Một cái nhìn về Buffy từ và các quỹ đạo đối tượng vành đai Kuiper khác. Tín dụng hình ảnh: CFHT Bấm để phóng to
Một nhóm các nhà thiên văn học làm việc tại Canada, Pháp và Hoa Kỳ đã phát hiện ra một vật thể nhỏ bất thường quay quanh Mặt trời ngoài Sao Hải Vương, trong khu vực các nhà thiên văn học gọi vành đai Kuiper. Vật thể mới này cách Mặt trời gấp đôi so với Sao Hải Vương và có kích thước chỉ bằng một nửa Sao Diêm Vương. Cơ thể quỹ đạo rất khác thường rất khó giải thích bằng các lý thuyết trước đây về sự hình thành của Hệ Mặt trời bên ngoài.
Hiện có 58 đơn vị thiên văn từ Mặt trời (1 đơn vị thiên văn, hay AU, là khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời), vật thể mới không bao giờ tiến gần hơn 50 AU, vì quỹ đạo của nó gần với vòng tròn. Hầu như tất cả các vật thể trong vành đai Kuiper được phát hiện ngoài Sao Hải Vương đều nằm trong khoảng từ 30 AU đến 50 AU. Ngoài 50 AU, vành đai Kuiper chính dường như kết thúc, và những gì ít vật thể được phát hiện ngoài khoảng cách này đều nằm trên quỹ đạo rất lệch tâm (không tròn). Hầu hết các quỹ đạo có độ lệch tâm cao này là kết quả của việc Hải Vương tinh ném đá đối tượng ra bên ngoài bằng súng cao su hấp dẫn. Tuy nhiên, vì đối tượng mới này không tiếp cận gần hơn 50 AU, nên cần một lý thuyết khác để giải thích quỹ đạo của nó. Làm phức tạp vấn đề, quỹ đạo của đối tượng cũng có độ nghiêng cực cao, bị nghiêng (nghiêng) ở 47 độ so với phần còn lại của Hệ mặt trời.
Khám phá và theo dõi
Vật thể, nhận được chỉ định chính thức 2004 XR 190 trong thông báo chính thức của Liên minh Thiên văn Quốc tế, đã được phát hiện trong quá trình hoạt động thường xuyên của Khảo sát Máy bay Ecliptic Canada-Pháp (CFEPS) trong khuôn khổ Khảo sát Di sản trên Kính viễn vọng Canada của Canada. Hiện tại, những người khám phá đang sử dụng biệt danh tạm thời là Buff Buffy để xác định đối tượng mới, mặc dù họ đã đề xuất một tên chính thức khác theo quy trình thông thường để đặt tên cho các đối tượng đó.
Buffy đã được trích xuất từ núi dữ liệu Khảo sát di sản (khoảng 50 gigabyte mỗi giờ hoạt động) bằng các máy tính mạnh mẽ lướt qua các hình ảnh kính thiên văn và tạo ra hàng trăm ứng cử viên. Các nhà thiên văn học sau đó chọn lọc các ứng cử viên để xác định các sao chổi ở xa.
Nhà thiên văn học Lynne Allen của Đại học British Columbia là người đầu tiên để mắt đến vật thể mới, khi cô hoàn thành nhận dạng ban đầu trong quá trình xử lý dữ liệu CFEPS từ tháng 12 năm 2004. Lỗi Nó khá sáng so với các vật thể vành đai Kuiper thông thường chúng ta tìm thấy, nói, Tiến sĩ Allen, nói, nhưng điều thú vị hơn là nó cách đó bao xa.
độ sáng của đối tượng ngụ ý có khả năng giữa 500 và 1000 km (300-600 dặm) đường kính. Do đó, Buffy là một đối tượng vành đai Kuiper rất lớn, nhưng khoảng nửa tá thì lớn hơn.
Giáo sư UBC Brett Gladman cho biết, ngay lập tức nhận ra rằng vật thể này gần gấp đôi Sao Hải Vương từ Mặt trời và quỹ đạo của nó có khả năng gần như tròn, Giáo sư của UBC, Brett Gladman, người đã nhận thấy tính chất bất thường của vật thể khi xác định quỹ đạo của nó, nhưng quan sát thêm. được yêu cầu."
