entréeLa planète est sedna dans le système solaire. Sedna – Magazine "Tout sur l'Espace"
Sedna est l'une des compagnes de Pluton et est considérée comme une planète naine. Jusqu'à récemment, sa taille était estimée aux deux tiers de Pluton. Cependant, Andras Pal et ses collègues de l'observatoire de Konkoli (Hongrie), étudiant cet objet à l'aide du télescope spatial Herschel, ont découvert qu'il est encore plus petit.
L'objet a été découvert le 14 novembre 2003 par les chercheurs américains Michael Brown (Caltech), Chadwick Trujillo (Observatoire Gemini) et David Rabinowitz (Université de Yale) et a été classé comme trans-neptunien, c'est-à-dire les corps célestes du système solaire. qui orbitent autour du Soleil et dont la distance moyenne au Soleil est supérieure à celle de Neptune.
Le corps cosmique nouvellement découvert a acquis un nom en l'honneur de la déesse esquimau des animaux marins Sedna. Sedna a la plus longue période orbitale de tous les grands objets connus aujourd'hui dans le système solaire, à environ 11 487 ans. Son périhélie est trois fois plus éloigné du Soleil que l'orbite de Neptune, et la majeure partie de son orbite se trouve encore plus loin (l'aphélie est d'environ 960 unités astronomiques, soit 37 fois la distance du Soleil à Neptune).
Lorsque Sedna a été découvert pour la première fois, on a supposé qu'il avait une période de rotation inhabituellement longue (20 à 50 jours) et que sa rotation pouvait être ralentie par l'attraction gravitationnelle d'un gros satellite. Mais le télescope spatial Hubble, qui a fait des observations en mars 2004, n'a trouvé aucun satellite. Des mesures ultérieures avec le télescope MMT ont indiqué une période de rotation plus courte (environ dix heures).
Au début, Sedna était considérée comme l'objet connu le plus éloigné du système solaire, à l'exception des comètes à longue période. Mais plus tard, les astronomes ont découvert un corps encore plus éloigné - Eris.
Immédiatement après la découverte, il a été suggéré que Sedna est une planète naine. Cependant, un tel statut ne lui a finalement pas été attribué, bien que certains scientifiques continuent de la considérer comme telle à ce jour.
Des estimations préliminaires ont montré que Sedna n'est qu'un tiers plus petite que Pluton. Jusqu'en 2007, la limite supérieure de son diamètre était estimée à 1 800 kilomètres, et après des observations avec le télescope Spitzer, cette valeur est tombée à 1 600 kilomètres.
Cependant, il était difficile de faire des observations détaillées, puisque Sedna, située à 13 milliards de kilomètres du Soleil, est très froide (sa température de surface est d'environ 20 kelvins), elle émet dans la partie infrarouge lointain du spectre. L'analyse spectroscopique préliminaire a montré que la composition de surface de Sedna est similaire à certains autres objets trans-neptuniens : elle comprend un mélange de glaces d'eau, de méthane et d'azote avec des tholins (polymères organiques qui incluent le méthane et l'éthane). Dans le même temps, la surface de Sedna a une couleur rouge caractéristique. C'est l'un des corps les plus rouges du système solaire.
Cependant, les tentatives pour voir Sedna avec l'aide de l'observatoire orbital infrarouge Spitzer n'ont pas été très fructueuses, et seul Herschel a permis d'avancer dans cette affaire.
Selon la version proposée par le Minor Planet Center, Sedna est située dans un disque formé à partir de la ceinture de Kuiper, "dispersée" en raison de l'interaction gravitationnelle avec les planètes extérieures, principalement Neptune. Cependant, un certain nombre de scientifiques attribuent cet objet à la partie interne du nuage d'Oort. Il y a aussi des suggestions que l'orbite de Sedna a été modifiée sous l'influence de la gravité d'une étoile d'un amas d'étoiles ouvert passant près du système solaire, ou qu'elle a été une fois capturée par un autre système stellaire... Enfin, il y a une hypothèse que l'orbite de Sedna indique la présence d'une planète majeure au-delà de l'orbite de Neptune.
L'un des découvreurs de Sedna et des planètes naines d'Eris, Haumea et Makemake, l'astronome Michael Brown soutient que Sedna est, d'un point de vue scientifique, l'objet transneptunien le plus important trouvé à ce jour, et qu'en perçant le mystère de sa forme inhabituelle de l'orbite, nous recevrons des informations précieuses sur l'origine et l'évolution précoce du système solaire.
Les observations faites par le groupe d'András Pal ont montré que Sedna réfléchit un tiers des rayons solaires qui l'atteignent. C'est beaucoup plus que prévu auparavant. Mais malgré cela, l'objet reste très sombre. Elle doit donc être très petite. Selon M. Pal et ses collègues, le diamètre de Sedna ne peut pas dépasser 995 kilomètres, ce qui est encore moins que celui de Charon, le plus gros satellite de Pluton... Selon les dernières estimations d'experts, il est d'environ 43 pour cent. du diamètre de Pluton lui-même.
Les idées de l'humanité sur le système solaire se sont développées ces derniers temps avec chaque siècle. Quand toutes les planètes semblent découvertes et plus ou moins explorées, une autre apparaît. Alors, faites connaissance, la dixième planète - Sedna. S'il vous plaît n'ayez pas peur.
Les planètes lointaines sont d'abord découvertes théoriquement. Les scientifiques surveillent de près ces corps célestes qui peuvent être vus. Ils étudient leur vitesse, les trajectoires de leurs orbites - et tirent des conclusions : quelque chose ne va pas, il doit y avoir une autre planète ici qui affecte le système. Bien sûr, personne ne croit ces scientifiques: comment une autre planète peut-elle apparaître dans le système solaire, elle ne rentre même pas dans ma tête! Mais le temps passe, des télescopes encore plus puissants sont inventés - et le prochain mystère de l'Univers est complètement résolu.
En utilisant du papier et un crayon, Uranus et Pluton ont été découverts. Mais il a été suggéré qu'il existe également une dixième planète. La recherche a continué.
Et finalement, en novembre 2003, ils sont couronnés de succès.
La nouvelle planète s'appelait Sedna. En l'honneur de la déesse esquimaude de la mer.
Cependant, la découverte pratique a duré jusqu'à trois ans. Plusieurs fois au cours de ces années, Sedna a été vue, mais à chaque fois, elles ont été confondues avec autre chose. Et il y a seulement cinq ans, il a été prouvé que le diamètre de l'objet transplutonien découvert n'était pas inférieur à 1700 km. Et dans la classification mondiale, il est d'usage de considérer les corps célestes à moins de 1000 km comme des astéroïdes. Par conséquent, une nouvelle planète a été découverte.
Cependant, les discussions sur ce qui est considéré comme une planète et ce qui ne l'est pas ont éclaté avec une vigueur renouvelée. De nombreux scientifiques ne veulent vraiment pas changer leur compréhension du monde. Certains d'entre eux ne peuvent toujours pas pardonner même le fait qu'en 1930, il a si illégalement envahi la liste des planètes du Soleil, et ils essaient de le supprimer de là.
