Астероидный пояс Койпера и парадокс Ольберса
12 февраля 2001 г.
В 1826 г. немецкий астроном Генрих Ольберс сформулировал парадокс,
получивший его имя. Количество света, приходящее от звезды, уменьшается
пропорционально квадрату расстояния до нее. Но, если звезды расположены в
пространстве равномерно (такой вывод около 400 лет назад сделал Иоганн
Кеплер), то их число также увеличивается пропорционально квадрату
расстояния. Эти процессы должны, вроде бы, уравновешивать друг друга. И
тогда теоретически ночное небо должно быть залито светом, но это не так. В
этом и состоит парадокс Ольберса.
Конечный размер нашей галактики Млечный путь разрешает этот парадокс для
звезд, а если предположить, что Вселенная конечна, то парадокс Ольберса
будет разрешен и для галактик.
Недавно в журнале Astrophysical Journal Letters (547,L69) была опубликована
статья двух астрономов - Скотта Кениона (Scott J. Kenyon) из Смитсоновской
астрофизической обсерватории (Smithsonian Astrophysical Observatory) и
Роджера Виндхорста (Rogier A. Windhorst) из университета штата Аризона, в
которой они показывают, что темнота ночного неба также несет определенную
информацию о структуре и образовании нашей солнечной системы.
В 1992 г. Джейн Лу (Jane Luu) из Лейденской обсерватории и Дэйв Джевитт
(Dave Jewitt) из Гавайского университета открыли первые в нашей солнечной
системе объекты, расположенные за пределами орбиты Нептуна. К настоящему
моменту открыто уже более сотни таких объектов, образующих так называемый
пояс Койпера (Kuiper Belt objects, KBOs). Самые крупные из этих объектов
имеют размер порядка 2000 км, а самые маленькие - около 100 км.
Кенион и Виндхорст использовали темноту ночного неба для оценки количества
объектов из пояса Койпера размером менее 100 км в поперечнике. Они слишком
малы для наблюдения в наземные телескопы, но все вместе они дают достаточно
диффузного света, чтобы его можно было увидеть, например, с помощью
космического телескопа Hubble. Количество этого диффузного излучения
зависит от числа малых KBO-объектов (чем их больше, тем больше солнечного
света они отражают). Аналогичный эффект производят небольшие пылевые
частицы во внутренней части солнечной системы. Это свечение, называемое
зодиакальным, можно наблюдать невооруженным глазом в окрестности Солнца
сразу же после его захода и непосредственно перед его восходом.
Соотношение количества малых и крупных KBO-объектов очень важно для
определения процесса образования планет во внешней части солнечной системы.
Большинство теорий образования планет исходят из того, что планеты начинают
образовываться из тонкого околозвездного диска газа и пыли, вращающегося
вокруг молодой звезды. Планеты типа Земли, Марса и Юпитера образовались в
результате слияний малых объектов из этого диска (так называемых
планетезималей). Планетезимали имеют размеры от одного метра до одного
километра. В процессе взаимных столкновений они сбиваются вместе и образуют
каменные планеты типа Земли, Марса или Плутона. По мере роста этих
объектов, они изменяют траектории и ускоряют движение малых тел. При их
столкновении образуются миллионы частиц размером от 1 микрона до 1 метра,
которые отражают солнечный свет, видимый даже в наземные телескопы.
Кенион и Виндхорст показали, что ночное небо слишком темно, если исходить
из некоторых моделей образования планет. Как оказалось, степень темноты
неба связана с временем образования планеты Нептун. Если Нептун образовался
раньше крупных объектов из пояса Койпера, то этих объектов должно быть
намного меньше, а малых KBO-объектов - намного больше, чем это наблюдается
в телескопы. Соответственно и яркость ночного неба должна быть больше. Если
же Нептун образовался одновременно с крупными KBO-объектами, то яркость
ночного неба "правильная" (то есть такая, какая она есть на самом деле).
Тогда большинство мелких KBO-объектов являются результатами столкновений
более крупных объектов.
Другие новости за 12 февраля 2001 г.
Начаты испытания грузопассажирского самолета, разработанного СКБ "Сухой"
Революционный замысел "Боинга" - "летающее крыло" на 800 мест
Сегодня состоится прямая Web-трансляция посадки зонда NEAR на астероид Эрос
Модуль Destiny открыт для посещения
Первые огневые испытания сдвоенных двигателей для корабля X-33
Спутник HETE-2 начал научные наблюдения
Астероидный пояс Койпера и парадокс Ольберса