Pas Kuipera to pas lodowych obiektów znajdujący się poza orbitą Neptuna. Nowo odkryta struktura znajduje się tuż obok niej, obok poznanej już wcześniej grupy. Astronomowie podają, że to odkrycie wskazuje, iż „architektura tego obszaru Układu Słonecznego może być bardziej złożona, niż dotychczas sądzono”.
Co pokazują badania?
Naukowcy z Uniwersytetu Princeton i Instytutu Studiów Zaawansowanych (IAS), używając zaawansowanego algorytmu wyszukiwania wzorców używanego do analizy dużych zbiorów danych astronomicznych, znaleźli nową grupę obiektów znajdujących się w odległości od Słońca wynoszącej 43 jednostki astronomiczne (jednostka astronomiczna, AU to odległość między Ziemią a Słońcem, wynosząca około 150 milionów kilometrów), czyli nieco bliżej, niż pierwotnie znaleziony rdzeń grupy, który znajduje się w odległości 44 AU.
Pierwotny rdzeń został odkryty w 2011 roku przez astronoma Jeana-Marca Petita. Obserwował on wykresy orbit i zauważył niezwykłą koncentrację obiektów o kołowych orbitach o małym nachyleniu w okolicy 44 AU. Po tym odkryciu, inni astronomowie zaczęli zadawać sobie pytanie, czy w tym miejscu znajdują też inne, podobne grupy. Do ich zidentyfikowania użyto algorytmu zwanego DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise), który doskonale sprawdza się w wyszukiwaniu gęstych grup punktów danych wśród rozproszonego „szumu”.
Zespół wykorzystał do badań bazę danych 1650 klasycznych obiektów Pasa Kuipera, tych o stabilnych i niezbyt ekscentrycznych orbitach, i obliczył dla każdego z nich swobodną średnią odległość, swobodny mimośród i swobodną inklinację. Mając te trzy wartości jako współrzędne w przestrzeni trójwymiarowej, uruchomili algorytm DBSCAN.
Algorytm zaczął identyfikować grupę zgodną z definicją wcześniej odkrytego rdzenia. Co najważniejsze, we wszystkich tych przypadkach DBSCAN identyfikuje dodatkowy klaster w odległości około 43 AU. Tę dodatkową grupę nazwano rdzeniem wewnętrznym. Ma ono swe charakterystyczne cechy, np. jego środek znajduje się około 43 AU, podczas gdy rdzeń znajduje się w odległości 44 AU. Podobnie jak pierwotny rdzeń i reszta populacji „zimnych” obiektów Pasa Kuipera, obiekty rdzenia wewnętrznego mają orbity położone bardzo blisko płaszczyzny Układu Słonecznego, z niewielkimi swobodnymi nachyleniami.
Jedną z największych zagadek jest w tym momencie to, czy rdzeń i rdzeń wewnętrzny to rzeczywiście dwie oddzielne struktury, czy też stanowią część jednej, większej, ciągłej struktury. Trudno to stwierdzić m.in. z powodu bliskości Neptuna znajdującego się w odległości 43,7 AU, który powoduje „rezonans ruchu średniego”. Rezonanse to obszary, w których orbity obiektów są okresowo zaburzane przez grawitację planety, co często powoduje ich niestabilność.
Istnieją zatem dwa możliwe wyjaśnienia: albo rdzeń jest znacznie większy niż wcześniej sądzono, albo w Pasie Kuipera występuje dodatkowa, odrębna struktura. W obu przypadkach, odkryty niedawno rdzeń wewnętrzny, jest dodatkowym elementem. Odkrycie rdzenia wewnętrznego, niezależnie, czy jest on odrębną strukturą, czy też nie, ma konsekwencje dla naszego zrozumienia powstawania i ewolucji Układu Słonecznego. Kolejne badania są niezbędne, aby lepiej poznać ten obszar.
Czytaj też:
Spektakularne odkrycie astronomów. Tę gromadę gwiazd można zobaczyć gołym okiemCzytaj też:
To, że musi istnieć, udowodniono na papierze. Dopiero później dostrzeżono ją na niebieCzytaj też:
Pierwsze takie zdjęcie w historii. Przygotowania trwały bardzo długo