კაიპერის სარტყელი: საიდუმლოებები და ახალი აღმოჩენების მოლოდინი

ნეპტუნის ორბიტის მიღმა მდებარეობს უძველესი რელიქვიების, დინამიკური ამოცანების და, შესაძლოა, ერთი ან ორი დამალული პლანეტის ვრცელი რგოლი. კაიპერის სარტყელი, გაყინული ნამსხვრევების რეგიონი, რომელიც მზიდან დედამიწაზე 30-დან 50-ჯერ უფრო შორსაა — და შესაძლოა უფრო შორსაც, თუმცა ზუსტად არავინ იცის — საიდუმლოებითაა მოცული მას შემდეგ, რაც ის პირველად 1990-იან წლებში გამოჩნდა. ბოლო 30 წლის განმავლობაში ასტრონომებმა კაიპერის სარტყლის დაახლოებით 4,000 ობიექტი (KBO) აღრიცხეს, მათ შორის რამდენიმე ჯუჯა პლანეტა, ყინულოვანი კომეტა და პლანეტების ნარჩენები. თუმცა, მოსალოდნელია, რომ ეს რიცხვი მომავალ წლებში ათჯერ გაიზრდება, რადგან უფრო მოწინავე ტელესკოპებიდან დაკვირვებები მრავლდება. კერძოდ, ჩილეში მდებარე ვერა რუბინის ობსერვატორია გაანათებს ამ ბუნდოვან რეგიონს თავისი ფლაგმანი პროექტით, „სივრცისა და დროის მემკვიდრეობითი კვლევით“ (LSST), რომელმაც ფუნქციონირება შარშან დაიწყო. სხვა ახალი თაობის ობსერვატორიები, როგორიცაა ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპი (JWST), ასევე დაეხმარება სარტყლის ფოკუსში მოქცევას. „ნეპტუნის მიღმა მზის სისტემაში არსებული ობიექტების აღწერა გვაქვს, მაგრამ ეს სხვადასხვა კვლევების ნაკრებია და დიდ ადგილს ტოვებს იმისთვის, რომ იქ შეიძლება ისეთი რაღაცები იყოს, რაც გამოგვრჩა“, — ამბობს რენუ მალჰოტრა, არიზონას უნივერსიტეტის პლანეტარული მეცნიერებების პროფესორი. „ვფიქრობ, ეს არის დიდი რამ, რასაც რუბინი გააკეთებს — შეავსებს ხარვეზებს მზის სისტემის შემადგენლობის შესახებ ჩვენს ცოდნაში“, — დასძენს ის. „ეს დიდად შეუწყობს ხელს ჩვენს აღწერასა და მზის სისტემის შემადგენლობის შესახებ ჩვენი ცოდნის გაღრმავებას.“ შედეგად, ასტრონომები ემზადებიან ამ ახალი საზღვრიდან აღმოჩენების ნაკადისთვის, რამაც შეიძლება ნათელი მოჰფინოს უამრავ გადაუჭრელ კითხვას. არის თუ არა ახალი პლანეტები დამალული სარტყელში, თუ მის მიღმა? რამდენად შორს ვრცელდება ეს რეგიონი? და არის თუ არა კატაკლიზმური წარსული შეხვედრების კვალი სამყაროებს შორის — როგორც ჩვენი სისტემის შიგნიდან, ისე ვარსკვლავთშორისი სივრციდან — აღბეჭდილი ამ ძირითადად ხელუხლებელ ობიექტთა კოლექციაში ღრმა წარსულიდან? „ვფიქრობ, LSST-ის გამო, ეს ძალიან მალე გახდება მეცნიერების აქტუალური სფერო“, — ამბობს ამირ სირაჯი, პრინსტონის უნივერსიტეტის ასპირანტი, რომელიც კაიპერის სარტყელს სწავლობს. კაიპერის სარტყელი არის პლანეტარული ნარჩენების სასაფლაო, რომლებიც მზიდან შორს მიმოიფანტნენ მზის სისტემის ქაოტური დაბადების დროს დაახლოებით 4.6 მილიარდი წლის წინ. პლუტონი იყო პირველი KBO, რომელიც ოდესმე აღმოაჩინეს, სარტყლის აღმოჩენამდე ნახევარ საუკუნეზე მეტი ხნით ადრე. 1990-იანი წლებიდან ასტრონომებმა სარტყელში აღმოაჩინეს რამდენიმე სხვა ჯუჯა პლანეტა, როგორიცაა ერისი და სედნა, ათასობით მცირე ობიექტთან ერთად. მიუხედავად იმისა, რომ კაიპერის სარტყელი სრულად