מבט על מסלולי אובייקט חגורת קויפר אחרים של באפי ואחרים. אשראי תמונה: CFHT לחץ להגדלה
צוות אסטרונומים שעבד בקנדה, צרפת וארצות הברית גילה גוף קטן ויוצא דופן המקיף את השמש מעבר לנפטון, באזור מכנים אסטרונומים חגורת קויפר. אובייקט חדש זה נמצא כפליים מהשמש מאשר נפטון והוא בערך חצי מגודל פלוטו. מסלולו החריג ביותר של הגוף קשה להסביר בעזרת תיאוריות קודמות להיווצרות מערכת השמש החיצונית.
נכון לעכשיו 58 יחידות אסטרונומיות מהשמש (יחידה אסטרונומית אחת, או AU, היא המרחק בין כדור הארץ לשמש), האובייקט החדש לעולם לא מתקרב יותר מ 50 AU, מכיוון שמסלולו קרוב למעגלי. כמעט כל חפצי חגורת קויפר שהתגלו מעבר לנפטון נמצאים במרחק של 30 AU ל 50 AU. מעבר ל- 50 AU, נראה כי חגורת קויפר הראשית מסתיימת, וכמה מהעצמים המעטים שהתגלו מעבר למרחק זה, היו על מסלולי אקסצנטריות גבוהים מאוד (לא מעגליים). רוב מסלולי האקסצנטריות הגבוהים הללו הם תוצאה של נפטון "מעיף" את האובייקט כלפי חוץ על ידי קלע הכבידה. עם זאת, מכיוון שאובייקט חדש זה אינו מתקרב יותר מ- 50 AU, יש צורך בתיאוריה אחרת כדי להסביר את מסלולו. מסבך הבעיה, מסלולו של האובייקט יש גם הטיה קיצונית, והוא נוטה (מוטה) בגובה 47 מעלות לשאר מערכת השמש.
הגילוי והמעקב
האובייקט, שקיבל את הכינוי הרשמי לשנת 2004 XR 190 בהודעתו הרשמית של האיגוד האסטרונומי הבינלאומי, התגלה במהלך פעולת השגרה של סקר המטוסים האקליפטיים של קנדה-צרפת (CFEPS) הפועל במסגרת סקר מורשת בטלסקופ הוואי הצרפתי של קנדה. לעת עתה, הגולשים משתמשים בכינוי הזמני "באפי" כדי לזהות את האובייקט החדש, אם כי הם הציעו שם רשמי אחר בהתאם לנהלים נורמליים לשמות של חפצים כאלה.
באפי חולץ מההר של נתוני סקר Legacy (כ- 50 ג'יגה לשעה של פעולה) על ידי מחשבים חזקים הסורקים את התמונות הטלסקופיות ומייצרים מאות מועמדים. אסטרונומים אז מנפים דרך המועמדים כדי לזהות את השביטים הרחוקים.
האסטרונום לין אלן מאוניברסיטת קולומביה הבריטית היה הראשון לפקוח עין על האובייקט החדש, כאשר השלימה את הזיהוי הראשוני במהלך עיבוד נתוני CFEPS מדצמבר 2004. "זה היה די בהיר לעומת חפצי חגורת קויפר הרגילים שאנחנו מצא ", אמר ד"ר אלן," אבל מה שמעניין יותר היה כמה רחוק זה היה. "
בהירותו של האובייקט מרמזת על כך שהוא קוטר בין 500 ל 1000 ק"מ (300 עד 600 מיילים). באפי היא אפוא עצם חגורת קויפר גדול מאוד, אך כחצי תריסר גדולים יותר.
"הבנו מיד שהאובייקט היה כפול מכפי שנפטון מהשמש וכי מסלולו עשוי להיות כמעט מעגלי", אמר פרופסור UBC, ברט גלדמן, שהבחין באופי החריג של האובייקט בעת קביעת מסלולו, "אך תצפיות נוספות נדרשו."
