στους 47 μοίρες στο υπόλοιπο ηλιακό σύστημα.
Η ανακάλυψη και η παρακολούθηση
Το αντικείμενο, το οποίο έλαβε την επίσημη ονομασία 2004 XR 190 στην επίσημη ανακοίνωση της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, ανακαλύφθηκε κατά τη διάρκεια της ρουτίνας λειτουργίας της Έρευνας Ecliptic Plane Survey (CFEPS) του Καναδά-Γαλλίας που εκτελείται ως μέρος της έρευνας κληρονομιάς στο τηλεσκόπιο Canada France Hawaii. Προς το παρόν, οι ερευνητές χρησιμοποιούν το προσωρινό ψευδώνυμο "Buffy" για να προσδιορίσουν το νέο αντικείμενο, αν και έχουν προτείνει ένα διαφορετικό επίσημο όνομα σύμφωνα με τις κανονικές διαδικασίες για την ονομασία τέτοιων αντικειμένων.
Ο Buffy εξήχθη από τα δεδομένα του Legacy Survey (περίπου 50 gigabytes ανά ώρα λειτουργίας) από ισχυρούς υπολογιστές που χτυπούν τις τηλεσκοπικές εικόνες και παράγουν εκατοντάδες υποψηφίους. Στη συνέχεια, οι αστρονόμοι κοσκινίζουν τους υποψηφίους για να προσδιορίσουν τους απόμακρους κομήτες.
Η αστρονόμος Lynne Allen του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας ήταν η πρώτη που έβλεψε το νέο αντικείμενο, καθώς ολοκλήρωσε την αρχική ταυτοποίηση κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας δεδομένων CFEPS από τον Δεκέμβριο του 2004. «Ήταν αρκετά φωτεινό σε σύγκριση με τα συνηθισμένα αντικείμενα ζώνης Kuiper που βρείτε ", είπε ο Δρ. Allen," αλλά αυτό που ήταν πιο ενδιαφέρον ήταν πόσο μακριά ήταν. "
Η φωτεινότητα του αντικειμένου υποδηλώνει ότι έχει διάμετρο μεταξύ 500 και 1000 χιλιομέτρων (300 έως 600 μίλια). Ο Buffy είναι λοιπόν ένα πολύ μεγάλο αντικείμενο ζώνης Kuiper, αλλά περίπου μισή ντουζίνα είναι μεγαλύτερα.
«Συνειδητοποιήσαμε αμέσως ότι το αντικείμενο ήταν περίπου διπλάσιο από τον Ποσειδώνα από τον Ήλιο και ότι η τροχιά του ήταν δυνητικά σχεδόν κυκλική», δήλωσε ο καθηγητής του UBC Brett Gladman, ο οποίος παρατήρησε την ασυνήθιστη φύση του αντικειμένου κατά τον προσδιορισμό της τροχιάς του, «αλλά περαιτέρω παρατηρήσεις απαιτήθηκαν. "
Απαιτούνται ένα έως δύο χρόνια παρατηρήσεων ενός αντικειμένου ζώνης Kuiper προτού οι τροχιές τους μπορούν να μετρηθούν με ακρίβεια. Οι πρώτες πρόσθετες παρατηρήσεις του Buffy ήρθαν τον Οκτώβριο του 2005 όταν οι Gladman και Phil Nicholson του Πανεπιστημίου Cornell χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Hale 5 μέτρων για να παρατηρήσουν εκ νέου το αντικείμενο.
Η μέτρηση της νέας θέσης του Buffy απέδειξε ότι η τροχιά δεν ήταν μόνο εξαιρετικά κεκλιμένη, κεκλιμένη (κεκλιμένη) σε 47 μοίρες στο επίπεδο του πλανητικού συστήματος (ουσιαστικά δένοντας την εγγραφή για ένα αντικείμενο ζώνης Kuiper), αλλά επιβεβαίωσε ότι ο Buffy ήταν αντίθετος με οποιοδήποτε άλλο προηγουμένως- γνωστό αντικείμενο επειδή βρισκόταν σε σχεδόν κυκλική τροχιά ενώ ήταν σε πολύ μεγάλη απόσταση.