სტატიკური არ არის, ის, უმეტესწილად, ადრეული მზის სისტემის ხელუხლებელი დროის კაფსულაა, რომლის შესწავლაც შესაძლებელია პლანეტების ფორმირების შესახებ მინიშნებებისთვის. მაგალითად, სარტყელი შეიცავს უცნაურ სტრუქტურებს, რომლებიც შეიძლება იყოს გიგანტური პლანეტებს შორის წარსული შეხვედრების ნიშნები, მათ შორის ობიექტების ერთი კონკრეტული გროვა, ცნობილი როგორც „ბირთვი“ (kernel), რომელიც დაახლოებით 44 ასტრონომიულ ერთეულზე (AU) მდებარეობს, სადაც ერთი AU არის მანძილი დედამიწასა და მზეს შორის (დაახლოებით 93 მილიონი მილი). მიუხედავად იმისა, რომ ამ ბირთვის წარმოშობა ჯერ კიდევ აუხსნელია, ერთი პოპულარული ჰიპოთეზა არის ის, რომ მისი შემადგენელი ობიექტები — რომლებიც ცნობილია როგორც „ცივი კლასიკები“ — ნეპტუნის მიერ მზის სისტემაში გარეთა მიგრაციისას იქნა გაწეული 4 მილიარდ წელზე მეტი ხნის წინ, რაც შესაძლოა რთული და არათანაბარი მოძრაობა ყოფილიყო. იდეა მდგომარეობს იმაში, რომ „ნეპტუნი გაზის სხვა გიგანტებმა შეარყიეს და მან ერთგვარი ნახტომი გააკეთა; ამას „ნახტომისებური ნეპტუნის“ სცენარი ეწოდება“, — ამბობს ვეს ფრეიზერი, კანადის ეროვნული კვლევითი საბჭოს დომინიონის ასტროფიზიკური ობსერვატორიის ასტრონომი, რომელიც კაიპერის სარტყელს იკვლევს და აღნიშნავს, რომ ეს იდეა ასტრონომ დევიდ ნესვორნიმ შეიმუშავა. „წარმოიდგინეთ თოვლამწმენდი, რომელიც ავტომაგისტრალზე მოძრაობს და ამწევს ასწევს. ის ტოვებს თოვლის გროვას უკან“, — დასძენს ის. „სწორედ ასეთმა იდეამ დატოვა ცივი კლასიკების გროვა. ეს არის ბირთვი.“ სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნეპტუნმა ეს ობიექტები თავისთან ერთად გაიტაცა გარეთ მიგრაციისას, მაგრამ შემდეგ გაწყვიტა მათზე გრავიტაციული ძალა, როდესაც „გადახტა“, რის შედეგადაც ისინი კაიპერის სარტყელში განთავსდნენ ნეპტუნის მიერ გამოძერწილ გამორჩეულ ბირთვის (kernel) სტრუქტურაში, რომელიც დღემდე ხელუხლებელია. გასულ წელს, სირაჯმა და მისმა ხელმძღვანელებმა პრინსტონში კაიპერის სარტყელში სხვა დამალული სტრუქტურების მოსაძებნად ახალი ალგორითმი გამოიყენეს, რომელმაც 1,650 KBO გააანალიზა — დაახლოებით 10-ჯერ მეტი ობიექტი, ვიდრე 2011 წლის კვლევა, რომელსაც ჟან-რობერ პეტი ხელმძღვანელობდა და რომელმაც პირველად იდენტიფიცირება მოახდინა ბირთვის (kernel). შედეგებმა თანმიმდევრულად დაადასტურა თავდაპირველი ბირთვის არსებობა, ამავდროულად გამოავლინა შესაძლოა ახალი „შიდა ბირთვი“, რომელიც დაახლოებით 43 AU-ზე მდებარეობს, თუმცა ამ აღმოჩენის დასადასტურებლად მეტი კვლევაა საჭირო, გუნდის 2025 წლის კვლევის მიხედვით. „ძირითადად, თქვენ გაქვთ ეს ორი გროვა, 43 და 44 AU-ზე“, — განმარტავს სირაჯი. „გაურკვეველია, არიან თუ არა ისინი ერთი და იმავე სტრუქტურის ნაწილი“, მაგრამ „ორივე შემთხვევაში, ეს არის კიდევ ერთი მინიშნება, შესაძლოა, ნეპტუნის მიგრაციის, ან რაიმე სხვა პროცესის შესახებ, რომელმაც ეს გროვები წარმოშვა.“ როგორც რუბინი და სხვა ტელესკოპები მომდევნო წლებში ათასობით KBO-ს აღმოაჩენენ, ბუნებრივ