Облако холмов
В астрономии облако Хилса (также называемое внутренним облаком Оорта) [1] и внутреннее облако [2] ) представляет собой теоретически огромный околозвездный диск , расположенный внутри облака Оорта , внешняя граница которого будет расположена на расстоянии от 20 000 до 30 000 астрономических единиц (а.е.) от Солнца , а внутренняя граница, менее четко выраженная, гипотетически расположена на расстоянии 250–1500 астрономических единиц ( а.е.) от Солнца. АУ , [ нужна ссылка ] далеко за пределами орбит планет и объектов пояса Койпера , но расстояния могут быть намного больше. Если оно существует, то в облаке Хиллса, вероятно, содержится примерно в 5 раз больше комет , чем в облаке Оорта. [3]
Обзор
[ редактировать ]Необходимость гипотезы облака Хиллса тесно связана с динамикой облака Оорта: кометы облака Оорта постоянно возмущаются в своей среде. Немалая часть покидает Солнечную систему или попадает во внутреннюю систему, где они испаряются, падают на Солнце или сталкиваются с планетами-гигантами или выбрасываются ими . Следовательно, облако Оорта уже давно должно было истощиться, но оно еще хорошо снабжено кометами.
Гипотеза облака Хиллз рассматривает существование облака Оорта, постулируя наличие густонаселенной внутренней области Оорта - «облака Холмов». Объекты, выброшенные из облака Хиллс, скорее всего, окажутся в классической области облака Оорта, сохраняя облако Оорта. [4] Вполне вероятно, что в облаке Хиллс находится самая большая концентрация комет во всей Солнечной системе.
Существование облака Хиллз вполне вероятно, поскольку там уже найдено множество тел. Оно должно быть плотнее облака Оорта. [5] [6] Гравитационное взаимодействие с ближайшими звездами и приливные эффекты галактики привели к тому, что кометы в облаке Оорта вращаются по круговым орбитам, чего не может быть в случае с кометами в облаке Хиллса. Общая масса облака Хиллз неизвестна; некоторые ученые полагают, что оно будет во много раз массивнее внешнего облака Оорта.
История
[ редактировать ]Оригинальная модель облака Оорта
[ редактировать ]Между 1932 и 1981 годами астрономы считали, что облако Оорта, предложенное Эрнстом Эпиком и Яном Оортом , и пояс Койпера были единственными запасами комет в Солнечной системе.
В 1932 году эстонский астроном Эрнст Эпик выдвинул гипотезу, что кометы находятся в облаке, вращающемся вокруг внешней границы Солнечной системы. [7] В 1950 году эта идея была независимо возрождена голландским астрономом Яном Оортом, чтобы объяснить очевидное противоречие: кометы разрушаются после нескольких проходов через внутреннюю часть Солнечной системы, поэтому, если бы они существовали в течение нескольких миллиардов лет (с момента возникновения Солнечной системы), больше ничего сейчас не наблюдалось. [8]
Оорт выбрал для своего исследования 46 комет, которые лучше всего наблюдались между 1850 и 1952 годами. Распределение обратной величины больших полуосей показало максимальную частоту, что позволило предположить существование резервуара комет между 40 000 и 150 000 а.е. (0,6 и 2,4 световых лет назад). ) прочь. Этот резервуар, расположенный на границах сферы влияния Солнца (астродинамика) , будет подвержен звездным возмущениям, которые, вероятно, будут выталкивать облачные кометы наружу или толкать их внутрь.
Новая модель
[ редактировать ]В 1980-х годах астрономы поняли, что главное облако может иметь внутреннюю часть, которая начинается на расстоянии около 3000 а.е. от Солнца и продолжается до классического облака на расстоянии 20 000 а.е. По большинству оценок, население облака Хиллз составляет около 20 триллионов человек (примерно в пять-десять раз больше, чем население внешнего облака), хотя это число может быть в десять раз больше. [9]
Основная модель «внутреннего облака» была предложена в 1981 году астрономом Джеком Г. Хиллсом из Лос-Аламосской лаборатории, который и дал название региону. Он подсчитал, что прохождение звезды вблизи Солнечной системы могло спровоцировать «кометный дождь», тем самым вызвав вымирание на Земле.