Mais tandis que certains s'agacent du fait même de l'existence de quelque chose de nouveau, d'autres admirent Sedna avec délectation. Et il y a de quoi admirer, car la belle Sedna est encore plus rouge qu'elle. Des hypothèses sont avancées sur l'origine de cette couleur, mais l'opinion générale est que la surface de la planète est constituée de glace et de roches solides.
Les caractéristiques astronomiques de Sedna sont étonnantes. La planète fait une révolution autour du Soleil dans 10 à 12 000 ans. Dans une orbite très allongée. C'est à cause d'une orbite aussi bizarre que Sedna n'a été découverte que récemment, lorsqu'elle s'est suffisamment rapprochée de la Terre.
Des hypothèses sont émises sur les raisons d'une vitesse de rotation aussi lente. On suppose que la planète est ralentie par son satellite, qui doit certainement exister. Mais la lune de Sedna n'a pas encore été découverte.
Il existe des versions sur les raisons d'une orbite aussi allongée. On pense que dans les temps anciens, le Soleil a rencontré une autre étoile, qui a commencé à attirer Sedna à elle-même.
Certains scientifiques pensent qu'il existe tout un groupe de planètes au-delà de Pluton, le soi-disant nuage d'Oort - et Sedna est la première planète à partir de ce nuage.
Mais ce n'est que spéculation.
L'exploration de Sedna n'en est qu'à ses débuts.
Caractéristiques physiques de la planète naine Sedna |
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| Ouverture | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Découvreur | M. Brown, C.Trujillo, D. Rabinovitch |
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| date d'ouverture | 14 novembre 2003 | ||||
| Caractéristiques orbitales | |||||
| Périhélie | 76.315235 un. e. | ||||
| Aphélie | 1006.543776 un. e. | ||||
| Axe principal ( une ) | 541.429506 un. e. | ||||
| Excentricité orbitale ( e ) | 0,8590486 | ||||
| Période de révolution sidérale | environ 4404480 d (12059.06 a) | ||||
| Vitesse orbitale ( v ) | 1,04 km/s | ||||
| Anomalie moyenne ( Mo ) | 358.190921° | ||||
| Inclinaison ( je ) | 11.927945° | ||||
| Longitude du nœud ascendant (Ω) | 144.377238° | ||||
| Argument du périastre (ω) | 310.920993° | ||||
| caractéristiques physiques | |||||
| Dimensions | 995±80 km | ||||
| Poids ( m ) | 8,3 10 20 -7,0 10 21 kg (0,05-0,42 de la masse d'Eris) |
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| Densité moyenne (ρ) | 2.0 ? g/cm³ | ||||
| Accélération de la chute libre à l'équateur ( g ) | 0,33-0,50 m/s² | ||||
| Deuxième vitesse spatiale ( v 2) | 0,62-0,95 km/s | ||||
| Période de rotation ( J ) | 0,42 j (10 h) | ||||
| Albédo | 0,32±0,06 | ||||
| Classe spectrale | (rouge) B−V = 1,24 ; V-R = 0,78 | ||||
| Ampleur apparente | 21,1 20,4 (au périhélie) |
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| Magnitude absolue | 1,56 | ||||
En 2004, la limite supérieure du diamètre était de 1800 km et en 2007, elle était de 1600 km. Une enquête avec le télescope Herschel en 2012 a fixé les limites à 915-1075 km. Sedna n'a pas trouvé de satellites, il ne sera donc pas possible de calculer sa masse. Mais elle se classe 5e parmi les TNO et les planètes naines. Contourne l'étoile dans une trajectoire orbitale très elliptique et recule à 76 UA. et 936 ua.
On pense qu'un passage orbital prend 10 000 à 12 000 ans.
Composé planète naine Sedna
Au moment de la découverte, Sedna semblait être un objet brillant. En couleur, la planète naine est presque rouge comme Mars, ce qui pourrait être causé par la présence de tholins ou d'hydrocarbures. La surface est uniforme en couleur et en spectre.
La croûte n'est pas jonchée de formations de cratères, il n'y a donc pas beaucoup de marques de glace brillantes. La température chute à -240,2°C. Les modèles montrent une limite supérieure de 60 % pour la glace de méthane et de 70 % pour la glace d'eau. Mais le modèle de M. Barucci en indique la composition : titons (24 %), carbone amorphe (7 %), azote (10 %), méthanol (26 %) et méthane (33 %).
L'azote suggère que le nain a peut-être eu une atmosphère dans le passé. A l'approche du Soleil, la température monte à -237,6°C, ce qui est suffisant pour la sublimation de la glace d'azote. Cela peut aussi conduire à la présence d'un océan.
Origine planète naine Sedna
L'équipe pensait que le corps céleste appartenait au nuage d'Oort, où vivent les comètes. Ceci était basé sur l'éloignement de Sedna. Il a été écrit comme le corps intérieur du nuage d'Oort. Dans un tel scénario, le Soleil s'est formé dans un amas ouvert avec d'autres étoiles. Au fil du temps, ils ont divergé et Sedna est passée à une orbite moderne. Cette idée est étayée par des simulations informatiques.
Si Sedna apparaissait dans sa position actuelle, cela suggérerait une nouvelle expansion du disque protoplanétaire. Son orbite serait alors plus circulaire. Par conséquent, il devrait être tiré par une gravité puissante d'un autre objet.
Ou l'orbite aurait pu être formée à partir du contact avec un grand voisin binaire distant de 1000 UA. du soleil. Parmi les options même envisagées Nemesis. Mais il n'y a aucune preuve directe.
Dans le système solaire, il existe des objets dits trans-neptuniens - des corps cosmiques plus éloignés du Soleil, la dernière planète du système. On croyait que le plus grand d'entre eux restait plus près de la frontière de la zone planétaire. Avec sa découverte, Sedna a détruit cette croyance - elle a 1000 kilomètres de diamètre, mais en même temps s'éloigne du Soleil 20 fois plus loin.
Aujourd'hui, Sedna est considérée comme la plus éloignée des objets significatifs de notre système. Son aphélie, la distance maximale du Soleil, atteint 936 unités astronomiques - c'est-à-dire que Sedna est 936 fois plus loin que notre planète. En termes de chiffres, cela représente 144 milliards de kilomètres. Pour construire une chaîne directement vers Sedna, il faut 107 142 étoiles comme le Soleil ! Mais même au périhélie, le point le plus proche du Soleil, l'objet nouvellement découvert ne s'approche pas à moins de 80 . Comment les astronomes auraient-ils pu en savoir plus sur Sedna que le fait même de son existence ?