Περισσότερες μετρήσεις της θέσης του Buffy σε εικόνες από τηλεσκόπια στο Kitt Peak National Observatories στην Αριζόνα από μέλη της ομάδας Joel Parker (Southwest Research Institute), καθώς και από τον JJ Kavelaars (Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά, το Herzberg Institute of Astrophysics) και τον Wes Fraser (Πανεπιστήμιο του Victoria), μέχρι τον Νοέμβριο του 2005, βελτίωσε την εκτίμηση για την πλησιέστερη προσέγγιση του Buffy στον Ήλιο. Πρόσθετες παρατηρήσεις, για να επιβεβαιώσετε περαιτέρω την τροχιά, όπου στη συνέχεια παρέχεται από το έργο CFHT Legacy Survey. Οι αστρονόμοι θα πρέπει να περιμένουν μέχρι τον Φεβρουάριο του 2006 για να μετρήσουν τις λεπτές λεπτομέρειες της τροχιάς του Μπάφυ.
Η ομάδα έχει αναφέρει τα ευρήματά τους στο Κέντρο Μικρών Πλανητών, το κέντρο εκκαθάρισης για αστρονομικές μετρήσεις νέων μικρών πλανητών. «Η εύρεση του πρώτου γνωστού αντικειμένου με σχεδόν κυκλική τροχιά άνω των 50 AU είναι πράγματι ενδιαφέρουσα», αντέδρασε ο Brian Marsden, διευθυντής του MPC.
Προκλητικές θεωρίες
Αν και δεν είναι ούτε το μικρότερο, το μεγαλύτερο ούτε το πιο μακρινό αντικείμενο που ανακαλύφθηκε σε αυτήν την περιοχή, το νέο αντικείμενο ζώνης Kuiper έχει μια εξαιρετικά ασυνήθιστη τροχιά που αμφισβητεί τις θεωρίες της εξέλιξης του Ηλιακού Συστήματος.
Γιατί η τροχιά του Buffy θεωρείται τόσο ασυνήθιστη; Μόνο ένα άλλο αντικείμενο που εντοπίστηκε, το Sedna, παραμένει περισσότερο από 50 αστρονομικές μονάδες (AU) από τον Ήλιο σε ολόκληρη την τροχιά του. Ωστόσο, η Σέντνα βρίσκεται σε πολύ ελλειπτική τροχιά, μετακινείται προς 76 AU πριν ταξιδέψει πίσω πέρα από τα 900 AU. Σε αντίθεση, ο Buffy περνά όλο τον χρόνο του στο στενό εύρος μεταξύ 52 και 62 AU από τον Ήλιο. Σε συνδυασμό με την κλίση στην τροχιά του, αυτό το νέο αντικείμενο αμφισβητεί τις τρέχουσες θεωρίες σχετικά με την ιστορία του πρώιμου ηλιακού συστήματος.
Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει άλλα αντικείμενα ζώνης Kuiper που περνούν τον περισσότερο χρόνο τους πέρα από τα 50 AU. Αυτές βρίσκονται σε πολύ ελλειπτικές τροχιές, και σχεδόν όλες πλησιάζουν σε 38 AU από τον Ήλιο. Αυτή η στενή προσέγγιση τοποθετεί αυτά τα αντικείμενα στην εμβέλεια της βαρυτικής επιρροής του Ποσειδώνα. Αυτά τα αντικείμενα πιστεύεται ότι έχουν διασκορπιστεί στις τροχιές τους από μια βαρυτική σφεντόνα με τον Ποσειδώνα. Αυτή η ομάδα αντικειμένων ονομάστηκε έτσι "Scattered Disk".
Πριν από την ανακάλυψη του Buffy, ανακαλύφθηκαν μερικά άλλα αντικείμενα ζώνης Kuiper που περνούν μεγάλο μέρος του χρόνου τους πέρα από τα 50 AU, όπως αυτά του "Scattered Disk", αλλά δεν πλησίασαν εντός της βαρυτικής εμβέλειας του Ποσειδώνα. Αυτή η ομάδα ονομάστηκε "Extended Scattered Disk". Δύο από τα μέλη του είναι το 1995 TL8 και το 2000 YW134, τα οποία πλησιάζουν τα 40 AU του Ήλιου, αλλά έχουν αρκετά ελλειπτικές τροχιές που τα βγάζουν πέρα από τα 60 AU. Δύο ακόμη ακραία παραδείγματα του "Extended Scattered Disk" είναι το 2000 CR105, το οποίο πλησιάζει τα 44 AU και το Sedna, το οποίο ποτέ δεν πλησιάζει τον Ήλιο από τα 76 AU.