Его исследования показали, что орбиты большинства облачных комет имеют большую полуось в 10 000 а.е., что намного ближе к Солнцу, чем предполагаемое расстояние до облака Оорта. [5] Более того, влияние окружающих звезд и галактического прилива должно было отправить кометы облака Оорта либо ближе к Солнцу, либо за пределы Солнечной системы. Чтобы объяснить эти проблемы, Хиллс предположил наличие внутреннего облака, в котором будет в десятки или сотни раз больше ядер кометы, чем во внешнем гало. [5] Таким образом, это могло бы стать возможным источником новых комет для пополнения разреженного внешнего облака.
В последующие годы другие астрономы искали облако Хиллса и изучали долгопериодические кометы . Так было с Сидни ван ден Бергом и Марком Э. Бэйли, каждый из которых предложил структуру облака Хиллз в 1982 и 1983 годах соответственно. [10] В 1986 году Бэйли заявил, что большинство комет Солнечной системы расположены не в области облака Оорта, а ближе и во внутреннем облаке, с орбитой с большой полуосью 5000 а.е. [10] Исследование было дополнительно расширено исследованиями Виктора Клуба и Билла Нэпьера (1987), а также Р.Б. Стотерса (1988). [10]
Однако в 1991 году облако Хиллз вызвало большой интерес. [11] когда ученые возобновили теорию Хиллса. [а]
Характеристики
[ редактировать ]Структура и состав
[ редактировать ]Кометы облака Оорта постоянно беспокоят свое окружение и удаленные объекты. Значительное их количество либо покидает Солнечную систему, либо приближается к Солнцу. Таким образом, облако Оорта должно было давно распасться, но оно до сих пор остается нетронутым. Предложение об облаках Хиллса могло бы дать объяснение; Дж. Хиллс и другие ученые предполагают, что это могло бы пополнить кометы во внешнем облаке Оорта. [12]
Также вероятно, что облако Хиллс является крупнейшей концентрацией комет в Солнечной системе. [10] Облако Хиллс должно быть намного плотнее внешнего облака Оорта: если оно существует, то его размер составляет от 5000 до 20 000 а.е. Напротив, размер облака Оорта составляет от 20 000 до 50 000 а.е. (от 0,3 до 0,8 светового дня). [13]
Масса облака Хиллс неизвестна. Некоторые ученые полагают, что оно может быть в пять раз массивнее облака Оорта. [3] Марк Э. Бэйли оценивает массу облака Хиллс в 13,8 массы Земли , если большинство тел расположены на расстоянии 10 000 а.е. [10]
Если анализы комет репрезентативны в целом, то подавляющее большинство облачных объектов Хиллса состоит из различных льдов, таких как вода, метан, этан, окись углерода и цианистый водород. [14] Однако открытие объекта 1996 PW , астероида на типичной орбите долгопериодической кометы, позволяет предположить, что облако также может содержать каменистые объекты. [15]
Анализ углерода и изотопные соотношения азота сначала в кометах семейств облака Оорта, а затем в теле области Юпитера показывают небольшую разницу между ними, несмотря на их явно удаленные районы. Это говорит о том, что оба происходят из протопланетного диска , [16] Этот вывод также подтверждается исследованиями размеров кометных облаков и недавним исследованием воздействия кометы Темпель 1 . [17]
Формирование
[ редактировать ]Многие учёные полагают, что облако Хиллс образовалось в результате близкого (800 а.е.) столкновения Солнца с другой звездой в течение первых 800 миллионов лет существования Солнечной системы , что могло бы объяснить эксцентричную орбиту 90377 Седны , которой не должно быть там, где она находится. , не находясь ни под влиянием Юпитера , ни Нептуна , ни приливных эффектов. [18] Тогда возможно, что облако Хиллса будет «моложе», чем облако Оорта . Однако только Седна и два других седноида ( 2012 VP 113 и 541132 Leleākūhonua ) имеют эти нарушения; для 2000 OO 67 и 2006 SQ 372 Солнечной системы в этой теории нет необходимости, поскольку обе орбиты вращаются близко к газовым гигантам .