Merci pour les télescopes en orbite comme Hubble et les télescopes au sol comme le télescope Tenagra II de 80 cm. De plus, Sedna, en tant qu'objet record, a attiré l'attention non seulement des astronomes, mais aussi du grand public. Une augmentation des financements a permis d'observer Sedna avec sept des meilleurs télescopes au sol et trois en orbite.
L'orbite de Sedna, dans les cercles centraux marque les orbites des planètes extérieures du système solaire.
On ne sait toujours pas à quoi ressemble Sedna. Mais les astronomes connaissent déjà la couleur, la composition et même les caractéristiques orbitales détaillées de la planète - à savoir :
- La taille de Sedna est assez grande - son diamètre fluctue autour de 1000 kilomètres, ce qui en fait le sixième plus grand parmi les objets trans-neptuniens. A titre de comparaison, les premières places sont occupées par Pluton et Eris avec des diamètres de 2368 et 2340 kilomètres, respectivement.
- La composition de Sedna a été calculée à l'aide d'une série d'études spectrographiques réalisées par trois télescopes en orbite. Il est similaire aux compositions d'autres planètes trans-neptuniennes, comètes et satellites de géantes gazeuses - des signes de glace d'eau ont été trouvés, ainsi que de la glace gelée. matière organique. Les astrophysiciens estiment la densité finale de Sedna à 2 g / cm 3 - comparable à la densité du sel de cuisine ordinaire.
- Un fait important est que les matières organiques dans la composition de la surface de Sedna ne sont pas un signe de l'existence de la vie sur la planète dans le passé ou le présent. Mais la présence de substances organiques est un facteur nécessaire à son apparition.
- La forme et les spécificités de la surface de Sedna sont inconnues. Cependant, les scientifiques ont découvert que la surface de la planète est rouge - la même que celle de. On suppose également que la planète aura une forme sphérique régulière - sa taille et son poids estimé sont suffisants pour la sphérisation. Cette forme est également facilitée par l'éloignement de la planète de tout gros objet pouvant interférer avec elle par sa gravité.
- Mais les scientifiques s'intéressent à Sednaya principalement pour ses caractéristiques orbitales. Le principal est l'éloignement du périhélie du Soleil - 76,3 unités astronomiques, et l'excentricité de l'aphélie de près de 1000 UA, qui atteint les limites internes du nuage. Sedna met 4,5 millions de jours pour parcourir la vaste distance de son orbite, soit un peu plus de 12 mille ans. Ainsi, tout le parcours de l'homme depuis le singe jusqu'à nos jours s'est écoulé en 166 années sedniennes.
Pourquoi Sedna est-elle si attrayante pour les astronomes ? Le mystère de l'éloignement de son orbite peut en dire long sur l'histoire de la formation du système solaire, désormais bâtie principalement sur des théories. De plus, Sedna elle-même est un véritable monument archéologique, car, en raison de son isolement des autres objets, elle a conservé les propriétés inhérentes au matériau d'origine de notre système. Pas étonnant que la NASA l'ait inclus dans la liste des études prévues. Certes, pour atteindre une distance égale à la distance la plus proche possible de Sedna, la sonde "" prendrait plus de 30 ans.
Histoire de l'exploration de Sedna
Découverte de la planète
Distant Sedna a été découverte le 14 novembre 2003 par une équipe d'astronomes Chadwick Trujillo, David Rabinowitz et Michael Brown. Il a dirigé le projet et la majeure partie de l'exploration ultérieure de Sedna. Brown peut être considéré comme l'un des astronomes les plus remarquables de notre époque - il a découvert 16 objets trans-neptuniens, dont Quaoar, un grand corps céleste d'un tiers de la taille de la Lune. Il a également découvert l'astéroïde Romulus I, faisant partie du triple astéroïde (87) Sylvia.
Michael Brown est également connu pour la simplicité et l'accessibilité de ses articles scientifiques et mépris pour les formalités académiques - par exemple, il a nommé Eris et sa lune Dysnomia Xena et Gabriella d'après les personnages du même nom dans la série télévisée Xena: Warrior Princess . Sedna tire son nom de la déesse esquimaude des mers, qui vit au fond de l'océan Arctique. L'astronome a été inspiré par le fait que Sedna vole vers un état record depuis le Soleil et qu'il y a beaucoup de glace dessus et qu'il fait très froid - en moyenne environ -260 ° С. C'est seulement 13 degrés de plus que le zéro absolu.
Sedna a été découverte sur la base de l'Observatoire Palomar, lors d'une recherche à grande échelle d'objets lointains dans le système solaire. Au moment de la découverte, la planète était distante d'environ 100 unités astronomiques - un si petit corps a été détecté par le télescope Schmidt de 1,2 mètre de long et avec une caméra d'une résolution de 172 mégapixels. Une photo d'un tel appareil photo ne tiendrait pas sur une clé USB de 4 gigaoctets.
De plus amples recherches
Après la découverte d'une nouvelle planète, les yeux des télescopes du monde entier se sont tournés vers elle - mais l'équipe de Brown a continué à jouer du premier violon. Poursuivant leurs recherches, ils ont calculé l'orbite préliminaire de Sedna - avec l'aide de cela, ils ont réussi à suivre la planète sur des photographies jusqu'en 1990 et à calculer son orbite avec plus de précision. Il était beaucoup plus difficile de déterminer les dimensions - le résultat final n'a été obtenu qu'en 2012 à partir du télescope orbital Herschel.
Un rôle important dans l'étude de Sedna a été joué par la puissance de l'observatoire Tenagra, situé dans l'état de l'Arizona. Bien que l'observatoire soit l'un des meilleurs laboratoires des États-Unis, il a été construit par un amateur - Michael Schwartz, un archéologue professionnel. L'astronomie était un rêve de son enfance - et, s'étant réalisé dans un autre domaine d'activité, il l'incarna avec intérêt.
Mais la "relation" entre les astronomes et Sedna ne fait que commencer. En 2075, la planète se rapprochera le plus possible du Soleil - pendant cette période, il sera possible de l'étudier beaucoup plus en détail à l'aide de télescopes. En l'honneur d'un invité rare qui arrive une fois tous les 12 000 ans, les scientifiques peuvent lui lancer une sonde avec un complexe programme de recherche- comme Voyagers ou "".
Caractéristiques de Sedna
Planète ou pas ?
Tout au long de l'article, Sedna est appelée une planète, bien que ce ne soit pas tout à fait vrai. En 2006, lors de la XXVI Assemblée de l'Union astronomique internationale, il a été décidé qu'un corps cosmique ne peut être considéré comme une planète que s'il satisfait aux critères suivants :
- Le corps tourne autour du Soleil et n'est pas un satellite d'un autre corps.
- Le corps a suffisamment de masse pour être sphérique.
- Il n'y a pas de corps sur l'orbite de l'objet qui ne soient pas ses satellites.
La conséquence de l'Assemblée a été un changement dans le statut de Pluton - puisqu'il ne remplissait pas le troisième critère, c'était dans les planètes naines, qui comprennent aujourd'hui quatre autres planètes -, Eridu, et.
