Пояс Койпера — диск из ледяных объектов на самых дальних рубежах Солнечной системы — оказался сложнее, чем мы думали. Еще в 2011 году исследователи обнаружили в нем скопление объектов на сходных орбитах, которое назвали «ядром» пояса Койпера. Теперь там найдено еще одно сгущение — «внутреннее ядро».
Первое «ядро» было найдено визуально при анализе орбит 189 объектов пояса Койпера (ОПК). Оно расположено примерно в 44 астрономических единицах от Солнца (1 а. е. равна расстоянию от Земли до Солнца). С момента его открытия никаких новых структур в поясе Койпера обнаружить не удавалось.
Так было до тех пор, пока астрофизик Амир Сираж из Принстонского университета и его коллеги не проделали кропотливую работу по уточнению орбитальных данных для 1650 ОПК и не пропустили их через алгоритм, ищущий сгущения и структуры. Они «натренировали» алгоритм на уже известном «ядре», а затем изучили результаты, чтобы проверить, нет ли поблизости других похожих структур.
«Алгоритм никогда не находил "ядро" в одиночку — каждый раз, когда он обнаруживал "ядро", он одновременно находил и другую группу объектов», — рассказывает Сираж.
Своим открытием исследователи поделились в статье, принятой к публикации в The Astrophysical Journal Letters. Новое скопление они назвали «внутренним ядром» из-за его расположения примерно в 43 а. е. Солнца. Все объекты этого «внутреннего ядра» движутся по поразительно круговым орбитам, лежащим почти в точности в плоскости Солнечной системы.
«Такая орбитальная стабильность — признак очень древней, нетронутой структуры, — объясняет Сираж. — Именно такие структуры могут дать ключи к пониманию эволюции Солнечной системы: как двигались по своим орбитам планеты-гиганты, через какие межзвездные среды проходила Солнечная система и многое другое о ее ранней истории».
Особенно ценным это открытие может быть для изучения миграции Нептуна, который, как полагают, образовался во внутренней части Солнечной системы, а затем переместился на свою текущую орбиту, говорит астроном Дэвид Несворны из Юго-Западного исследовательского института в Колорадо, один из первооткрывателей «ядра». По его словам, возможно, что когда Нептун двигался от Солнца, он захватил часть ОПК, собрал их в наблюдаемые теперь «ядро» и «внутреннее ядро», а потом «отпустил».
Ожидается, что обсерватория имени Веры Рубин в Чили, которая начала работу в этом году, обнаружит гораздо больше ОПК, чем известно сейчас. Это должно рассказать нам больше о «ядре» и «внутреннем ядре» — и, возможно, поможет открыть еще какие-то структуры на окраине Солнечной системы.
«Чем больше мы узнаем об архитектуре пояса Койпера, тем лучше разбираемся в истории Солнечной системы», — заключил астрофизик.