Возможные облачные объекты Hills
[ редактировать ]Этот раздел необходимо обновить . ( ноябрь 2019 г. ) |
Имя | Диаметр (км) | Перигелий (В) | Афелион (В) | Открытие |
---|---|---|---|---|
2012 ВП 113 | от 315 до 640 | 80.5 | 445 | 2012 |
(90377) Седна | с 995 до 1060 | 76.1 | 935 | 2003 |
(87269) 2000 ОО 67 | с 28 по 87 | 20.8 | 1,014.2 | 2000 |
(308933) 2006 кв. 372 | от 50 до 100 | 24.17 | 2,005.38 | 2006 |
(541132) Лелеакухонуа | от 200 до 248 | 64.94 | 2123 | 2015 |
Тела в облаке Хиллс состоят в основном из водяного льда, метана и аммиака. Астрономы подозревают, что многие долгопериодические кометы происходят из облака Хиллс, например, комета Хьякутакэ .
В своей статье, объявляющей об открытии Седны, Майк Браун и его коллеги утверждали, что они наблюдали первый объект из облака Оорта. Они заметили, что, в отличие от рассеянных дисковых объектов, таких как Эрида, перигелий Седны (76 а.е.) был слишком удален, чтобы гравитационное влияние Нептуна могло сыграть роль в ее эволюции. [19] Авторы рассматривали Седну как «внутренний объект облака Оорта», расположенный вдоль эклиптики и расположенный между поясом Койпера и более сферической частью облака Оорта. [20] [21] Однако Седна находится гораздо ближе к Солнцу, чем ожидалось для объектов в облаке Хиллс, и ее наклон близок к наклонению планет и пояса Койпера.
Значительная загадка окружает звезду 2008 KV 42 с ее ретроградной орбитой, из-за которой она может происходить из облака Хиллз или, возможно, из облака Оорта. [22] То же самое касается дамоклоидов , происхождение которых сомнительно, таких как тезка этой категории — 5335 Damocles .
Кометы
[ редактировать ]Астрономы подозревают, что несколько комет происходят из того же региона, что и облако Хиллс; в частности, они сосредотачиваются на тех, у кого афелия превышает 1000 а.е. (которые, таким образом, происходят из более дальнего региона, чем пояс Койпера), но менее 10 000 а.е. (в противном случае они были бы слишком близко к внешнему облаку Оорта).
Некоторые известные кометы достигают больших расстояний и являются кандидатами на роль облачных объектов Хиллс. Например, комета Лавджоя , открытая 15 марта 2007 года австралийским астрономом Терри Лавджоем , имела расстояние до афелия около 1800 а.е. Комета Хякутаке, открытая в 1996 году астрономом-любителем Юдзи Хякутаке , имеет афелий, удаляющийся от Земли, размером 3500 а.е. Комета Макнота , открытая 7 августа 2006 года в Австралии Робертом Х. Макнотом , стала одной из самых ярких комет последних десятилетий с афелием 4100 а.е. Комета Махгольца , открытая 27 августа 2004 года астрономом-любителем Дональдом Махгольцем , произошла с расстояния около 5000 а.е.
Седна
[ редактировать ]Седна — карликовая планета , открытая Майклом Э. Брауном , Чадом Трухильо и Дэвидом Л. Рабиновицем 14 ноября 2003 года. Спектроскопические измерения показывают, что состав ее поверхности аналогичен составу поверхности других транснептуновых объектов : она в основном состоит из смеси водяные льды, метан и азот с толинами . Его поверхность — одна из самых красных в Солнечной системе.