- Fait intéressant- Le découvreur d'Eris et de Sedna, Michael Brown, a participé à la réforme de la définition de la planète par l'Union astronomique internationale. Sur ce sujet, sous sa plume, un livre de vulgarisation scientifique, How I Killed Pluto, and Why It Was Inevitable, a été publié. Il est devenu un best-seller pour sa présentation complète et simple des caractéristiques du système solaire et de l'astronomie moderne.
Alors où classer Sedna ? Tant que sa forme n'est pas connue, les astronomes ne peuvent aller au-delà de la définition d'une "planète naine". Mais l'histoire de l'origine de Sedna peut tout changer - et en plus, plus d'un objet spatial peut être ajouté à la liste des planètes.
L'origine de Sedna est la clé pour percer les mystères du système solaire
Et pourtant, d'où vient Sedna ? Et si cela peut vraiment être une planète - alors pourquoi la forme de son orbite ressemble-t-elle davantage à la trajectoire d'une comète, mais pas à un objet planétaire ? La réponse est donnée par l'histoire de la façon dont le système solaire a pris sa forme actuelle.
De nombreux astéroïdes de la ceinture principale pourraient devenir des sphères et même fusionner en une seule planète, sinon pour le massif Jupiter. Son impact a empêché la formation de planètes entre elle et Mars. De plus, il a "volé" et dispersé une partie de la matière, grâce à laquelle la masse totale de tous les astéroïdes de la ceinture principale ne dépasse pas 30% de la masse de la Terre.
D'autres géantes gazeuses comme Neptune et Uranus se comportent de la même manière. C'est leur influence qui pourrait expliquer l'excentricité - c'est-à-dire un étirement significatif - de l'orbite de Sedna. Mais comme le périhélie de la planète ne rentre pas dans la zone planétaire, limitée à 50 unités astronomiques, les objets connus n'ont pas pu avoir un tel impact.
De plus, tout indique l'ancienne trajectoire "classique" de Sedna - elle pourrait même passer le long de l'écliptique, le plan de l'orbite de la Terre et d'autres planètes "réelles". Pluton, dont l'orbite coupe les orbites de ses voisins, ne peut s'en vanter. Comment Sedna s'est-elle retrouvée à son poste actuel ? Il existe trois théories principales :
- La première théorie suppose la présence d'une grande planète en dehors de l'orbite de Neptune, qui pourrait disperser la trajectoire de Sedna de la même manière que Neptune a dispersé les trajectoires de nombreux objets et comètes. Mais les astronomes ont déjà étudié 80% de la zone écliptique, et n'ont toujours pas trouvé de corps cosmique approprié.
- La deuxième théorie est basée sur la similitude de l'orbite de Sedna avec les trajectoires allongées des comètes. Au début de la formation du système solaire, des comètes ont été lancées par des planètes géantes bien au-delà de la ceinture de Kuiper jusqu'à la frontière hypothétique - le nuage d'Oort. Là, ils subissent l'influence de forces gravitationnelles non solaires déjà externes et volent encore plus loin. Mais pour cela, vous devez vous éloigner d'au moins 100 000 unités astronomiques - et Sedna, selon les calculs les plus audacieux, atteint une distance de "seulement" 1000 UA.
La théorie de l'influence sur Sedna de l'extérieur de notre système a vraiment sa place. Mais seulement si, quelque part au début de l'histoire du système solaire, une autre étoile le survolait, avec une masse égale à notre luminaire. Oui, et très proche - à moins de 500 UA. Mais alors il y aurait beaucoup d'objets similaires à Sedna au-delà de l'orbite de Neptune. Comme les périodes de révolution de tels corps sont longues - à Sedna même, il s'agit de plus de 11 000 ans - ils n'ont pas encore été découverts.
- Mais il existe une troisième théorie, allant beaucoup plus loin que les deux premières - elle suggère la naissance du Soleil dans un grand amas d'étoiles. Elle a plusieurs confirmations. Le rendez-vous rapide avec un corps massif offert par la version précédente n'aurait pas pu construire une orbite aussi complexe que celle de Sedna. De plus, cela s'inscrit dans l'un des concepts de la formation du nuage d'Oort.
D'autres observations sont nécessaires pour une conclusion finale. Au cours de l'exploration qui a découvert Sedna, l'équipe de découverte a trouvé 40 nouveaux objets trans-neptuniens. À cette époque, il y en avait environ 800 dans le monde entier - et un seul Sedna avait des propriétés uniques. À ce jour, une classe de sednoïdes a déjà été introduite - de grands corps cosmiques dont les caractéristiques orbitales ressemblent à Sedna. En plus de l'ancêtre elle-même, le VP 113 Biden 2012 est déjà dans la classe, officieusement nommé d'après le vice-président américain.
- Un fait intéressant est que l'informalité dans la procédure de dénomination semble être une marque de fabrique des sednoids. Sedna elle-même a reçu son nom avant même d'avoir eu le temps d'attribuer un numéro d'identification. Certains astronomes ont menacé l'infatigable scientifique Michael Brown de ne pas accepter le nom qu'il avait publié à l'avance - mais lors d'une réunion de l'Union astronomique internationale, il a été accepté à l'unanimité.
La couleur et la composition de la planète
Comme mentionné ci-dessus, Sedna est l'un des corps cosmiques les plus rouges du système solaire. Le colorant de surface de la planète est la tholine, un mélange de substances organiques décomposées sous l'influence du rayonnement ultraviolet. Selon les résultats analyse spectrale, les matières organiques sous forme de glace de méthane et de dérivés constituent 83 % de la surface de Sedna, avec des impuretés de carbone et d'azote.
Cependant, la structure de Sedna suggère également la présence d'une grande quantité d'eau - jusqu'à 70% de la masse de la planète. Cela peut se produire non seulement sous la forme glace profonde, comme sur les satellites des géantes gazeuses et de Pluton, mais aussi liquide - les processus de désintégration radioactive peuvent supporter tout un océan d'eau sous la croûte solide de Sedna.
- Un fait intéressant est que l'azote à la surface de Sedna peut s'évaporer aux moments de passage au périhélie, formant une atmosphère faible avec une densité d'un dix millième de l'atmosphère terrestre. Il pourrait être beaucoup plus dense si Sedna volait plus près du Soleil. Ensuite, le méthane à la surface s'évaporerait et tomberait sous forme de neige - c'est ce qui se passe sur le satellite de Neptune.
Michael Brown, qui recherche maintenant des parents de la planète, estime que la masse totale des sednoïdes peut dépasser de 5 fois la masse de la Terre. Et cela signifie que les découvertes ne font que commencer.
En haut à droite: Le télescope de 48 pouces du système Schmidt de l'Observatoire Palomar, sur lequel, en trois ans, ont été successivement découverts : Quaoar (juin 2002, objet classique de la ceinture de Kuiper d'environ 1250 km de diamètre), Sedna (Novembre 2003, "quelque chose" avec un diamètre pas plus, mais pas beaucoup moins de 1700 km) et planète 2004 dw (Février 2004, une résonance de la famille du plutin avec un diamètre possible de l'ordre de 840-1800 km).
