კოიპერის სარტყლის საიდუმლოებები: ახალი აღმოჩენები ნეპტუნის მიღმა

ნეპტუნის ორბიტის მიღმა ვრცელდება უძველესი რელიკვიების, დინამიკური გამოცანებისა და შესაძლოა, ერთი ან ორი ფარული პლანეტის ვრცელი სარტყელი. კოიპერის სარტყელი, გაყინული ნარჩენების რეგიონი, რომელიც მზიდან დედამიწაზე 30-დან 50-ჯერ უფრო შორსაა – და შესაძლოა, კიდევ უფრო შორს, თუმცა ეს არავინ იცის – საიდუმლოებითაა მოცული მას შემდეგ, რაც ის პირველად 1990-იან წლებში აღმოაჩინეს. ბოლო 30 წლის განმავლობაში ასტრონომებმა დაახლოებით 4000 კოიპერის სარტყლის ობიექტი (კსო) დააფიქსირეს, მათ შორის რამდენიმე ჯუჯა პლანეტა, ყინულოვანი კომეტა და პლანეტების ნარჩენები. თუმცა, მოსალოდნელია, რომ ეს რიცხვი ათჯერ გაიზრდება უახლოეს წლებში, რადგან უფრო მოწინავე ტელესკოპებიდან მიღებული მონაცემები მოიმატებს. კერძოდ, ჩილეში არსებული ვერა სი. რუბინის ობსერვატორია გაანათებს ამ ბუნდოვან რეგიონს თავისი ფლაგმანი პროექტით, კოსმოსისა და დროის მემკვიდრეობითი კვლევით (LSST), რომელმაც ფუნქციონირება შარშან დაიწყო. სხვა ახალი თაობის ობსერვატორიები, როგორიცაა ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი (JWST), ასევე ხელს შეუწყობს სარტყლის ფოკუსში მოქცევას. „ნეპტუნის მიღმა ჩვენ გვაქვს მზის სისტემის შემადგენლობის აღწერა, მაგრამ ეს არის კვლევების ნაკუწ-ნაკუწ შეგროვებული მოზაიკა, რომელიც დიდ სივრცეს ტოვებს იმ ობიექტებისთვის, რომლებიც შესაძლოა იქ არსებობენ, მაგრამ ჯერ ვერ ვიპოვეთ“, - ამბობს რენუ მალჰოტრა, არიზონას უნივერსიტეტის ლუიზ ფუკარ მარშალის სამეცნიერო კვლევის პროფესორი და პლანეტარული მეცნიერებების რეგენტ პროფესორი. „ვფიქრობ, ეს არის მთავარი, რასაც რუბინის ობსერვატორია გააკეთებს — შეავსებს ხარვეზებს მზის სისტემის შემადგენლობის შესახებ ჩვენს ცოდნაში“, — დასძენს ის. „ეს დიდად გააუმჯობესებს ჩვენს აღრიცხვასა და ცოდნას მზის სისტემის შემადგენლობის შესახებ.“ შესაბამისად, ასტრონომები ემზადებიან ამ ახალი ფრონტიდან აღმოჩენების ტალღისთვის, რამაც შეიძლება ნათელი მოჰფინოს მრავალ აქტუალურ კითხვას. იმალება თუ არა სარტყელში ან მის მიღმა ახალი პლანეტები? რამდენად შორს ვრცელდება ეს რეგიონი? და არის თუ არა კატაკლიზმური წარსული შეხვედრების კვალი სამყაროებს შორის — როგორც ჩვენს სისტემაში წარმოქმნილი, ისე ვარსკვლავთშორისი სივრციდან მოსული — აღბეჭდილი ამ უძველესი ობიექტების დიდწილად ხელუხლებელ კოლექციაში? „ვფიქრობ, ეს ძალიან მალე გახდება ცხელი სფერო, LSST-ის წყალობით“, — ამბობს ამირ სირაჟი, პრინსტონის უნივერსიტეტის ასპირანტი, რომელიც კოიპერის სარტყელს სწავლობს. კოიპერის სარტყელი არის პლანეტარული ნარჩენების სამაროვანი, რომლებიც მზიდან შორს გაიფანტნენ მზის სისტემის ქაოტური დაბადების დროს დაახლოებით 4.6 მილიარდი წლის წინ. პლუტონი იყო პირველი კსო, რომელიც აღმოაჩინეს, თვით სარტყლის აღმოჩენამდე ნახევარ საუკუნეზე მეტი ხნით ადრე. 1990-იანი წლებიდან ასტრონომებმა სარტყელში აღმოაჩინეს რამდენიმე სხვა ჯუჯა