Новые рубежи Солнечной Системы 21 века. Что следующее?

[byran]

Прошло почти 5 лет с тех пор, как группа астрономов во главе с Майклом Брауном обнаружила на снимках объект находящийся почти в 100 астрономических единицах от Земли и по абсолютному блеску превышавший блеск Плутона, последней известной планеты. Спустя несколько месяцев после непосредственных замеров углового размера Хабблом объект, получивший название Эрида сверг Плутон из разряда планет. Эрида оказалась на 5% больше Плутона по размеру и на 25% по массе.

Успех Брауна не был случайностью. Он организовал многолетний поиск транснептуновых объектов на всем видимом из Калифорнии небе с помощью 1.2 метрового телескопа в Паломарской обсерватории.

Были исключены лишь плотные звездные поля галактической плоскости. Все поиски до него были в десятки раз меньше по площади покрытия и глубине проницания.
В ходе первого этапа (2001-2006 годы) на всем видимом из Паломара небе искались объекты с угловым перемещением 1 угловая секунда в час до R=20.5, что позволяло обнаружить объекты размером с Цереру до 150 астрономических единиц.
В ходе второго этапа (май 2007 - сентябрь 2008 года) в 30-градусной полосе вдоль эклиптики искались тела с угловым перемещением до 0.2 угловых секунд в час и блеском до R=21.3, что позволило исключить на этом участке неба тела размером с Марс до 300 астрономических единиц и размером с Юпитер до 1000 а.е.

Как известно в результате этого обзора была существенно изменена картина представлений о Солнечной Системе. Достаточно взглянуть на список известных сегодня ТНО, у которых H (абсолютная звездная величина) больше 4m, т.е. их размеры не меньше размера Цереры, крупнейшего представителя пояса астероидов. Жирным шрифтом выделены открытые в ходе обзора Брауна.

Название Абсолютный Блеск Дата открытия Код обсерватории и первооткрыватель.
(136199) Eris     2003 UB313 -1.2 21.10.2003 644 M. E. Brown, C. A. Trujillo
(134340) Pluto               -0.7 23.01.1930 690 C. W. Tombaugh
(136472) Makemake 2005 FY9   -0.3 31.03.2005 644 M. E. Brown, C. A. Trujillo
(136108) Haumea   2003 EL61   0.2 07.03.2003 J86 Sierra Nevada (независимо с 675 M. E. Brown)
(90377) Sedna    2003 VB12   1.6 14.11.2003 675 M. E. Brown, C. A. Trujillo
                 2007 OR10   1.9 17.07.2007 675 M. E. Schwamb, M. E. Brown, D. Rabinowitz
(90482) Orcus    2004 DW     2.3 17.02.2004 675 M. E. Brown, C. A. Trujillo
(50000) Quaoar   2002 LM60   2.6 04.06.2002 644 C. A. Trujillo, M. E. Brown
               2005 QU182  3.1 30.08.2002 644
 (28978) Ixion    2001 KX76   3.2 22.05.2001 807 Deep Ecliptic Survey
(55565)          2002 AW197  3.3 10.01.2002 675 Palomar
(55636)          2002 TX300  3.3 15.10.2002 644 NEAT
(202421)          2005 UQ513  3.4 21.10.2005 644 Palomar
                 2007 UK126  3.6 19.10.2007 675
 (55637)          2002 UX25   3.6 30.10.2002 291 Spacewatch
 (20000) Varuna   2000 WR106  3.6 28.11.2000 691 Spacewatch
(174567)          2003 MW12   3.6 21.06.2003 691 J. A. Larsen
(208996)          2003 AZ84   3.6 13.01.2003 644 C. A. Trujillo, M. E. Brown
        2002 MS4    3.7 18.06.2002 644 C. A. Trujillo, M. E. Brown
(84522)          2002 TC302  3.8 10.09.2002 644 Palomar
                  2006 QH181  3.8 21.08.2002 807
(145452)          2005 RN43   3.9 10.09.2005 705 A. C. Becker, A. W. Puckett, J. Kubica