Nous avons découvert une planète mineure 2003 VB12 (nom populaire Sedna) - l'objet le plus éloigné du système solaire trouvé à ce jour. Des photographies anciennes de 2001, 2002, 2003, sur lesquelles il a été retrouvé, nous ont permis d'affiner l'orbite de Sedna. Il s'est avéré être très allongé, et en même temps complètement à l'extérieur de la ceinture de Kuiper : son demi-grand axe est de 480 ± 40 UA. et distance au périhélie 76 ± 4 UA.
Une telle orbite est inattendue dans notre compréhension actuelle du système solaire. Cela peut être soit (1) le résultat d'une diffusion par une planète transplutonienne lointaine encore inconnue, soit (2) le résultat d'une perturbation par une étoile qui est passée extrêmement près, ou, enfin, (3) le résultat de la formation du système solaire dans un amas d'étoiles proche.
Dans tous ces scénarios, il devrait très probablement y avoir une autre population importante d'objets trans-neptuniens en plus de ceux que nous connaissons dans la ceinture de Kuiper (objets classiques de la ceinture de Kuiper, résonances et objets dispersés de la ceinture de Kuiper). De plus, dans les deux scénarios les plus probables, Sedna reçoit la meilleure explication en tant qu'objet de la partie interne du nuage d'Oort.
Riz. un. La déesse esquimaude de la mer Sedna, en l'honneur de laquelle la lointaine planète transplutonienne 2003 VB12 a reçu son nom (jusqu'à présent non officiel). Selon les mythes esquimaux, Sedna vit dans les profondeurs sombres de l'océan Arctique froid. Les astronomes ont considéré qu'un bon analogue céleste de ces régions est précisément la périphérie éloignée du système solaire en dehors de la ceinture de Kuiper.
Riz. 2. Le découvreur de la planète, Michael Brown, a demandé à la déesse esquimaude de la mer, Sedna, une petite friandise en l'honneur de sa découverte. Apparemment, elle ne l'a pas laissé sans récompense.
introduction
La zone planétaire du système solaire (la zone dite des orbites presque circulaires avec une faible inclinaison sur l'écliptique) se termine apparemment à une distance d'environ 50 UA. du soleil. Cette figure marque juste le bord extérieur de la ceinture de Kuiper classique. Comme on le sait, de nombreux corps de la zone planétaire avec des orbites très excentriques - comètes et objets dispersés de la ceinture de Kuiper - traversent avec succès cette frontière, mais leurs périhélies restent toujours dans la zone planétaire.
Bien au-delà se trouve le royaume des comètes. Les astronomes pensent que bon nombre de ces corps glacés habitent l'hypothétique nuage d'Oort, dont la distance peut être d'environ 10 000 UA. La part du lion des comètes dans ce nuage hypothétique y reste probablement indéfiniment, et seules les perturbations dues aux étoiles qui passent ou aux effets de marée galactiques perturbent parfois les orbites de certaines d'entre elles, les faisant envahir le système solaire interne. Les voici découvertes par les astronomes sous le couvert de nouvelles comètes à longue période.
Ainsi, il s'avère que tout objet futur du système solaire actuellement connu ou attendu doit avoir au moins l'une des deux propriétés suivantes : soit son périhélie se trouve à l'intérieur de la zone planétaire, soit son aphélie est situé dans le nuage d'Oort (éventuellement les deux).
Depuis novembre 2001, mes collègues et moi avons commencé une étude systématique du ciel à la recherche d'objets lointains se déplaçant lentement sur le télescope Schmidt de 48 pouces de l'Observatoire Palomar en utilisant la nouvelle caméra CCD grand angle QUEST. Ce relevé dure environ 5 ans et devrait couvrir la majeure partie du ciel accessible aux télescopes de l'Observatoire Palomar. Une fois terminé, ce sera le plus grand relevé du ciel visant à rechercher des objets en mouvement éloignés depuis qu'un relevé similaire a été effectué par le découvreur de Pluton, Clyde Tombaugh (1961). L'objectif principal de notre enquête est de rechercher ces rares grands objets de la ceinture de Kuiper qui ont été manqués dans les enquêtes locales mais plus sensibles qui nous ont apporté la majeure partie des objets faibles de la ceinture de Kuiper découverts au cours des douze dernières années.
Riz. 3. Le dôme du télescope Schmidt de 48 pouces (Mont Palomar, 1700 m d'altitude). Le champ de vision de cet instrument unique est de 36 degrés carrés, ce qui permet d'effectuer une grande variété de relevés du ciel avec une grande efficacité.
Riz. 4. La nouvelle caméra QUEST de 172 mégapixels, montée au foyer d'un Palomar Schmidt de 48 pouces, est vraiment une machine de grande découverte. Sous deux rideaux rectangulaires se trouve tout un champ de matrices CCD (122 pièces), d'une surface totale de 25 x 20 cm, sur lesquelles Quaoar, Sedna et la planète 2004 DW ont projeté leur faible lumière, trahissant leur existence . Cependant, même un récepteur de lumière aussi gigantesque que la caméra QUEST ne couvre pas un champ de vision complètement clair (sans vignettage) d'un télescope d'un diamètre de 5,4°. L'appareil photo Schmidt est une excellente chose !
C'est dans le cadre de cette enquête que le 14 novembre 2003, nous avons vu pour la première fois Sedna qui, sur trois images successives prises à une heure et demie d'intervalle, ne bougeait que de 4,6 secondes d'arc. Dans un intervalle de temps aussi court, le déplacement d'un objet trans-neptunien, qui est presque en opposition avec le Soleil, est déterminé presque entièrement par la parallaxe provoquée par le mouvement de la Terre sur son orbite. Dans ce cas, nous pouvons estimer grossièrement la distance à l'objet en utilisant la formule R = 150/delta, où R est la distance héliocentrique à l'objet en unités astronomiques, et delta est sa vitesse angulaire en secondes d'arc par heure. Il s'ensuit immédiatement que l'objet que nous avons trouvé est à environ 100 UA du Soleil ! C'est beaucoup plus loin que la limite extérieure de la zone planétaire (50 UA), ainsi que n'importe lequel des objets du système solaire que nous connaissons. Elle a été provisoirement désignée comme planète mineure avec le numéro 2003 VB12.
Riz. 5. Animation de trois images prises le 14 novembre 2003 à 6h32, 8h03 et 9h38 UTC, montrant Sedna pour la première fois.