პლანეტა, როგორიცაა ერისი და სედნა, ათასობით პატარა ობიექტთან ერთად. მიუხედავად იმისა, რომ კოიპერის სარტყელი მთლიანად სტატიკური არ არის, ის, უმეტესწილად, მზის სისტემის ადრეული პერიოდის ხელუხლებელი დროის კაფსულაა, რომლის შესწავლაც პლანეტების ფორმირების შესახებ მინიშნებებს მოგვცემს. მაგალითად, სარტყელი შეიცავს უცნაურ სტრუქტურებს, რომლებიც შეიძლება იყოს გიგანტური პლანეტების წარსული შეხვედრების ნიშნები, მათ შორის ობიექტების ერთი კონკრეტული გროვა, ცნობილი როგორც „ბირთვი“, რომელიც მდებარეობს დაახლოებით 44 ასტრონომიულ ერთეულზე (ა.ე.), სადაც ერთი ა.ე. არის მანძილი დედამიწასა და მზეს შორის (დაახლოებით 93 მილიონი მილი). მიუხედავად იმისა, რომ ამ „ბირთვის“ წარმოშობა ჯერ კიდევ გაუგებარია, ერთ-ერთი პოპულარული ჰიპოთეზა არის ის, რომ მისი შემადგენელი ობიექტები — რომლებიც ცნობილია როგორც „ცივი კლასიკურები“ — ნეპტუნის მიერ მზის სისტემის გავლით მისი გარეგანი მიგრაციის დროს იქნა გაწეული 4 მილიარდ წელზე მეტი ხნის წინ, რაც შესაძლოა, არც ისე გლუვი პროცესი იყო. იდეა მდგომარეობს იმაში, რომ „ნეპტუნი შეირყა სხვა გაზის გიგანტების გამო და ცოტათი 'გადახტა'; ამას „მხტუნავი ნეპტუნის“ სცენარი ეწოდება“, — ამბობს უეს ფრეიზერი, კანადის ეროვნული კვლევითი საბჭოს დომინიონის ასტროფიზიკური ობსერვატორიის ასტრონომი, რომელიც კოიპერის სარტყელს სწავლობს და აღნიშნავს, რომ ეს იდეა ასტრონომ დევიდ ნესვორნის ეკუთვნის. „წარმოიდგინეთ, თოვლსაწმენდი მანქანა მოძრაობს გზატკეცილზე და წევს თავის გუთანს. ის ტოვებს თოვლის გროვას“, — დასძენს ის. „იმავე პრინციპით დარჩა ცივი კლასიკურების გროვა. ეს არის „ბირთვი“.“ სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნეპტუნი თავისთან ერთად წევდა ამ ობიექტებს, როდესაც ის გარედან მიგრირებდა, მაგრამ შემდეგ გაწყვიტა მათზე გრავიტაციული კონტროლი, როდესაც „გადახტა“, რის გამოც ისინი კოიპერის სარტყელში დასახლდნენ ნეპტუნის მიერ გამოძერწილი გამორჩეული „ბირთვის“ სახით, რომელიც დღემდე ხელუხლებელია. გასულ წელს სირაჟმა და მისმა ხელმძღვანელებმა პრინსტონის უნივერსიტეტიდან სხვა ფარული სტრუქტურების მოსაძებნად კოიპერის სარტყელში ახალი ალგორითმი გამოიყენეს, რომელმაც 1,650 კსო გაანალიზა — დაახლოებით 10-ჯერ მეტი ობიექტი, ვიდრე 2011 წლის კვლევამ, რომელსაც ჟან-რობერ პეტი ხელმძღვანელობდა და რომელმაც პირველად გამოავლინა ეს „ბირთვი“. შედეგებმა თანმიმდევრულად დაადასტურა თავდაპირველი „ბირთვის“ არსებობა, ამასთან გამოავლინა შესაძლოა ახალი „შიდა ბირთვი“, რომელიც დაახლოებით 43 ა.ე.-ზე მდებარეობს, თუმცა ამ აღმოჩენის დასადასტურებლად მეტი კვლევაა საჭირო, გუნდის 2025 წლის კვლევის მიხედვით. „არსებითად, გვაქვს ეს ორი გროვა, 43 და 44 ა.ე.-ზე“, — განმარტავს სირაჟი. „გაუგებარია, ისინი ერთი და იმავე სტრუქტურის ნაწილია თუ არა“, მაგრამ „ორივე შემთხვევაში, ეს კიდევ ერთი მინიშნებაა, შესაძლოა, ნეპტუნის მიგრაციის ან სხვა პროცესის შესახებ, რომელმაც ეს გროვები წარმოქმნა.“