Как видно из таблицы из 22 ярчайших транснептуновых объектов 15 (почти 70 процентов) были открыты в ходе одного единственого обзора неба. Но увы все когда либо заканчивается. Осенью 2008 года Майкл Браун, ставший одним из самых известных астрономов современности заявил, что прекратил поиски.
http://www.mikebrownsplanets.com/2008/09/end.html

Спрашивается, что дальше? Есть ли еще крупные тела в промежутке между Проксимой Центавра и Эридой (которая стала самым удаленным известным телом в Солнечной системе за исключением Вояджеров-1,2 и Пионеров-10,11). Ведь открытия в этом пространстве в последние десятилетия шли по нарастающей в отличие главного пояса астероидов, где первой был открыт крупнейший объект пояса - Церера.

А дальше начинаются новые еще более глубокие обзоры неизвестности. Три наиболее эпохальных начнутся в ближайшие месяцы:

1) Pan-STARRS-1 3 Pi Sky Survey. Предположительно начнется летом 2009 года на 1.8-метровом гавайском телескопе. На 2 звездных величины глубже, чем у Брауна. Также сможет проводить поиск на плотных звездных полях, так как разрешение пикселя в 3 раза выше, чем у Паломарского Шмидта.

2) Stromlo Southern Sky Survey. Обзор южного неба на новом 1.3-метровом австралийской телескопе SkyMapper. Примерно равен по глубине обзору Брауна, однако покроет область южного неба, недоступную из Калифорнии. Предположительно начнется в конце 2009 года.

3) WISE. Космический аппарат, который будет запущен в конце 2009 года и проведет обзор всего неба в инфракрасных лучах в 500 раз чувствительней первой инфракрасной обсерватории IRAS. Этого хватит, чтобы обнаружить тела размером с коричневый карлик и температурой в 150 Кельвинов в радиусе 10 световых лет.

Остается лишь предполагать, что обнаружат эти три эпохальных проекта в огромном белом пятне разделяющем 100 и 700 000 астрономических единиц. Белое пятно, с одной стороны которого планетоид, открытый лишь несколько лет назад и размером в 2600 километров, а с другой тусклый красный карлик размером с Юпитер и массой около 200 Юпитеров, обнаруженный в начале 20 века. Неизвестность, в которую уже углубились земные аппараты, а в недалеком будущем пролягут траектории первых межзвездных перелетов. Естественно там находятся как минимум ледяные тела размером не меньше Цереры. Открытие Седны говорит об этом. Объект размером порядка в 1500 километров обзор Брауна мог обнаружить лишь на 1/50 части орбиты.

[byran]

Сам смутно склоняюсь к тому, что WISE удастся открыть, как минимум блуждающий газовый гигант, носящийся в межзвездном пространстве и находящийся значительно ближе Проксимы Центавры.

И конечно есть надежды на PS1. Все же преведующие обзоры нацеленные на яркие объекты в сотнях а.е. были наточены в основном на эклиптику, поэтому ледяное тело размером с Землю и находящееся на вытянутой и наклоненной к эклиптике орбите исключать нельзя.

[Тов]

Ну, и опрос Вы "запустили"! Боюсь, любой ответ будет чистой "угадайкой", как номер шарика в "спортлото". Понятно, что чем меньше масса объекта - тем больше вероятность, что он или они там имеются, не обнаруженные до сих пор. Каково верхнее значение массы тел, которые будут в будущем обнаружены? Кто ж его знет! Пока не вижу, от чего бы оттолкнуться в рассуждениях.
Пока отвечать не стал.

[byran]

Понятное, что пока вопросов больше чем ответов. Что мы знаем к этому моменту?

То, что планетные системы формируются из протопланетного облака размером в несколько сотен астрономических единиц. Однако при формирование протопланетного облака планетоиды могут разбрасывать крупными планетами на еще более вытянутые орбиты. С этих вытянутых элиптических орбит их могут срывать пролетающие мимо другие звезды. Кроме того, крупные планетоподобные тела могут формироватся и отдельно от звезд в межзвездных туманостях.

