New Horizons заметила повышенную запыленность Пояса Койпера

Автоматическая станция New Horizons обнаружила, что плотность частиц пыли в Поясе Койпера падает медленнее, чем это предсказывают теоретические модели. Это может объясняться тем, что Пояс Койпера шире, чем считается сейчас, а также действием механизмов улета образованных в Поясе пылинок дальше от Солнца. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Исследования частиц межпланетной пыли важны для лучшего понимания процессов образования и эволюции планет и малых тел Солнечной системы. Их пространственное и количественное распределение в нашей планетной системе зависит от гравитационных полей планет и Солнца, давления солнечного излучения, эффекта Пойнтинга — Робертсона, электромагнитных полей, а также взаимных столкновений пылинок. Во внутренней части Солнечной системы главными поставщиками пыли выступают астероиды и кометы семейства Юпитера, при этом, рожденные в пределах тридцати астрономических единиц от Солнца пылинки постепенно движутся к Солнцу. Во внешней Солнечной системе основным источником пыли считаются тела из Пояса Койпера, а благодаря орбитальным резонансам с Нептуном пылинки существуют дольше, чем во внутренней Солнечной системе.

Группа планетологов во главе с Алексом Донером (Alex Doner) из Колорадского университета в Боулдере опубликовала результаты анализа данных, собранных прибором SDC (Venetia Burney Student Dust Counter), который установлен на станции New Horizons. Это первый инструмент, позволяющий фиксировать частицы пыли и определять их массу и скорость, который работает в пространстве за пределами 17 астрономических единиц от Солнца. Он состоит из 14 (2 эталонных и 12 научных) пленочных детекторов из поливинилиденфторида. Каждая пленка обладает толщиной 28 микрометров и размерами 14,2×6,5 сантиметра. Прибор фиксирует изменения поверхностной плотности заряда на проводящих пленках, возникающие из-за кратеров, рождающихся при столкновениях с пылинками.

Ученые отмечают, что до отметки в 42 астрономические единицы от Солнца данные наблюдений согласовались с моделями распределения пыли. Однако далее расхождение стало расти вплоть до текущей отметки в 55 астрономических единиц от Солнца — плотность потока пыли оказалась выше, чем предполагалось.

Исследователи выдвинули несколько объяснений такому результату. Пыль в Поясе Койпера рождается в результате столкновения тел и бомбардировки их поверхностей частицами межзвездной пыли. Предполагается, что давление солнечного излучения может способствовать улету образовавшихся пылинок дальше от Солнца, а сам Пояс Койпера может быть шире, чем считается сейчас. Кроме того, если учесть, что пылинки в Поясе Койпера могут содержать не только минералы, такие как железомагнезиальные оливины или сульфиды металлов, но и стабильные льды, которые способны относительно быстро разрушаться под действием фотораспыления, то это будет способствовать увеличению влияния на них давления солнечного излучения и в итоге выбросу из Солнечной системы.

Ожидается, что New Horizons будет работать в течение 2040-х годов, что позволит изучить распределение пыли за пределами 100 астрономических единиц от Солнца и, возможно, обнаружить переход в зону, где частицы межзвездной, а не межпланетной пыли, доминируют в окружающей среде.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли в кометной пыли частицы протосолнечной туманности.