Observations de suivi de l'objet avec le télescope Tenagra IV de 0,36 mètre (Arizona), le télescope SMARTS de 1,3 mètre de l'observatoire de Cerro Tololo et le télescope Keck de 10 mètres, réalisées entre le 20 novembre 2003 et le 31 décembre 2003, nous a permis de calculer l'orbite préliminaire de la nouvelle planète. Pour ce faire, nous avons utilisé la méthode de Bernstein et Kushalani (2000 ; ci-après BK2000), qui a été développée spécifiquement pour les objets distants du système solaire, ainsi que la méthode des moindres carrés, qui est exempte de toute hypothèse a priori sur la valeur calculée orbite. Les deux méthodes ont indépendamment donné une orbite excentrique distante avec l'objet s'approchant maintenant du périhélie. Néanmoins, les demi-grands axes et les excentricités obtenues différaient considérablement, et cette différence est causée par les limitations naturelles des méthodes pour déterminer les orbites d'objets se déplaçant extrêmement lentement à de petits déplacements observés dans le ciel. Pour de tels corps célestes, il faut au moins un intervalle d'observation de plusieurs années pour obtenir une orbite plus ou moins précise, ce que nous n'avions pas.
Riz. 6. Devant vous se trouve un observatoire amateur privé automatisé unique "Tenagra", situé dans l'état de l'Arizona à une altitude de 1312 m d'altitude. Il a été construit, ou pour être plus précis, réalisé le rêve de son enfance par l'archéologue professionnel Michael Schwartz. De nombreux astronomes professionnels utilisent aujourd'hui les services de cet observatoire ! (C'est vraiment l'aide de l'amateur aux professionnels.)
Malgré le fait que le texte de l'article de l'auteur mentionne le plus petit télescope de 36 cm de l'observatoire - Tenagra IV (sur la photo, le dôme blanc lointain), il s'agit très probablement d'une faute de frappe: Sedna d'une magnitude de 21 m est au-delà la puissance d'un tel instrument. Le site Internet de l'observatoire de Tenagra indique que Sednu filmait le plus grand télescope de 0,81 m de cet observatoire, caché sous l'un des deux dômes voisins.
Riz. sept. Le télescope Tenagra II Ritchey-Chrétien de 0,81 mètre, spécialement conçu pour un contrôle entièrement automatisé. Fournit un positionnement et un guidage exceptionnellement précis des objets sélectionnés. Une exposition de 5 minutes sans filtres permet facilement au télescope d'atteindre des étoiles d'une magnitude de 22 m. A noter que Michael Schwartz a réussi à cacher ce sérieux télescope dans un tout petit dôme.
Images de Sedna dans de vieilles photographies
Heureusement planète ouverte s'est avéré être assez brillant pour essayer de le trouver dans des images d'archives ces dernières années. En même temps, chaque fois que nous le trouvions sur une ancienne image, nous avions la possibilité de recalculer l'orbite avec plus de précision et de la rechercher avec précision sur des images d'époques encore plus éloignées.
Pour commencer, il s'est avéré que les 30 août et 29 septembre 2003, la nouvelle planète était censée tomber dans le champ de vision de la même caméra Palomar QUEST lors d'un balayage du ciel effectué par une autre équipe d'astronomes. Sa position ces jours-ci a été prédite à partir de nos orbites d'origine dans une très petite ellipse d'erreur de 1,2 x 0,8 secondes d'arc (les deux méthodes, bien que divergentes dans les paramètres orbitaux exacts, ont néanmoins donné des positions presque identiques pour cette période). Il s'est vraiment avéré être un corps céleste de la brillance correspondante, et le seul. L'orbite, maintenant affinée sur un intervalle de quatre mois, nous a permis de prédire la position de Sedna encore plus tôt, et ainsi quatre autres images de la nouvelle planète ont été trouvées jusqu'en septembre 2001.
Une tentative de calcul de l'orbite pour l'an 2000 et même avant a abouti à plusieurs images probables de Sedna sur les images correspondantes, mais avec une qualité de données nettement inférieure. Pour cette raison, nous avons décidé de ne pas les considérer.
Calcul de l'orbite exacte
L'orbite la plus probable dans la méthode BK2000 pour l'ensemble des données dans l'intervalle 2001-2003 a donné les paramètres d'orbite suivants :
La distance actuelle entre le Soleil et Sedna est de 90,32 ± 0,02 UA.
- demi-grand axe a = 480±40 a.u.
- inclinaison orbitale par rapport à l'écliptique i = 11,927°
Sur cette orbite, Sedna atteindra le périhélie le 22 septembre 2075 (±260 jours), étant à une distance minimale du Soleil de 76 UA. La méthode des moindres carrés a donné une orbite généralement similaire avec des paramètres qui n'allaient pas au-delà des erreurs de la méthode BK2000.
Riz. huit. Orbite de Sedna. Au centre des coordonnées se trouve le système solaire, entouré d'un essaim de planètes et d'objets connus de la ceinture de Kuiper.
La distance héliocentrique actuelle à Sedna est de 90 UA. s'accorde bien avec la simple estimation que nous avions déjà faite lors de la soirée d'ouverture. Ainsi, maintenant Sedna s'est avéré être le corps le plus éloigné que nous connaissions dans le système solaire. En même temps, nous sommes bien conscients que de nombreuses comètes et objets de la ceinture de Kuiper, se déplaçant le long de leurs orbites très excentriques, seront tôt ou tard encore plus éloignés du Soleil, et ce n'est pas inhabituel. Ainsi, la présence même de Sedna à une si grande distance n'est pas du tout un défi pour nos idées sur le système solaire.
Il ne s'agit pas de lui, mais de la distance anormalement grande du périhélie ! Après tout, le périhélie le plus éloigné des objets trans-neptuniens découverts précédemment est de 46,6 UA. Il est possédé par la planète mineure 1999 CL119. Le périhélie de Sedna ne rentre dans aucun cadre. Pour tester sa fiabilité, nous nous sommes précipités pour recalculer l'orbite de Sedna, en ajoutant aléatoirement un bruit de 0,8 seconde à ses coordonnées astrométriques (c'est deux erreurs rms !). Après avoir effectué cette procédure 200 fois, nous étions convaincus que le périhélie résultant ne dépasse pas l'intervalle de 73-80 UA.
Origine de Sedna
L'orbite de la nouvelle planète s'est avérée différente de toutes celles connues auparavant. Il ressemblait aux orbites d'objets dispersés de la ceinture de Kuiper, à la seule différence que son périhélie s'est avéré être beaucoup plus éloigné - si loin que la formation d'une telle orbite ne peut s'expliquer par la diffusion sur les planètes connues du système solaire. Le seul mécanisme qui pouvait placer Sedna sur une telle orbite nécessitait soit une perturbation d'une planète lointaine encore inconnue, soit des forces agissant sur Sedna depuis l'extérieur du système solaire.