В зависимости от используемого определения это может быть первое обнаружение объекта, происходящего из облака Хиллз. Площадь облака Хиллз определяется как любые объекты с орбитами размером от 1500 до 10 000 а.е. [ нужна ссылка ]
Однако Седна находится намного ближе, чем предполагаемое расстояние до облака Хиллз. Планетоид, обнаруженный на расстоянии около 13 миллиардов километров (87 а.е.) от Солнца, движется по эллиптической орбите продолжительностью 11 400 лет с точкой перигелия всего в 76 а.е. от Солнца во время его самого близкого сближения (следующее произойдет в 2076 году). , и в самой дальней точке достигает 936 а.е.
Однако Седна не считается объектом пояса Койпера, поскольку ее орбита не приводит ее в область пояса Койпера на расстоянии 50 а.е. Седна является « отдельным объектом » и поэтому не находится в резонансе с Нептуном.
2012 ВП 113
[ редактировать ]Транснептуновский объект 2012 VP 113 был объявлен 26 марта 2014 года и имеет орбиту, аналогичную Седне, с точкой перигелия, значительно отстоящей от Нептуна. Ее орбита находится на расстоянии от 80 до 400 а.е. от Солнца.
Сноски
[ редактировать ]- ^ Возобновившийся интерес исключил статьи, написанные Мартином Дунканом, Томасом Куинном и Скоттом Тремейном в 1987 году, которые расширили гипотезу Хиллса дополнительными исследованиями. [ нужна ссылка ] [ сомнительно – обсудить ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ см . облако Оорта
- ^ Вильмен, Жерар. «Астрономия, астероиды и кометы» (на французском языке).
- ^ Jump up to: а б Дункан, Мартин Дж.; Куинн, Томас; Тремейн, Скотт (1987). «Формирование и размеры кометного облака Солнечной системы» . Астрономический журнал . 94 : 1330. Бибкод : 1987AJ.....94.1330D . дои : 10.1086/114571 .
- ^ Фернандес, Хулио Анхель (1997). «Формирование облака Оорта и примитивной галактической среды». Икар . 129 (1): 106–119. Бибкод : 1997Icar..129..106F . дои : 10.1006/icar.1997.5754 .
- ^ Jump up to: а б с Хиллз, Джек Г. (1981). «Кометные дожди и стационарное падение комет из Облака Оорта» . Астрономический журнал . 86 : 1730–1740. Бибкод : 1981AJ.....86.1730H . дои : 10.1086/113058 .
- ^ Планетарные науки: американские и советские исследования, Материалы американо-советского семинара по планетарным наукам . 1991. с. 251 . Проверено 7 ноября 2007 г. [ постоянная мертвая ссылка ] [ нужна полная цитата ]
- ^ Эпик, Эрнст (1932). «Заметка о звездных возмущениях близлежащих параболических орбит». Труды Американской академии искусств и наук . 67 (6): 169–182. Бибкод : 1932PAAAS..67..169O . дои : 10.2307/20022899 . JSTOR 20022899 .
- ^ Оорт, Ян (1950). «Строение кометного облака, окружающего Солнечную систему, и гипотеза его происхождения». Бюллетень астрономических институтов Нидерландов . 11 : 91–110. Бибкод : 1950BAN....11...91O .
- ^ Мэтсон, Дэйв Э. (май 2012 г.). «Короткопериодические кометы» . Креационизм молодой Земли (блог). Свидетельства молодой Земли.
- ^ Jump up to: а б с д и Бейли, Марк Э.; Стэгг, К. Рассел (1988). «Ограничения на образование кратеров во внутреннем облаке Оорта: стационарные модели» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 235 : 1–32. Бибкод : 1988MNRAS.235....1B . дои : 10.1093/mnras/235.1.1 .
- ^ Шамбон, Лоик, изд. (10 ноября 2000 г.). «Другие тела Солнечной системы» . Astro Merveilles (loloch.free.fr) (на французском языке).
- ^ Фернандес, Хулио Анхель (сентябрь 1997 г.). «Формирование Облака Оорта и примитивной галактической среды». Икар . 129 (1): 106–119. Бибкод : 1997Icar..129..106F . дои : 10.1006/icar.1997.5754 .
- ^ Уильямс, Мэтт (10 августа 2015 г.). «Что такое облако Оорта?» . Вселенная сегодня . Проверено 20 февраля 2016 г. .