Конкретных цифр по этой области пока мало. Единственное, что мы более-менее знаем, это то, что у молодых солнецеподобных звезд массивные газовые гиганты и коричневые карлики на широких орбитах встречаются лишь у нескольких процентов звезд. Так называемая пустыня коричневых карликов.

А опрос я создал на всякий случай под причувствием новых открытий в ближайшие 1-2 года.  

[Владимир Краснов]

Кроме того, крупные планетоподобные тела могут формироватся и отдельно от звезд в межзвездных туманостях

Опа! Это как? Я раньше думал, что планеты только вместе со звездами рождаются.

[byran]

Кроме того, крупные планетоподобные тела могут формироватся и отдельно от звезд в межзвездных туманостях

Опа! Это как? Я раньше думал, что планеты только вместе со звездами рождаются.

Методом дефрагминтации. Из массивных облаков рождаются звезды, и облаков поменьше коричневые карлики, а еще меньше одиночные планеты.

Первые открытия в этой области были совершенны еще 10 лет назад.
http://news.cosmoport.com/2000/10/13/814.htm (по русски)

Проблема лишь в том, что молодые одиночные планеты при образование разогреты до 2000-3000 Кельвинов и поэтому могут быть обнаружены в современные обзорные ИК-телескопы, а вот за миллиарды лет они остывают до 100-500 Кельвинов и обнаружить их становится очень сложно.

[OlegVG]

В поясе крупные тела класса Плутона или даже Луны могут быть. Коричневый карлики, скорее всего, отпадает, а вот на какой-нибудь юпитер ещё есть надежда. В любом случае крупный оортец послужит хорошим полигоном для испытания межзвёздных технологий.

[Имxотеп]

Спрашивается, что дальше? Есть ли еще крупные тела в промежутке между Проксимой Центавра и Эридой?

Есть большое подозрение, что на эти вопросы уже есть готовые ответы или по крайней мере предпосылки к ним. Построена куча моделей, которые описывают известные и предполагаемые популяции объектов рассеяного диска, облака оорта и прочих. Такие околостепенные зависимости количества объектов от их размера, типа N ~ r^(-3). Не берусь утверждать наверняка, но где-то мне попадалось, что крупных тел вроде Седны в сумме наберется не более нескольких десятков. По степенной зависимости выходит, что  еще более крупных (с Марс) - наберется максимум один-два.
Число крупных тел, блуждающих в межзвездном пространстве, также не представляется очень большим.  Количество планет, выброшенных из своих систем едва ли превышает количество этих систем, да и популяция коричневых карликов  видимо не столь обширна, как считалось ранее. Поэтому их суммарная "плотность населения" врядли превышает "плотность населения" звезд в окрестностях Солнца и соответственно можно надеяться лишь на 1-2 "юпитера" в радиусе 3-5 св.лет.

[sol]

Недавно попалась публикация о странном свежеоткрытом коричневом карлике. Там температура вроде КОМНАТНАЯ... Интересно узнать прочие характеристики - так-то спектральный профиль (помимо инфракрасного), диапазон возможной силы тяжести на "поверхности", профиль плотности по глубине... хим состав...
Естественно, в рамках вразумительной модели.

Почему-то уже хотелось бы представить орбитер вокруг карлика или даже лендер - импактер-аэробот  - ну типа Юпитер пробе что-то...(ненужное зачеркнуть)

Может там вообще сухо и комфортно


Проголосовал за коричневый карлик.
А вообще-то еще может найдут нейтронную звезду (как-то Nature писал о чем-то таком на 1 св. год от Солнца типа заподозрили)


Кстати - это было бы жирное соседство - пертубационным маневром можно было бы разгонять зонды до скоростей порядка трети световой, правда там жесть с радиацией....

