Poszukując nowych celów dla należącej do NASA sondy New Horizons, naukowcy dostrzegli kilkanaście obiektów krążących za Pasem Kuipera. Odkrycia te, jeśli zostaną potwierdzone, mogą sugerować, że Pas Kuipera albo rozciąga się znacznie dalej, niż dotychczas sądzono, albo, biorąc pod uwagę przerwę wynoszącą 10 jednostek astronomicznych między tymi obiektami a Pasem Kuipera, istnieje druga taka struktura.
Układ Słoneczny, zwłaszcza te jego części znajdujące się bliżej Słońca, są dość dobrze poznane. Ale im dalej od gwiazdy, tym mniejsze jest nasze pojęcie na temat tego, co się tam znajduje. Zewnętrzny rubieże naszego systemu planetarnego są mało poznanym, zagadkowym miejscem. Mamy ogólny obraz tego obszaru przestrzeni, z Pasem Kuipera, podobnym do pasa planetoid między orbitą Marsa i Jowisza, ale znacznie większym i składającym się z małych lodowych ciał oraz kilku planet karłowatych. Wiemy też, że znacznie dalej za Pasem Kuipera znajduje się Obłok Oorta. To sferyczny obłok gazów i pyłów oraz mniejszych i większych obiektów, który rozciąga się od 300 do nawet 100 tys. jednostek astronomicznych (jedna jednostka astronomiczna - j.a. - to w przybliżeniu średnia odległość Ziemi od Słońca, wynosi około 150 milionów kilometrów). Jednak szczegóły zewnętrznego Układu Słonecznego są nam nieznane i trudne do zgłębienia.
Pas Kuipera rozciąga się od 30 do około 50 jednostek astronomicznych od Słońca. Jest to ogromny obszar rozciągający się za orbitą Neptuna. Znajduje się w nim wiele małych obiektów, będących pozostałościami po procesie formowania się Układu Słonecznego. Krążą w nim co najmniej trzy planety karłowate: Pluton, Haumea i Makemake.
Jednak po 50 jednostkach astronomicznych Pas Kuipera nagle się kończy, a liczba obiektów tam obecnych spada do zera. Tymczasem w innych układach planetarnych podobne pasy rozciągają się na setki jednostek astronomicznych. - Dziwną rzeczą w naszym Układzie Słonecznym jest to, że jesteśmy tak cholernie mali – powiedział Wesley Fraser z National Research Council Canada.
Ale nowe obserwacje sugerują, że za znanym nam Pasem Kuipera może znajdować się druga taka struktura. Astronomowie z NASA szukając kolejnego celu dla sondy New Horizons zaobserwowali kilkanaście obiektów znajdujących się poza Pasem Kuipera, w odległości grubo ponad 50 jednostek astronomicznych.
Co więcej, sonda New Horizons, która obecnie znajduje się około 57 jednostek astronomicznych od Słońca, przesyła bardzo ciekawe dane, które wydają się potwierdzać obserwacje naziemne. W lipcu 2015 r. sonda ta przeszła do historii przelatując w pobliżu Plutona. 31 grudnia 2018 r. dotarła do obiektu w Pasie Kuipera – Ultima Thule, znanego także pod nazwą (486958) Arrokoth. Obecnie pędzi poza granice Układu Słonecznego.
Wiele jej instrumentów zostało wprowadzonych w stan hibernacji na czas podróży i bez wyznaczonego celu. Ale detektor pyłu działa nieprzerwanie. Pył jest charakterystyczną oznaką zderzania się różnorakich obiektów kosmicznych. Zespół zarządzający misją New Horizons spodziewał się, że ilość pyłu będzie gwałtownie spadać po opuszczeniu przez sondę Pasa Kuipera. Ale wcale się tak nie dzieje. - Ilość pyłu nie maleje. Najprostszym wyjaśnieniem jest to, że znajduje się tam więcej obiektów, których zwyczajnie nie wykryliśmy - powiedział Alan Stern, główny badacz misji z Southwest Research Institute.
Astronomowie spoza zespołu są zaintrygowani, ale domagają się dowodów. - Jeśli rzeczywiście istnieje drugi pas, jest to niezwykle ekscytująca rzecz – przyznał Pedro Bernardinelli z University of Washington. Jednak inne obserwacje nie potwierdzają rewelacji na temat drugiego pasa. Niepublikowane jeszcze wyniki niedawnego przeglądu zewnętrznego Układu Słonecznego przy użyciu teleskopu Víctora M. Blanco w Chile sugerują, że nic tam nie ma. Uczeni badali co prawda inny wycinek nieba, ale dostrzegli tylko jeden obiekt w odległości większej niż 50 jednostek astronomicznych. Inne obserwacje tych okolic również wskazują na pustkę. - Dlaczego nic tam nie widzimy? Czyżby wszyscy mieli pecha? To możliwe, ale mało prawdopodobne – ocenił Bernardinelli.
Astronomowie przyznają, że trudno jest obserwować z Ziemi okolice New Horizons. Obiekty z Pasa Kuipera są małe i trudno je dostrzec. Do tego New Horizons widziany z Ziemi wydaje się lecieć prosto w stronę jasnego centrum Drogi Mlecznej, a jej poświata dodatkowo przeszkadza w obserwacjach. Astronomowie do przeglądania zdjęć wykorzystują algorytmy sztucznej inteligencji, by przyspieszyć swoje prace. To dało wyraźne sygnatury co najmniej 12 nieznanych dotąd obiektów znajdujących się za znanym nam Pasem Kuipera.
Dodatkową wskazówką mogą być dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Teleskop ma zamontowane czujniki do śledzenia pozycji gwiazd, które bez przerwy się w nie wpatrują, pomagając w orientacji teleskopu. W ciągu 20 lat obserwacji trzykrotnie zdarzyło się, że czujniki te na krótką chwilę pociemniały, co sugeruje, że gwiazdy zostały przesłonięte przez nieznane obiekty z Pasa Kuipera lub za nim. - Czy istnieje większa populacja obiektów kosmicznych znajdujących się za 50 jednostką astronomiczną? Może tak być. Być może właśnie to widzimy, ale nie ma pewności – przyznał Hilke Schlichting z University of California w Los Angeles.
Astronomowie stojący z niedawnymi obserwacjami uważają, że jednym z powodów, dla których teleskop Víctora M. Blanco nie dał podobnych wyników, może być skupienie obiektów w pobliżu ścieżki New Horizons, być może przez grawitację Neptuna. Równie intrygująca jak nowe obiekty jest widoczna różnica w ilości ciał za 50 jednostką astronomiczną. - Coś jest odpowiedzialne za utrzymanie tej luki – przyznał Mihály Horányi, fizyk z University of Colorado Boulder, który nadzoruje detektor pyłu New Horizons.
W innych układach planety krążące wokół pyłowego dysku powodują podobne luki, skupiając napotkaną materią wokół siebie. Jednak w luce za 50 jednostką astronomiczną nie zaobserwowano żadnej dużej planety. Luka ta może być również reliktem z czasów formowania się Układu Słonecznego.
Niedawno zespół zaczął wykorzystywać nowy filtr optyczny na Teleskopie Subaru na Hawajach, który według Frasera pozwoli im dostrzec słabsze i mniejsze obiekty. Teraz uczeni analizują dane z obserwacji. - Jeśli drugi Pas Kuipera faktycznie istnieje, obserwacje powinny ujawnić kilkanaście nowych, odległych obiektów. A jeśli te oczekiwania nie zostaną spełnione, oznacza to, że coś przeoczyliśmy – wyjaśnił Fraser.
Rezultaty oraz opis obserwacji jest przygotowywany do publikacji i jeszcze nie ukazał się w recenzowany czasopiśmie naukowym.
Źródło: Science, fot. NASA/ JPL. Na zdjęciu sonda New Horizons