Λόγω της μεγάλης εκκεντρότητάς τους, αυτά τα αντικείμενα είναι πιθανό να έχουν διαταραχθεί έντονα από κάτι, αν και δεν θα μπορούσε να ήταν ο Ποσειδώνας επειδή δεν πλησιάζουν αρκετά για να διασκορπιστούν από τη βαρυτική δύναμη του πλανήτη. Καθώς και οι δύο Sedna και 2000 CR105 ταξιδεύουν επίσης πέρα από τα 500 AU από τον ήλιο, μια θεωρία είναι ότι, αφού διασκορπίστηκε από τον Ποσειδώνα, ένα αστέρι που περνούσε θα μπορούσε να είχε τραβήξει τις κοντινότερες προσεγγίσεις τους μακριά από τον Ήλιο.
Ο Buffy είναι σαφώς μέλος του "Extended Scattered Disk". Ωστόσο, η σχεδόν κυκλική τροχιά του Buffy το κάνει να ξεχωρίζει από τα άλλα μέλη. Επιπλέον, η μεγάλη τροχιακή κλίση του Buffy δεν εξηγείται τόσο εύκολα από την ιδέα που περνάει το αστέρι. Εάν ένα αστέρι θα μπορούσε να έχει επηρεάσει τόσο πολύ τον Buffy, θα έπρεπε επίσης να είχε διαταράξει μεγάλο μέρος της κύριας ζώνης Kuiper. Δεδομένου ότι οι αστρονόμοι δεν εντοπίζουν αυτή την έντονη αναστάτωση, απαιτείται μια πιο περίπλοκη θεωρία για να εξηγηθεί η τροχιά του Μπάφυ.
Η αόριστη εξήγηση μπορεί να βρίσκεται σε παρενέργειες από την αναδιάταξη του Ηλιακού Συστήματος στις αρχές της ιστορίας του. Μια πιθανότητα είναι ότι καθώς η τροχιά του Ποσειδώνα επεκτάθηκε αργά στο νέο Ηλιακό Σύστημα, οι πολύπλοκες βαρυτικές αλληλεπιδράσεις θα μπορούσαν να έχουν προκαλέσει την κυκλοφορία και την κλίση ορισμένων τροχιών ζώνης Kuiper. Ενώ η τροχιά του Buffy θα μπορούσε να έχει δημιουργηθεί με αυτόν τον τρόπο, αυτή η θεωρία δεν φαίνεται να εξηγεί το 2000 CR105 και το Sedna. Αυτή η νέα ανακάλυψη είναι συναρπαστική επειδή μας κάνει να ξανασκεφτούμε την κατανόησή μας για το πώς σχηματίστηκε η ζώνη Kuiper.
Το μέλλον
Κατά την τελευταία μισή δεκαετία, οι θεωρίες σχετικά με τον σχηματισμό του εξωτερικού μας Ηλιακού Συστήματος έχουν φτάσει στα όριά τους: ασυνήθιστα αντικείμενα ζώνης Kuiper, όπως ο Buffy, τα οποία ποτέ δεν πλησιάζουν τον Ποσειδώνα, αλλά έχουν μεγάλη κλίση πρέπει να εξηγηθούν.
Αν και υπάρχουν θεωρίες που εξηγούν μεμονωμένα αντικείμενα, η αναπαραγωγή ολόκληρου του συνόλου γνωστών αντικειμένων με μία διαδικασία αποτελεί μια δύσκολη πρόκληση για τα τρέχοντα μοντέλα ηλιακού συστήματος. Επειδή τα ασυνήθιστα αντικείμενα, όπως ο Buffy, είναι πολύ σπάνια, οι αστρονόμοι εξακολουθούν να γρατζουνίζουν την επιφάνεια των σκοτεινών γωνιών της ζώνης Kuiper. Μελλοντικές έρευνες μεγάλης κλίμακας που εξερευνούν συστηματικά τη ζώνη Kuiper είναι ο μόνος τρόπος για να ξεκλειδώσετε τα μυστήρια του τι συνέβη νωρίς στην ιστορία του Ηλιακού μας Συστήματος.
Αρχική πηγή: Τηλεσκόπιο Καναδά-Γαλλίας-Χαβάης
