Загадка предсказания того, как три тела, связанные гравитацией, движутся в космосе, на протяжении веков ставила перед математиками сложные задачи и совсем недавно была популяризирована в романе и телешоу "Задача трех тел". Однако нет никаких проблем с тем, что, по мнению группы исследователей, это, скорее всего, стабильное трио ледяных космических пород в поясе Койпера Солнечной системы, обнаруженное с помощью данных космического телескопа НАСА "Хаббл" и наземной обсерватории У.М. Кека на Гавайях.
В случае подтверждения того, что система 148780 Альтджира является второй подобной системой из трех тел, обнаруженной в регионе, можно предположить, что подобные тройки могут быть обнаружены, что подтвердит определенную теорию истории нашей Солнечной системы и формирования объектов пояса Койпера (KBO).
"Вселенная заполнена целым рядом систем из трех тел, включая ближайшие к Земле звезды, звездную систему Альфа Центавра, и мы обнаруживаем, что пояс Койпера, возможно, не является исключением", - сказала ведущий автор исследования Майя Нельсен, выпускница факультета физики и астрономии Университета Бригама Янга в Нью-Йорке. Прово, штат Юта.
Известные с 1992 года KBO - это примитивные ледяные остатки ранней Солнечной системы, обнаруженные за орбитой Нептуна. На сегодняшний день в каталог внесено более 3000 KBO, и, по оценкам ученых, их может быть еще несколько сотен тысяч, диаметр которых превышает 10 миль. Самым крупным KBO является карликовая планета Плутон.
Открытие Хаббла является решающей поддержкой теории образования KBO, согласно которой три небольших скалистых тела не были бы результатом столкновения в оживленном поясе Койпера, а образовались бы как трио непосредственно в результате гравитационного коллапса вещества в диске, окружающем новообразованное Солнце, примерно за 4,5 миллиарда лет назад. Хорошо известно, что звезды образуются в результате гравитационного сжатия газа, обычно в виде пар или троек, но идея о том, что космические объекты, подобные тем, что находятся в поясе Койпера, формируются аналогичным образом, все еще находится в стадии изучения.
Система Альтджира расположена на окраине Солнечной системы, на расстоянии 3,7 миллиарда миль, что в 44 раза превышает расстояние между Землей и Солнцем. На снимках, сделанных "Хабблом", видны две космические системы, расположенные на расстоянии около 4700 миль (7600 километров) друг от друга. Однако исследователи говорят, что неоднократные наблюдения уникального коорбитального движения объектов указывают на то, что внутренний объект на самом деле представляет собой два тела, которые находятся так близко друг к другу, что их невозможно различить на таком большом расстоянии.
"При таких маленьких и удаленных объектах расстояние между двумя внутренними элементами системы на камере "Хаббла" составляет доли пикселя, поэтому вам придется использовать методы, не связанные с получением изображений, чтобы обнаружить, что это тройка", - сказал Нельсен.
Нельсен объяснил, что это требует времени и терпения. Ученые собрали 17-летнюю базу данных наблюдений с телескопа Хаббл и обсерватории Кека, наблюдая за орбитой внешнего объекта системы Альтджира.
"Со временем мы увидели, что ориентация орбиты внешнего объекта изменилась, что указывает на то, что внутренний объект был либо очень вытянутым, либо на самом деле двумя отдельными объектами", - сказал Дарин Рагозин, также из Университета Бригама Янга, соавтор исследования Altjira, опубликованного в журнале Planetary Science.
"Тройная система оказалась наиболее подходящей, когда мы применили данные "Хаббла" к различным сценариям моделирования", - сказал Нельсен. "Другие возможности заключаются в том, что внутренний объект представляет собой бинарный контакт, когда два отдельных тела становятся настолько близко, что касаются друг друга, или что-то на самом деле странно плоское, похожее на блин".
В настоящее время в Поясе Койпера идентифицировано около 40 двойных объектов. Теперь, когда две из этих систем, вероятно, являются тройными, исследователи говорят, что, скорее всего, они имеют дело не с каким-то странным объектом, а с совокупностью систем из трех тел, сформированных при одинаковых обстоятельствах. Однако для получения таких доказательств требуется время и неоднократные наблюдения.
Единственными объектами пояса Койпера, которые были детально исследованы, являются Плутон и меньший по размеру объект Аррокот, которые миссия НАСА "Новые горизонты" посетила в 2015 и 2019 годах соответственно. New Horizons показали, что Arrokoth - это бинарный контакт, что для KBO означает, что два объекта, которые перемещались все ближе и ближе друг к другу, теперь соприкасаются и / или сливаются, что часто приводит к форме арахиса. Рагозин описывает Альтджиру как "кузину" Аррокота, члена той же группы объектов пояса Койпера. Однако, по их оценкам, Альтджира в 10 раз больше Аррокота и имеет ширину 124 мили (200 километров).
Хотя полет на Альтджиру для получения подробных сведений об уровне Аррокота не запланирован, Нельсен сказал, что в будущем появится другая возможность для дальнейшего изучения интригующей системы. "Альтджира вступила в сезон затмений, когда внешнее небесное тело проходит перед центральным. Это продлится в течение следующих десяти лет, что даст ученым прекрасную возможность узнать об этом больше", - сказал Нельсен. Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба также присоединяется к изучению Альтджиры, поскольку он проверит, будут ли компоненты выглядеть одинаково в ходе предстоящего третьего цикла наблюдений.