1. Dispersion sur une planète inconnue
Les objets dispersés de la ceinture de Kuiper se sont retrouvés sur leurs orbites très excentriques en raison de l'influence gravitationnelle des planètes géantes du système solaire. En raison de la diffusion, ils reçoivent différentes portions d'énergie et donc différents demi-grands axes, mais - et c'est important - ils ne changent presque pas leur distance au périhélie. On pense que les objets dispersés par Neptune peuvent atteindre une distance de périhélie ne dépassant pas 36 UA. Bien que des interactions plus complexes, qui prennent en compte la possible migration de Neptune dans le passé, permettent parfois de « remonter » le périhélie du corps épars à 50 UA. Ainsi, avant la découverte de Sedna, nous disposions du mécanisme nécessaire pour expliquer chaque orbite des corps connus de la ceinture de Kuiper, y compris des objets tels que 1999 CL119.
Sedna avec périhélie vers 76 UA évidemment violé l'harmonie de l'image globale, car aucune des planètes géantes connues ne pouvait être dispersée. La première pensée qui vient à l'esprit pour restituer l'image perturbée est l'idée de l'existence d'une planète non encore découverte par les astronomes à une distance d'environ 70 UA, qui disperse les objets lointains de la même manière que Neptune le fait dans le Kuiper ceinture. L'état actuel de notre enquête est tel que nous avons couvert au moins 80% du ciel dans une bande large de 5° autour de l'écliptique - la région la plus susceptible de trouver une telle planète - et n'y avons trouvé aucune planète (Brown et Trujillo 2004) . Sur cette base, nous sommes enclins à penser qu'une telle planète n'est probablement pas là, malgré le fait que nous n'excluons toujours pas la possibilité elle-même.
S'il existe vraiment - ou était là à un moment donné dans le passé - ses signes apparaîtront inévitablement dans les paramètres orbitaux de ces nouvelles planètes mineures qui seront découvertes à l'avenir dans cette région éloignée. A savoir, ils devraient avoir des inclinaisons orbitales modérées et des distances de périhélie proches de 76 UA. (comme Sedna).
Riz. 9. Marges extérieures du système solaire. Ce diagramme déroutant représente les obrites d'objets trans-neptuniens connus d'ici l'an 2000. En rouge, les orbites de Plutino, en bleu, les orbites des objets classiques de la ceinture de Kuiper, en noir, les orbites des objets dispersés de la ceinture de Kuiper. Une étude attentive de ces derniers montre que leurs périhélies sont toujours entassés près de l'orbite de Neptune. La raison est claire : un corps dispersé, se déplaçant le long d'une orbite elliptique fermée, reviendra toujours dans la zone à partir de laquelle il a été dispersé.
L'orbite de Sedna, qui n'obéit pas à cette règle, suggère qu'une autre planète tourne quelque part au-delà de Neptune - la planète X, qui a "dispersé" Sedna sur une orbite très excentrique avec un périhélie élevé.
2. Survol rapproché d'une étoile
L'orbite inhabituelle de Sedna est à bien des égards similaire aux orbites attendues des comètes du nuage d'Oort. On croit que ces derniers ont été formés dans l'habituel système solaire même à l'aube de son existence. Lors de rencontres rapprochées avec les planètes géantes dans la zone planétaire, elles ont été dispersées sur des orbites très excentriques. Si une telle orbite porte la comète suffisamment loin du Soleil, des perturbations gravitationnelles aléatoires provenant d'étoiles proches et des forces de marée galactiques peuvent la modifier de telle sorte que le périhélie de la comète "s'élève" bien au-delà de la zone planétaire et perd ainsi toute connexion avec la planète. zone elle-même.
Les calculs qui prennent en compte la fréquence attendue des rencontres stellaires au voisinage du Soleil et l'ampleur des forces de marée galactiques montrent qu'une comète doit avoir un demi-grand axe d'au moins ~10 4 UA avant que ces forces externes ne commencent à jouer un rôle. rôle important (ce résultat a été obtenu par Oort en 1950). Lorsqu'une comète part pourtant sur de si grandes distances, son orbite est fortement thermalisée : elle reçoit une inclinaison arbitraire (la répartition des inclinaisons orbitales je devient isotrope) et l'excentricité moyenne est d'environ 2/3. Des perturbations continues peuvent ramener le périhélie dans la zone planétaire, puis l'objet redevient visible - comme une comète avec un demi-grand axe encore énorme de l'ordre de 10 4 UA.
L'incompatibilité évidente de l'image standard de la formation du nuage d'Oort et de l'orbite de la planète nouvellement découverte réside dans son demi-grand axe "nain", ce qui n'est clairement pas suffisant pour que des forces extérieures influencent efficacement l'orbite de Sedna et se déplacent son périhélie.
Supposons que Sedna ait été autrefois dispersée sur une orbite très allongée de l'une des planètes géantes, par exemple, par Neptune. Les calculs montrent qu'un corps avec un demi-grand axe de 480 u.a. et le périhélie à l'intérieur de la zone planétaire, sous l'influence de forces externes, peut modifier sa distance au périhélie sur toute la durée de vie de seulement 0,3 %. Un déplacement de périhélie plus fort dans un corps si étroitement attaché au Soleil (par rapport aux comètes du nuage d'Oort) n'est possible que grâce à une approche stellaire beaucoup plus proche que celle à laquelle on peut s'attendre dans le voisinage galactique actuel du système solaire.
Seule une petite partie des configurations géométriquement possibles des rencontres stellaires est capable de modifier l'orbite des objets dispersés de la ceinture de Kuiper de telle manière qu'ils ressemblent davantage aux orbites des corps du nuage d'Oort. Un exemple est le passage d'une étoile de masse solaire à une vitesse de 30 km/s perpendiculairement au plan de l'écliptique à une distance de seulement 500 UA. de notre lumière. Une telle approche peut transformer une orbite avec une distance de périhélie d'environ 30 UA en et demi-grand axe 480 au. dans une orbite avec une distance de périhélie de 76 UA, en gardant le demi-grand axe inchangé (en d'autres termes, transférez l'objet dispersé de la ceinture de Kuiper sur l'orbite de Sedna).
Le besoin d'une géométrie de rendez-vous spéciale n'est pas surprenant, mais supposons que ce n'était que cela.
Il est beaucoup plus difficile d'expliquer le fait que, dans l'environnement stellaire actuel du système solaire, on ne peut s'attendre qu'à un tel passage rapproché d'une autre étoile pendant toute l'existence de notre système planétaire.
Si la population d'objets dispersés de la ceinture de Kuiper sur des orbites très excentriques (avec de grands demi-axes comme Sedna) était toujours élevée, le fait qu'une telle rencontre soit unique ne soulèverait pas de questions - cela pourrait se produire à tout moment au cours des 4,5 milliards passés. ans et faire son travail. Cependant, en réalité, le nombre de ces orbites dispersées très allongées (dont les périhélies peuvent être "élevés" au niveau de Sedna et obtenir une orbite purement Sedna) n'aurait dû être élevé qu'au début de l'histoire de l'énergie solaire. système - lorsqu'il nettoyait activement les planétésimaux glacés et peuplait activement le nuage d'Oort. À la lumière de cela, la probabilité d'une approche super proche du Soleil d'une autre étoile à ce très court moment de l'existence du système solaire semble très faible.
