Twoja wyszukiwarka

MICHAŁ RÓŻYCZKA
ZA NEPTUNEM
Wiedza i Życie nr 6/1998
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 6/1998

W 1950 roku holenderski astronom Jan Oort przedstawił hipotezę, w myśl której Układ Słoneczny jest otoczony sferycznym rojem komet. Ów rój, nazywany obecnie obłokiem Oorta, miał znajdować się w odległości 50 000 j.a. od Słońca (j.a., czyli jednostka astronomiczna, to długość wielkiej półosi orbity Ziemi równa około 150 mln km). W pobliże Słońca trafiały według Oorta tylko te komety, których ruch orbitalny został w odpowiedni sposób zakłócony przez pobliskie gwiazdy lub pole grawitacyjne Galaktyki.

Zewnętrzne obszary Układu Słonecznego (naniesiono orbity ciał znanych w połowie roku 1997). Cztery niebieskie okręgi to orbity Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. Kolorem złotym oznaczono orbity nielicznej i nie omawianej w tekście rodziny planetozymali krążących wewnątrz orbity Neptuna, zaś różnymi odcieniami koloru zielonego - orbity planetozymali z pasa Kuipera i pasa rozproszonego (jedna z nich to orbita Plutona). Obiekt 1996TL66, krążący po najbardziej wyciągniętej z zielonych orbit, ma średnicę około 500 km i oddala się od Słońca na 130 j.a., dzierżąc w tej konkurencji obecny rekord Układu Słonecznego

Fot. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Rok później astronom amerykański holenderskiego pochodzenia Gerard Kuiper wydedukował istnienie drugiego roju, który miał mieć kształt niezbyt grubego pierścienia. Wewnętrzny brzeg pierścienia, znanego dziś pod nazwą pasa Kuipera, miał znajdować się tuż za orbitą Neptuna. Zgodnie z obecnym stanem wiedzy na peryferiach Układu Słonecznego (zarówno w pasie Kuipera, jak i w obłoku Oorta) krążą obiekty będące "pośrednim ogniwem" między gazowo-pyłową mgławicą protoplanetarną a w pełni uformowanymi planetami. W pracach teoretycznych określa się je mianem planetozymali, ale ze względów czysto tradycyjnych astronomowie na co dzień nadal nazywają je jądrami kometarnymi lub po prostu kometami.

Jeszcze sześć lat temu wydawało się, że oba roje planetozymalno-kometarne istnieją tylko w wyobraźni teoretyków: pierwszy obiekt należący do pasa Kuipera został odkryty dopiero we wrześniu 1992 roku. Nosi on oznaczenie katalogowe 1992QB1, ma średnicę około 200 km i krąży wokół Słońca po orbicie o niemal takich samych rozmiarach jak orbita Plutona. Następnych odkryć dokonywano jednak coraz szybciej i do końca 1997 roku w pasie Kuipera znaleziono aż 60 planetozymali o średnicach od kilkudziesięciu do kilkuset kilometrów. Całkowitą ich liczbę ocenia się na kilkadziesiąt tysięcy, a ich łączną masę na jedną do trzech mas Ziemi. Między nimi musi krążyć bardzo dużo astronomicznego drobiazgu o rozmiarach odpowiadających rozmiarom "klasycznych" jąder kometarnych (kilka-kilkanaście kilometrów), który pozostaje poza zasięgiem współczesnych teleskopów. Pas Kuipera jest już więc tak samo realny, jak znany od 200 lat pas planetoid między orbitami Marsa i Jowisza. Witając go w słonecznej rodzinie, przyszło niestety pożegnać się z najdalszą i najmniejszą z naszych planet. Nie ulega już bowiem żadnej wątpliwości, że Pluton zaliczany dotychczas do planet jest tylko... planetarnym półproduktem. Wśród podobnych mu obiektów pasa Kuipera wyróżnia się tylko wielkością.

Zgodnie z oczekiwaniami Kuipera większość obiektów znalezionych poza orbitą Neptuna krąży wokół Słońca po niemal kołowych orbitach, których płaszczyzny są nachylone do płaszczyzny orbity Ziemi pod kątami nie większymi niż 20o. Dwa z nich wyłamują się jednak z tych reguł na tyle, że zaliczono je nie do pasa Kuipera, lecz do nowej peryferyjnej jednostki strukturalnej Układu Słonecznego, określanej jako "dysk rozproszony". 1996RQ20 i 1996TL66, bo o nich tu mowa, mają orbity wyraźnie spłaszczone i nachylone do orbity Ziemi pod kątami odpowiednio 34o i 24o.

Zgodnie z obecnym stanem teorii pas Kuipera to planetozymale, które nigdy nie trafiły w pobliże którejkolwiek z planet zewnętrznych i które w związku z tym krążą po swych pierwotnych orbitach ukształtowanych około 4.5 mld lat temu. W pasie rozproszonym znajdują się natomiast obiekty, których orbity znalazły się między orbitami Urana i Neptuna (lub tuż na zewnątrz tej ostatniej), i które kiedyś trafiły w pobliże jednej z tych dwóch planet.

Głównym winowajcą odpowiedzialnym za zamieszanie w tej grupie planetozymali był Neptun, który potrafił nie tylko wyrzucać je do pasa rozproszonego, lecz także trwale je ze sobą wiązać (najprawdopodobniej w ten właśnie sposób zdobył swój największy księżyc - Trytona). Ocenia się, że całkowita masa pasa rozproszonego stanowi około 1% łącznej masy Urana i Neptuna (około 0.3 masy Ziemi).

Zarówno tę ocenę, jak i ocenę masy pasa Kuipera musimy jednak traktować z rezerwą. Nie tylko ze względu na ciągle jeszcze niewielką liczbę odkrytych obiektów, lecz także z powodu całkowitego braku informacji o obiektach, których średnice nie przekraczają kilkudziesięciu kilometrów. Pewne jest jedno: za Neptunem jest znacznie ciekawiej, niż przypuszczano!