Một đến hai năm quan sát đối tượng vành đai Kuiper là bắt buộc trước khi quỹ đạo của chúng có thể được đo chính xác. Những quan sát bổ sung đầu tiên về Buffy được đưa ra vào tháng 10 năm 2005 khi Gladman và Phil Nicholson của Đại học Cornell sử dụng kính viễn vọng 5 mét Hale để quan sát lại vật thể.
Đo vị trí mới của Buffy đã chứng minh rằng quỹ đạo không chỉ cực kỳ nghiêng, nghiêng (nghiêng) ở góc 47 độ so với mặt phẳng của hệ hành tinh (về cơ bản buộc bản ghi cho một vật thể vành đai Kuiper) mà còn xác nhận rằng Buffy không giống bất kỳ loại nào trước đây - vật thể được biết đến vì nó nằm trên quỹ đạo gần tròn trong khi ở khoảng cách rất lớn.
Các phép đo khác về vị trí của Buffy trên hình ảnh từ kính viễn vọng tại Đài quan sát quốc gia Kitt Peak ở Arizona của các thành viên nhóm Joel Parker (Viện nghiên cứu Tây Nam), cũng như JJ Kavelaars (Hội đồng nghiên cứu quốc gia Canada, Viện vật lý thiên văn của Herzberg) và Wes Fraser (Đại học Victoria), đến tháng 11 năm 2005 đã tinh chỉnh ước tính cho cách tiếp cận gần nhất với Mặt trời của Buffy. Các quan sát bổ sung, để xác nhận thêm quỹ đạo, sau đó được cung cấp bởi dự án Khảo sát di sản CFHT. Các nhà thiên văn học sẽ cần đợi đến tháng 2 năm 2006 để đo các chi tiết đẹp của quỹ đạo Buffy.
Nhóm nghiên cứu đã báo cáo kết quả tìm kiếm của họ cho Trung tâm hành tinh nhỏ, trung tâm phát quang để đo đạc thiên văn của các hành tinh nhỏ mới. Để tìm ra vật thể đầu tiên được biết đến với quỹ đạo gần tròn ngoài 50 AU thực sự rất hấp dẫn, đã phản ứng với Brian Marsden, giám đốc của MPC.
Lý thuyết đầy thách thức
Mặc dù nó không phải là vật thể nhỏ nhất, lớn nhất và cũng không xa nhất được phát hiện ở khu vực này, nhưng vật thể vành đai Kuiper mới có quỹ đạo rất khác thường thách thức các lý thuyết về sự tiến hóa của Hệ Mặt trời.
Tại sao quỹ đạo Buffy sườn được coi là bất thường như vậy? Chỉ có một vật thể được phát hiện khác, Sedna, vẫn còn hơn 50 đơn vị thiên văn (AU) từ Mặt trời trong toàn bộ quỹ đạo của nó. Tuy nhiên, Sedna đang ở trên một quỹ đạo rất elip, bay tới 76 AU trước khi quay trở lại ngoài 900 AU. Ngược lại, Buffy dành toàn bộ thời gian trong phạm vi hẹp giữa 52 và 62 AU từ Mặt trời. Kết hợp với độ nghiêng trong quỹ đạo của nó, vật thể mới này thách thức các lý thuyết hiện tại về lịch sử của Hệ Mặt trời đầu tiên.
Các nhà thiên văn học đã phát hiện các vật thể khác trong vành đai Kuiper dành phần lớn thời gian của họ ngoài 50 AU. Chúng nằm trên các quỹ đạo rất elip và gần như tất cả các phương pháp tiếp cận trong vòng 38 AU của Mặt trời. Cách tiếp cận gần đó đặt những vật thể đó trong tầm với của ảnh hưởng hấp dẫn của Sao Hải Vương. Những vật thể này thường được cho là đã bị phân tán ra quỹ đạo hiện tại của chúng bằng một súng cao su hấp dẫn với sao Hải Vương. Do đó, nhóm đối tượng này được gọi là đĩa Scatter đĩa rải rác.