Néanmoins, si un tel rapprochement a réellement eu lieu, ses signes apparaîtront aussi sans équivoque dans les paramètres orbitaux de tous les objets qui seront découverts par la suite dans cette zone. À savoir, si tous les corps de la partie interne du nuage d'Oort ont des paramètres orbitaux compatibles avec la géométrie d'un événement unique à vol rapproché, il sera évident que nous avons affaire à des signes de cet événement imprimés en eux.
3. La formation du système solaire dans un amas d'étoiles
Des rencontres stellaires rapprochées auraient pu se produire beaucoup plus fréquemment au début du système solaire si le Soleil était né à l'intérieur d'un amas d'étoiles. De plus, dans ces conditions, les vitesses relatives des étoiles lors de leurs rapprochements auraient dû être beaucoup plus faibles, ce qui aurait conduit à des effets dynamiques beaucoup plus puissants. Des simulations numériques effectuées par J. Fernandez et A. Brunini en 2000 ont montré que des rencontres multiples, lentes et modérément rapprochées pouvaient bien transférer des objets dispersés de la ceinture de Kuiper sur des orbites similaires à celles de Sedna.
Ce processus est identique au processus supposé de la formation du nuage d'Oort plus éloigné, à la seule différence que dans un environnement stellaire plus proche, les comètes (ou planétésimaux) n'ont pas besoin d'avoir des axes d'orbites semi-majeurs aussi énormes pour pouvoir pour que les influences extérieures commencent à agir. Les calculs de Fernandez et Brunini prédisent que la formation du système solaire dans des conditions d'environnement stellaire proche devrait remplir la partie interne du nuage d'Oort avec toute une population d'objets avec des demi-grands axes ~10 2 - ~10 3 UA, périhélie dans une large gamme de ~50 - ~10 3 AU .e., de grandes excentricités (en moyenne 0,8) et une large distribution d'inclinaisons (FWHM ~90°).
Nous considérons que ce scénario est le plus plausible pour expliquer l'orbite de la planète nouvellement découverte. La naissance du système solaire dans un amas d'étoiles est une hypothèse tout à fait logique, dont on trouve également des preuves indirectes dans d'autres caractéristiques du système (Goswami & Vanhala, 2000). Si ce scénario s'avère vrai, les orbites des objets découverts par la suite dans cette région refléteront sans équivoque l'ère précoce du système solaire dans l'amas. Ils auront une grande variation dans les inclinaisons et les distances de périhélie, mais ne s'intégreront pas dans la géométrie d'une rencontre stellaire unique. De plus, les calculs numériques de Fernandez et Brunini montrent que la distribution exacte des orbites dans la région intérieure du nuage d'Oort reflétera la taille de l'amas d'étoiles parent !
Riz. dix. Il est difficile de croire qu'au-delà de la limite extérieure de la ceinture de Kuiper, il existe des mondes qui ne s'approchent jamais du système solaire, d'où il est parfaitement visible. Cependant, la découverte de Sedna montre que c'est le cas. De plus, il peut s'avérer qu'il y en ait un grand nombre et parmi eux il y a de très gros spécimens.
Résultats
Chacun des trois scénarios décrits pour l'apparition de Sedna dans le système solaire impose ses propres exigences uniques sur les caractéristiques dynamiques de la population distante d'objets trans-neptuniens en dehors de la ceinture de Kuiper. Tant qu'un seul de ces objets a été découvert, les paramètres de son orbite ne permettent de privilégier aucune des hypothèses. Mais dès que de nouvelles découvertes suivent, l'incertitude peut se dissoudre sous nos yeux.
Vous pouvez même estimer approximativement combien de temps cela se produira. Avant la découverte de Sedna dans le cadre de notre enquête, nous avons découvert 40 nouveaux objets de la ceinture de Kuiper. En supposant que la distribution de taille dans la population lointaine d'objets ressemblant à des chenaux est la même que dans la ceinture de Kuiper, on s'attendrait à ce que d'autres relevés du ciel montrent le même rapport dans la proportion d'objets découverts - 1:40 - si, bien sûr, ils sont également sensibles aux objets en mouvement lent. Le nombre de transneptunes découverts le 15 mars 2004 s'élevait à 831 pièces. Il s'avère qu'à la même date, les astronomes devraient déjà avoir une vingtaine de corps en forme de selle dans leurs catalogues !
Avec toute la grossièreté de ce bilan, la pénurie est criante. Par conséquent, soit la plupart des relevés du ciel visant à rechercher de petites planètes au-delà de Neptune sont insensibles aux corps en mouvement lent (1,5 seconde d'arc par heure pour Sedna), soit il y a une nette surpopulation de la partie interne du nuage d'Oort avec des corps relativement brillants (un région attractive pour les grosses planètes ?) . En tout cas, il nous semble que de nouvelles installations dans la région de Sedna seront ouvertes très prochainement.
En attendant, on peut dire qu'à première vue, le troisième scénario (la naissance du système solaire dans un amas dense d'étoiles) semble le plus plausible. Dans ce scénario, le nuage d'Oort devrait être rempli depuis les marges prévues les plus éloignées (environ 10 5 UA) jusqu'au voisinage immédiat de la ceinture de Kuiper (c'est-à-dire Sedna). De plus, dans ce scénario, la masse du nuage d'Oort devrait être plusieurs fois supérieure à ce que l'on pensait auparavant, et la population attendue de gros objets, tels que Sedna, sera considérable. Notre enquête peut voir Sedna pas plus de 1% de son orbite - près du périhélie. Cela signifie que pour chaque Sedna découverte, il y en a environ 100 de plus, qui sont maintenant loin et inaccessibles à la caméra QUEST. De plus, la distribution presque isotrope des inclinaisons des orbites des planètes de type Sedna conduit au fait que pour chaque Sedna découverte, il devrait y avoir environ 5 autres des mêmes brillantes, qui dans ce moment sont bien au-dessus de l'écliptique et n'ont tout simplement pas encore atteint la bande de 5 degrés que nous avons capturée. Pris ensemble, cela signifie que la découverte d'un seul Sedna en soi prédit l'existence de toute une population de tels corps, comptant environ 500 objets. Si pour les objets de la partie interne du nuage d'Oort la distribution de taille est encore similaire à la ceinture de Kuiper, la masse totale de cette population sera d'environ 5 Terre. La population invisible de corps avec des périhélies encore plus grands que Sedna devrait très probablement être encore plus nombreuse.
De toute évidence, les découvertes ultérieures de corps trans-neptuniens avec des orbites entièrement à l'extérieur de la ceinture de Kuiper permettront non seulement de choisir l'un des scénarios décrits, mais éclaireront également l'histoire ancienne de la formation du système solaire en général.
traduction abrégée :
A.I. Dyachenko, chroniqueur pour le magazine "Stargazer"