- ^ Гибб, Эрика Л.; Мама, Майкл Дж .; Делло Руссо, Нил; ди Санти, Майкл А.; Маги-Зауэр, Карен П. (2003). «Метан в кометах Облака Оорта». Икар . 165 (2): 391. Бибкод : 2003Icar..165..391G . дои : 10.1016/S0019-1035(03)00201-X .
- ^ Вайсман, Пол Р.; Левисон, Гарольд Ф. (октябрь 1997 г.). «Происхождение и эволюция необычного объекта 1996 PW: астероиды из облака Оорта?» . Письма астрофизического журнала . 488 (2): Л133–Л136. Бибкод : 1997ApJ...488L.133W . дои : 10.1086/310940 .
- ^ Хуцемекерс, Дэмиен; Манфруа, Жан; Жехин, Эммануэль; Арпиньи, Клод; Кокран, Анита Л .; Шульц, Рита М.; Стюве, Иоахим А.; Зуккони, Жан-Марк (2005). «Изотопное содержание углерода и азота в кометах семейства Юпитера и Облака Оорта». Астрономия и астрофизика . 440 (2): Л21–Л24. arXiv : astro-ph/0508033 . Бибкод : 2005A&A...440L..21H . дои : 10.1051/0004-6361:200500160 . S2CID 9278535 .
- ^ Мама, Майкл Дж.; ди Санти, Майкл А.; Маги-Зауэр, Карен П.; и др. (2005). «Родительские летучие вещества в комете 9P/Темпель 1: до и после удара» . Научный экспресс . 310 (5746): 270–274. Бибкод : 2005Sci...310..270M . дои : 10.1126/science.1119337 . ПМИД 16166477 . S2CID 27627764 .
- ↑ Небо и космос , январь 2006 г. [ нужна полная цитата ]
- ^ Браун, Майкл Э .; Рабиновиц, Дэвид Л .; Трухильо, Чедвик А. (2004). «Открытие потенциального внутреннего планетоида облака Оорта». Астрофизический журнал . 617 (1): 645–649. arXiv : astro-ph/0404456 . Бибкод : 2004ApJ...617..645B . дои : 10.1086/422095 . S2CID 7738201 .
- ^ Джуитт, Дэвид С .; Морбиделли, Алессандро ; Рауэр, Хайке (2007). Транснептуновые объекты и кометы . Швейцарское общество астрофизики и астрономии. Продвинутый курс Saas-Fee 35 (1-е изд.). Берлин: Шпрингер. п. 86. ИСБН 978-3-540-71957-1 . LCCN 2007934029 .
- ^ Ликавка, Патрик София; Тадаши, Мукаи (2007). «Динамическая классификация транснептуновых объектов: исследование их происхождения, эволюции и взаимосвязи». Икар . 189 (1): 213–232. Бибкод : 2007Icar..189..213L . дои : 10.1016/j.icarus.2007.01.001 .
- ^ Новости > 2008 КВ 42 , астероид, который переворачивается вверх тормашками. [ нужна полная цитата ]
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хейслер, Джулия; Тремейн, Скотт (1986). «Влияние галактического приливного поля на кометное облако Оорта». Икар . 65 (1): 13. Бибкод : 1986Icar...65...13H . дои : 10.1016/0019-1035(86)90060-6 .
- Готово, Люк; Вайсман, Пол Р.; Левисон, Гарольд Ф.; Дункан, Мартин Дж. (2004). «Формирование и динамика облака Оорта» (PDF) . В Джонстоне, Дуг; Адамс, Фред С .; Лин, Дуг, Северная Каролина; Нойфельд, Дэвид А.; Острайкер, Ева К. (ред.). Звездообразование в межзвездной среде: в честь Дэвида Холленбаха, Криса Макки и Фрэнка Шу . Материалы конференции ASP. Том. 323. Сан-Франциско, Калифорния: Тихоокеанское астрономическое общество. п. 371. Бибкод : 2004ASPC..323.....J .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- СМИ, связанные с облаком Hills, на Викискладе?