Trước khi phát hiện ra Buffy, một vài vật thể khác trong vành đai Kuiper đã được phát hiện, chúng dành phần lớn thời gian của chúng ngoài 50 AU như những thứ trong đĩa Scatter Disk, nhưng không tiếp cận trong phạm vi hấp dẫn của Sao Hải Vương. Nhóm này đã được đặt tên là Đĩa mở rộng rải rác. Hai trong số các thành viên của nó là 1995 TL8 và 2000 YW134, tiếp cận với 40 AU của Mặt trời nhưng có quỹ đạo khá hình elip đưa chúng trở lại ngoài 60 AU. Hai ví dụ cực đoan khác của đĩa Extended Scatter Disk là 2000 CR105, tiếp cận với 44 AU và Sedna, không bao giờ đến gần Mặt trời hơn 76 AU.
Do độ lệch tâm lớn của chúng, những vật thể này có khả năng bị nhiễu loạn mạnh mẽ bởi một thứ gì đó, mặc dù nó không thể là sao Hải Vương vì chúng không đến đủ gần để bị phân tán bởi lực hấp dẫn của hành tinh đó. Vì cả Sedna và 2000 CR105 cũng di chuyển ngoài 500 AU từ mặt trời, một giả thuyết cho rằng sau khi bị sao Hải Vương phân tán, một ngôi sao đi qua có thể đã kéo các phương pháp gần nhất của họ ra khỏi Mặt trời.
Buffy rõ ràng là một thành viên của đĩa Extended Scatter Disk. Tuy nhiên, quỹ đạo gần như tròn của Buffy khiến nó nổi bật so với các thành viên khác. Ngoài ra, độ nghiêng quỹ đạo lớn của Buffy không được giải thích dễ dàng bằng ý tưởng ngôi sao đi qua. Nếu một ngôi sao có thể ảnh hưởng đến Buffy mạnh mẽ như vậy, thì nó cũng đã phá vỡ phần lớn vành đai Kuiper chính. Vì các nhà thiên văn học không phát hiện ra sự gián đoạn mạnh mẽ đó, nên cần một lý thuyết phức tạp hơn để giải thích quỹ đạo của Buffy.
Lời giải thích khó nắm bắt có thể nằm ở tác dụng phụ từ sự sắp xếp lại của Hệ mặt trời trong lịch sử của nó. Một khả năng là khi quỹ đạo của Hải Vương tinh mở rộng từ từ trong Hệ Mặt trời trẻ, các tương tác hấp dẫn phức tạp có thể đã khiến một số quỹ đạo vành đai Kuiper quay tròn và nghiêng. Trong khi quỹ đạo Buffy sườn có thể được tạo ra theo cách này, lý thuyết này dường như không giải thích được 2000 CR105 và Sedna. Khám phá mới này rất thú vị vì nó khiến chúng ta phải suy nghĩ lại về sự hiểu biết của chúng ta về cách vành đai Kuiper hình thành.
Tương lai
Trong nửa thập kỷ qua, các lý thuyết về sự hình thành Hệ Mặt trời bên ngoài của chúng ta đã được đẩy đến giới hạn của chúng: các vật thể vành đai Kuiper bất thường, như Buffy, không bao giờ đến gần Sao Hải Vương nhưng phải có độ nghiêng cao.
Mặc dù các lý thuyết giải thích các vật thể riêng lẻ tồn tại, việc tái tạo toàn bộ quần thể của các vật thể đã biết bằng một quá trình đặt ra một thách thức khó khăn cho các mô hình hệ mặt trời hiện tại. Bởi vì các vật thể bất thường, như Buffy, rất hiếm, các nhà thiên văn học vẫn đang cào vào bề mặt của các góc tối của vành đai Kuiper. Các cuộc khảo sát quy mô lớn trong tương lai khám phá một cách có hệ thống vành đai Kuiper là cách duy nhất mở khóa những bí ẩn về những gì xảy ra sớm trong lịch sử Hệ Mặt trời của chúng ta.
Nguồn gốc: Kính thiên văn Canada-Pháp-Hawaii