דרושים תצפיות של שנה עד שנתיים על עצם חגורת קויפר לפני שניתן למדוד את מסלוליהם במדויק. התצפיות הנוספות הראשונות על באפי הגיעו באוקטובר 2005, כאשר גלדמן ופיל ניקולסון מאוניברסיטת קורנל השתמשו בטלסקופ הייל בגובה 5 מטרים כדי לראות מחדש את החפץ.
מדידת המיקום החדש של באפי הוכיחה שהמסלול לא היה רק מוטה במיוחד, נוטה (הוטה) ב -47 מעלות למישור המערכת הפלנטרית (למעשה קושר את הרשומה לאובייקט חגורת קויפר) אלא אישר כי באפי לא דומה לשום דבר אחר- חפץ ידוע מכיוון שהוא היה במסלול כמעט מעגלי בזמן שהיה במרחק גדול מאוד.
מדידות נוספות לגבי עמדתו של באפי בתמונות מטלסקופים במצפה הכוכבים הלאומי של קיט באריזונה על ידי חברי הצוות ג'ואל פרקר (מכון המחקר הדרום-מערבי), וכן ג'יי ג'יי Kavelaars (מועצת המחקר הלאומית של קנדה, מכון הרצברג לאסטרופיזיקה) ווס פרייזר (אוניברסיטת אוניברסיטת אוניברסיטת א. ויקטוריה), עד נובמבר 2005, זיקק את הערכת הגישה הקרובה ביותר של באפי לשמש. תצפיות נוספות, בכדי לאשר את המסלול נוסף, לאחר מכן סיפק פרויקט סקר מורשת CFHT. אסטרונומים צריכים להמתין עד פברואר 2006 כדי למדוד את הפרטים הקטנים של מסלולו של באפי.
הצוות דיווח על ממצאיהם למרכז הכוכבים הקטינה, המסלקה למדידות אסטרונומיות של כוכבי לכת חדשים מינוריים. "למצוא את האובייקט הידוע הראשון עם מסלול כמעט מעגלי מעבר ל- 50 AU הוא אכן מסקרן," הגיב בריאן מרסדן, מנהל ה- MPC.
תיאוריות מאתגרות
למרות שהוא אינו האובייקט הקטן, הגדול ביותר והמרוחק ביותר שהתגלה באזור זה, לאובייקט חגורת קויפר החדש יש מסלול חריג ביותר אשר מאתגר את התיאוריות של התפתחות מערכת השמש.
מדוע מסלולו של באפי נחשב כל כך חריג? רק אובייקט אחד נוסף שהתגלה, סדנה, נותר רחוק מ -50 יחידות אסטרונומיות (AU) מהשמש לאורך כל מסלולו. עם זאת, סדנה נמצאת במסלול מאוד אליפטי, שוכבת לכיוון 76 AU לפני שהיא יוצאת חזרה אל מעבר ל 900 AU. לעומת זאת באפי מבלה את כל זמנה בטווח הצר שבין 52 ל 62 AU מהשמש. בשילוב עם הטיה במסלולו, מאתגר אובייקט חדש זה את התיאוריות הנוכחיות אודות ההיסטוריה של מערכת השמש המוקדמת.
אסטרונומים גילו אובייקטים אחרים של חגורת קויפר המבלים את רוב זמנם מעבר ל 50- AU. אלה נמצאים על מסלולי סגלגל מאוד, וכמעט כולם מתקרבים בתוך 38 AU לשמש. גישה קרובה זו מציבה את אותם עצמים בהישג ידו של השפעת הכבידה של נפטון. בדרך כלל נהוג לחשוב כי חפצים אלה פוזרו למסלולם הנוכחי על ידי קלע הכבידה עם נפטון. קבוצת אובייקטים זו נקראה אפוא "הדיסק המפוזר".