[byran]

Недавно попалась публикация о странном свежеоткрытом коричневом карлике. Там температура вроде КОМНАТНАЯ... Интересно узнать прочие характеристики - так-то спектральный профиль (помимо инфракрасного), диапазон возможной силы тяжести на "поверхности", профиль плотности по глубине... хим состав...
Естественно, в рамках вразумительной модели.

Ссылку можете дать?

Официально текущий рекорд в пределах 565-635 Кельвинов.
http://www.lenta.ru/news/2008/12/11/dimmest/
http://www.rian.ru/science/20081211/156987303.html

Есть правда еще планета у Фомальгаута с теоретической температурой около 400 Кельвинов, но это все же продукт образования из протопланетного диска.

[pkl]

Очень хочется коричневый карлик с роскошной системой спутников и колец, как у Юпитера или Сатурна. Но это вряд ли. Если бы там было действительно что-то массивное, его бы, имхо, нашли бы уже. Так что, в лучшем случае, тело чуть меньше Марса. Да и то, если сильно повезёт.

[pkl]

А вообще-то еще может найдут нейтронную звезду (как-то Nature писал о чем-то таком на 1 св. год от Солнца типа заподозрили)


Кстати - это было бы жирное соседство - пертубационным маневром можно было бы разгонять зонды до скоростей порядка трети световой, правда там жесть с радиацией....

Нет уж, спасибо, не надо.

[fan2fan]

Кстати, на таком далеком расстоянии от звезд тело с массой Земли будет газовым почти гигантом (с водородной атмосферой).

См. темы на астрономическом форуме
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,41866.0.html (планетары)
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,9761.msg194252.html#msg194252 (мелкие ТНО)
Обсуждается возможное родство койпероидов и лун планет гигантов и самих планет гигантов
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,51571.0.html
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,9792.0.html
 
Проголосовал за юпитер-планетар: если бывают кориченевые карлики, то почему не быть планетарам поменьше ? Саму Проксиму нашли менее 100 лет назад, кстати... Правда, юпитеры-планетары могут быть на большом расстоянии, т.е. сопоставимом скорее с Проксимой и дальше, в разных сторонах - зато много сразу. А если не откроют, то это может означать, что их не бывает - по крайней мере в "местном пузыре/туннеле" http://www.inauka.ru/astronomy/article62289/print.html

[byran]

3) WISE. Космический аппарат, который будет запущен в конце 2009 года и проведет обзор всего неба в инфракрасных лучах в 500 раз чувствительней первой инфракрасной обсерватории IRAS. Этого хватит, чтобы обнаружить тела размером с коричневый карлик и температурой в 150 Кельвинов в радиусе 10 световых лет.

Интересно, что в этой презентации приводятся немного другие цифры, чем на официальном сайте космической миссии
www.aip.de/ARENA-2/presentations/Wright.pdf

на 29 странице

WISE could identify Gliese229B (10-5L

[byran]

Кстати при сравнение первого ИК-спутника IRAS с WISE с удивлением узнал, что апертура зекрала у IRAS была даже больше - 0.6 метра против 0.4 метров у WISE. Значит 500-кратная разница в чувствительности и 60-кратная по угловому разрешению целиком приходится на прогресс в электронике (в данном случае ИК-детекторов) за последние 25 лет.

Далее из фразы "WISE сможет обнаружить блуждающую планету похожую на Юпитер (в 1 млрд. раз тусклее Солнца) в радиусе 1 светового года" следует, что чтобы расширить этот диапозон до ближайшей звездной системы нужен обзорный космический ИК-телескоп с диаметром зеркала порядка 1-2 метра. Конечно лучше всего разместить подобный телескоп уже не на низкой полярной орбите, как IRAS и WISE, а на геостационарной, где можно огранизовать гораздо большую скорость передачи информации. Этакий инфракрасный Pan-starrs в космосе. Хотя конечно прогресс в ИК-детекторах тоже не стоит сбрасывать со счетов. В общем выходит, что проект за 1-2 гигабакса вполне можеть дать ответ на вопрос, если ли тела массой с Юпитер ближе Проксимы Центавры.

