Пояс Койпера ранее считался областью с крайне беспорядочным «движением». Тем не менее, в 2011 году исследователи обнаружили его ядро, объекты которого движутся почти по круговым орбитам и не сильно отклоняются от плоскости эклиптики.
Обширный участок нашей Солнечной системы, известный как пояс Койпера, простирается от орбиты Нептуна примерно на 50 астрономических единиц (а.е.), где а.е. — это расстояние от Земли до Солнца (150 миллионов км). Этот регион состоит преимущественно из ледяных объектов и небольших каменистых тел, таких как Плутон. Объекты пояса Койпера (ОКП) — это остатки материала, оставшиеся после формирования Солнечной системы. В новом препринте на арXiv описывается недавно выявленная область, которая кардинально отличается от других частей пояса Койпера.
Еще в 2011 году группа астрономов зафиксировала более плотное скопление объектов в поясе Койпера на расстоянии около 44 а.е. от Солнца. Команда дала этой области название «ядро» (kernel) и продемонстрировала, что объекты в ней обладают более низким наклонным сечением и эксцентриситетом по сравнению с другими жителями пояса Койпера. Проще говоря, их орбиты более соответствуют правилам Кеплера — круговые и расположены ближе к плоскости эклиптики.
Ядро входит в состав популяции короткопериодических комет, известной как «динамически холодная» популяция, в которой все объекты тоже обладают более низкими значениями эксцентриситета и наклонения по сравнению со средними показателями пояса Койпера.
Поскольку первоначальные наблюдения за ядром были визуальными, они могли не учитывать некоторые мелкие детали. Ученые интересовались, могут ли более детальные данные о данных объектах обнаружить новые характеристики ядра или других участков пояса.
Алгоритм кластеризации и новые вопросы
Для поиска отдельных структур в поясе Койпера авторы нового исследования решили применить алгоритм кластеризации, известный как Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (DBSCAN). Этот алгоритм использовался ранее для других астрономических данных, но не для пояса Койпера. В начале команда подсчитала барицентрические свободные орбитальные параметры, такие как большая полуось, эксцентриситет и наклонение, для 1650 классических объектов пояса Койпера и применили DBSCAN для поиска потенциальных кластеров схожих объектов. Проще говоря, ученые стремились выявить элементы порядка в хаосе.
Алгоритм выявил не только ядро, но и другую отдельную структуру, расположенную рядом, примерно на расстоянии 43 а.е., которую назвали «внутренним ядром» (это ближе к Солнцу). Внутреннее ядро (inner kernel) выделяется как потенциально самостоятельная структура, поскольку его распределение по эксцентриситету еще более узкое, чем у ядра. По словам исследователей, во внутреннее ядро входит от 7 до 10 процентов классических транснептуновых объектов.
Тем не менее, различие между ядром и внутренним ядром зависит от параметров кластеризации. В этой связи возникает вопрос, действительно ли внутреннее ядро значительно отличается от внешнего.
Авторы признают, что обнаружение внутреннего ядра с помощью DBSCAN было выполнено с предвзятостью. Разработчики заранее предполагали наличие ядра и затем спрашивали, идентифицировал ли алгоритм какие-либо другие кластеры. Однако при исключении этого
Фото: hi-tech.mail.ru