לפני גילויו של באפי, התגלו כמה חפצים אחרים של חגורת קויפר, המבלים חלק ניכר מזמנם מעבר ל 50- AU כמו אלה ב"דיסק המפוזר ", ובכל זאת לא התקרבו לטווח הכבידה של נפטון. קבוצה זו קיבלה את השם "דיסק מורחב מורחב". שניים מחבריה הם 1995 TL8 ו- 2000 YW134, שמתקרבים ל- 40 AU של השמש אך יש להם מסלולי אליפטיות למדי המחזירים אותם אל מעבר ל- 60 AU. שתי דוגמאות קיצוניות נוספות ל"דיסק המפוזר המורחב "הן 2000 CR105, שמתקרב ל 44 AU, וסדנה, שלעולם לא מתקרבת לשמש מאשר 76 AU.
בגלל האקסצנטריות הגדולה שלהם, סביר להניח שהאובייקטים הללו הוטרדו מאוד על ידי משהו, אם כי זה לא יכול היה להיות נפטון מכיוון שהם לא מתקרבים מספיק בכדי לפזר אותם על ידי כוח הכבידה של אותו כוכב לכת. מכיוון שגם סדנה וגם 2000 CR105 נוסעים מעבר ל -500 AU מהשמש, תיאוריה אחת היא שאחרי שהתפזר על ידי נפטון, כוכב חולף יכול היה למשוך את הגישות הקרובות ביותר שלהם מהשמש.
באפי חברה בבירור ב"דיסק המפוזר המורחב ". עם זאת, מסלולו הכמעט מעגלי של באפי גורם לו להתבלט משאר החברים. בנוסף, ההטיה הגדולה של באפי אינה מוסברת כל כך בקלות על ידי רעיון הכוכב החולף. אם כוכב יכול היה להשפיע על באפי בצורה כה חזקה, הוא היה צריך גם לשבש הרבה מחגורת קויפר הראשית. מכיוון שאסטרונומים לא מגלים את ההפרעה החזקה ההיא, יש צורך בתיאוריה מורכבת יותר כדי להסביר את מסלולו של באפי.
ההסבר החמקמק עשוי להיות טמון בתופעות לוואי מהסידור מחדש של מערכת השמש בתחילת ההיסטוריה שלה. אפשרות אחת היא שככל שהמסלול של נפטון התרחב לאט במערכת השמש הצעירה, אינטראקציות כבידה מורכבות יכולות לגרום לכמה מעגלי חגורה של קויפר להסתובב ולהטות. אמנם ניתן היה ליצור את מסלולו של באפי בדרך זו, אולם נראה כי תיאוריה זו אינה מסבירה 2000 CR105 וסדנה. תגלית חדשה זו מלהיבה מכיוון שהיא גורמת לנו לחשוב מחדש על הבנתנו כיצד נוצרה חגורת קויפר.
העתיד
במהלך חצי העשור האחרון נדחקו התיאוריות אודות היווצרות מערכת השמש החיצונית שלנו לגבולותיהן: יש להסביר חפצי חגורה של קויפר, כמו באפי, שלעולם לא מתקרבים לנפטון ובכל זאת יש נטייה גבוהה.
אף כי קיימות תיאוריות המסבירות אובייקטים בודדים, שכפול כל ההרכב של האובייקטים הידועים בתהליך אחד מהווה אתגר קשה לדגמי מערכת השמש הנוכחיים. מכיוון שהחפצים הלא שגרתיים, כמו באפי, הם נדירים ביותר, אסטרונומים עדיין מגרדים את פני הפינות הכהות של חגורת קויפר. סקרים רחבי היקף עתידיים החוקרים באופן שיטתי את חגורת קויפר הם הדרך היחידה לפתוח את התעלומות של מה שקרה בתחילת ההיסטוריה של מערכת השמש שלנו.
המקור המקורי: טלסקופ קנדה-צרפת-הוואי