Для сравнения выходит, что объект размером с Юпитер на расстояние в 1 парсек от Солнца будет иметь в оптике 45 звездную величину (из первой ссылки fan2fan). Это явно достижимо лишь для планируемого 42-метрового телескопа OWL, который не является обзорным. А самый крупный планируемый оптический обзорный телескоп сейчас - 8-метровый LSST сможет достичь лишь 26 звездной величины.

[Wild Cat]

А есть ли активные проекты запуска на отлетную из солнечной системы траекторию перпендикулярно плоскости эклиптики? Может сверху/снизу - виднее будет? :?:

[byran]

Недавно попалась публикация о странном свежеоткрытом коричневом карлике. Там температура вроде КОМНАТНАЯ... Интересно узнать прочие характеристики - так-то спектральный профиль (помимо инфракрасного), диапазон возможной силы тяжести на "поверхности", профиль плотности по глубине... хим состав...
Естественно, в рамках вразумительной модели.

Ссылку можете дать?

Официально текущий рекорд в пределах 565-635 Кельвинов.
http://www.lenta.ru/news/2008/12/11/dimmest/
http://www.rian.ru/science/20081211/156987303.html

Есть правда еще планета у Фомальгаута с теоретической температурой около 400 Кельвинов, но это все же продукт образования из протопланетного диска.

Хотя нет, я ошибся. Текущий рекорд 570 Кельвинов. Открытие было презентованно лишь месяц назад. Компаньен красного карлика в 40 световых годах массой около 30-40 масс Юпитера.



http://www.lenta.ru/news/2009/04/20/cool/

Открытие совершенно в рамках UKIDSS обзора, который покроет около 4000 квадратных градусов неба до K=18.4 в период с 2005 по 2009 годы.
http://www.ukidss.org/surveys/surveys.html

Этот обзор неба на 4 звездных величины глубже знаменитого обзора 2MASS (Two Micron All Sky Survey at IPAC), который открыл большинство известных на сегодняшний день коричневых карликов и покрыл все небо до глубины в Ks=13.5 mag.
http://www.ipac.caltech.edu/2mass/overview/about2mass.html

[fon Butterfly]

Недавно попалась публикация о странном свежеоткрытом коричневом карлике. Там температура вроде КОМНАТНАЯ...

Ссылку можете дать?
Официально текущий рекорд в пределах 565-635 Кельвинов.

Хм... Вроде сообщения об обнаружении в ИК объектов с температурой порядка 300К проскальзывали ещё при совке в каком-то науч-попе... Где-то на фоне галактического ядра, ±. Автор ещё так осторо-ожненько намекал, что, мол, где-то так может сфера Дайсона выглядеть, и он, конечно, ничего не утверждает, но при случае надо бы приглядеться... Блин, в завалях литературы рыться ради дюжины строчек - геморно малость...  :?

[byran]

http://www.astro.ncu.edu.tw/index_e.shtml?p=res/column/ps1_hardware.html
Сюдя по сообщению от 26 мая 2009 года с тайваньской обсерватории Люлинь (которая будет активно подерживать проект следящими наблюдениями) PS1 обзор стартует в июле.

http://www.astro.ncu.edu.tw/index_e.shtml?p=res/column/mops_alert_server.html
В соседней новости приводится прогноз открытий по сравнению с текущим положением.

[Kosmogen]

Этот обзор неба на 4 звездных величины глубже знаменитого обзора 2MASS (Two Micron All Sky Survey at IPAC), который открыл большинство известных на сегодняшний день коричневых карликов и покрыл все небо до глубины в Ks=13.5 mag.
http://www.ipac.caltech.edu/2mass/overview/about2mass.html

Может быть кто знает, где можно найти надежные данные о плотности вероятности распределения или частоте встречаемости всех спектральных классов звезд, включая коричневые карлики,  из последних обзоров  :?:   Надо для моделирования звездной популяции в окрестности Солнца в сфере радиусом 1 тыс. св.лет методом Монте-карло    :idea: Очень был бы заранее благодарен  :oops: