Toli nuo Saulės, lediniame ir menkai ištirtame regione, slypi įdomi mįslė. Manoma, kad už Neptūno orbitos egzistuoja struktūra, kuri beveik nepakito nuo pat Saulės sistemos gimimo. Ši idėja leidžia naujai pažvelgti į tai, kaip formavosi mūsų kosminė kaimynystė.
Prinstono universiteto tyrėjų komanda aptiko šios struktūros pėdsakų analizuodama kūnų orbitas. Jų išvada rodo, kad dalis ten esančių objektų juda neįprastai tvarkingai ir stabiliai. Tai būtų lyg rūpestingai išsaugotas archeologinis radinys, tik kosmoso mastu.
Nors poveikis mūsų kasdienybei nulinis, mokslinė reikšmė didžiulė. Tokia išsilaikiusi struktūra galėtų tapti langeliu į pirmuosius milijonus metų po planetų gimimo. Kuo geriau suprasime Kuiperio juostą, tuo aiškiau matysime ankstyvąją sistemos istoriją.
Kuiperio juosta kaip kosminė šaldykla
Kuiperio juosta yra trečioji Saulės sistemos zona, besidriekianti už Neptūno iki maždaug penkiasdešimties astronominių vienetų. Astronominis vienetas yra atstumas nuo Žemės iki Saulės. Šioje srityje skrieja milijonai ledinių kūnų, o kai kurie jų yra net Plutono dydžio.
Šis regionas nėra vien atsitiktinių ledo luitų rinkinys. Jis primena storą diską, kuriame išliko ankstyvosios sistemos liekanos. Tai tarsi užšaldytas archyvas, kuriame slypi Kuiperio juostos seniausia informacija apie planetų formavimosi laikotarpį.
Tyrėjai būtent čia ieškojo užuominų, kurios galėtų paaiškinti, kaip planetos milžinės susiformavo ir kaip judėjo jaunystėje. Kuiperio juosta tam idealiai tinka, nes jos objektai mažiau paveikti vidinių sistemos procesų. Dėl to jų orbitos išlieka kaip įrašas apie praeitį.
Naujai aptiktas vidinis branduolys
Mokslininkai panaudojo DBSCAN algoritmą, kuris padeda aptikti grupes duomenyse pagal jų tankį. Taip jie išskyrė vidinį branduolį maždaug keturiasdešimt trijų astronominių vienetų atstumu. Šalia jau žinomo branduolio, aptikto dar 2011 metais, jis atrodo kaip dar tvarkingesnė ir senesnė dalis.
Šio branduolio objektai juda beveik apskritomis orbitomis. Jų ekscentriškumas yra vos nuo 0,01 iki 0,06, o sklaida neįprastai maža. Tai reiškia, kad per milijardus metų jų keliai nebuvo rimtai išjudinti gravitacinių trikdžių.
Tokios stabilios orbitos leidžia manyti, kad struktūra galėjo išlikti nepaliesta nuo pat formavimosi pradžios. Jei taip, jos kūnai menkai pasikeitė nuo laikų, kai planetos dar tik rinkosi savo vietas. Tai viena stipriausių užuominų apie senovinę Saulės sistemos geometriją.
Viena struktūra ar dvi atskiros
Vis dėlto lieka klausimas, ar aptiktas branduolys yra savarankiškas, ar tiesiog platesnės struktūros dalis. Tyrėjai pripažįsta, kad riba priklauso nuo pasirinktų algoritmo parametrų. Keičiant analizės sąlygas, skirtumas tarp dviejų grupių tampa mažiau aiškus.
Vidinis branduolys sudaro apie septynis ar dešimt procentų klasikinių Kuiperio juostos objektų. Tai nemaža dalis, todėl jos kilmė ypač svarbi. Galimi du scenarijai, arba senasis branduolys yra didesnis nei manyta, arba egzistuoja dvi skirtingos kilmės struktūros.
Abu variantai turi rimtų pasekmių modeliams apie ankstyvąją Saulės sistemos raidą. Jei branduoliai skirtingi, vadinasi, sąlygos jų atsiradimo metu irgi skyrėsi. Tai galėtų padėti atkurti konkretesnę planetų migracijos seką.
Ką tai pasako apie Neptūno migraciją?
Vienas aiškinimas remiasi idėja, kad Neptūnas į dabartinę orbitą persikėlė ne tolygiai, o šuoliais. Tokie staigūs poslinkiai galėjo suformuoti ir senąjį, ir naujai aptiktą branduolį. Ši hipotezė dera su mintimi, kad jauna sistema buvo dinamiška ir chaotiška.
Tyrėjai tiki, kad vidinis branduolys gali tapti raktu į klausimus apie planetų milžinių judėjimą. Jis taip pat gali atskleisti, kokioje aplinkoje formavosi Saulės sistema ir kokius tarpžvaigždinius regionus ji perėjo. Kuo daugiau žinosime apie šią struktūrą, tuo pilnesnis bus ankstyvosios istorijos vaizdas.
Ateityje sprendimą turėtų atnešti nauji stebėjimai. „Very C Rubin“ observatorijos dangaus apžvalgos projektas turėtų pateikti daugiau orbitų duomenų. Iki tol mokslininkai remsis esamais stebėjimais ir teoriniais modeliais, o atradimas „arXiv“ serveryje jau dabar rodo, kaip mašininis mokymasis padeda rasti paslėptus kosminius raštus.
