Отдаленные объекты показывают, что Солнечная система простирается дальше, чем считалось


Фото из открытых источников
Новый метод сканирования изображений телескопа на предмет малейших признаков горных пород далеко за пределами Плутона обнаружил доказательства того, что диск материала нашей Солнечной системы простирается гораздо дальше в межзвездное пространство, чем мы думали.
 
Десятилетия наблюдения за тенями оставили у астрономов отчетливое впечатление, что рассеянное поле ледяных валунов, известное как пояс Койпера, внезапно сокращается на расстоянии, в 48 раз превышающем расстояние между Землей и Солнцем (или 48 а.е.).
 
Было замечено, что пояса обломков простираются как минимум на вдвое большее расстояние вокруг сопоставимых звезд, что делает нашу Солнечную систему по сравнению с ней довольно маленькой. С этим новым открытием мы, возможно, не будем такими уж необычными.
 
Команда астрономов во главе с канадским Центром астрономии и астрофизики Герцберга надеялась обнаружить новые цели для исследования зондом «Новые горизонты», путешествующего через внешние пределы Солнечной системы. Это исследование было представлено в этом году на 54-й конференции по науке о Луне и планетах.
 
Предоставив нам несколько крупных планов Плутона, миссия сфотографировала скалу в форме снеговика примерно в 40 а.е. от Солнца, а затем продолжила свой веселый путь со скоростью чуть менее 60 000 километров в час.
 
Найти объекты, на которые можно было бы обратить внимание маленькому отважному зонду сейчас, когда он находится на расстоянии почти 60 а.е. от Солнца, — непростая задача. Чтобы обнаружить что-либо, движущееся в вечную полночь, астрономам нужно проявить смекалку.
 
Один из широко используемых методов называется сдвигом укладки. При таком малом количестве света на краю Солнечной системы на одном изображении телескопа можно было бы увидеть лишь несколько объектов.
 
Делая снимки в разное время, а затем накладывая изображения друг на друга, можно объединить весь свет от тускло освещенного объекта в одну точку, увеличивая ее видимость.
 
Это все хорошо, если путь цели известен. Поиск необнаруженных объектов таким способом требует множества проб и ошибок, корректировки стопок изображений вдоль потенциальных орбит, пока не обнаружится светящийся драгоценный камень.
 
Даже при наличии компьютерного алгоритма поиск скрытых камней в куче сотен изображений требует старомодных человеческих усилий, и немалых.
 
Чтобы хотя бы частично облегчить этот процесс и ускорить его, исследовательская группа использовала машинное обучение, обучая нейронную сеть на искусственных объектах, вставленных в изображения телескопа, прежде чем использовать ее на данных, собранных с помощью телескопа Subaru на Мауна-Кеа на Гавайях в 2020 и 2021 годах.
 
По сравнению с поиском человеком данных 2020 года, метод машинного обучения выявил вдвое больше объектов пояса Койпера, что предполагает явное увеличение плотности материала на расстоянии от 60 до 80 а.е. вдоль траектории «Новых горизонтов».
 
Результаты могут помочь объяснить аномальное свечение, обнаруженное как зондом, так и космическим телескопом Хаббл, при этом дополнительный мусор создает собственный покров отражающей пыли во внешней части Солнечной системы.
 
Учитывая, что аналогичные исследования других участков неба не смогли обнаружить такого количества орбитальных объектов, стоит задаться вопросом, были ли они просто невезучими, есть ли что-то особенное в Солнечной системе на пути «Новых горизонтов» или же у техники машинного обучения есть несколько недостатки, которые нужно сгладить.
 
Результаты исследования еще предстоит пройти экспертную оценку, а затем их необходимо будет подтвердить будущими наземными и космическими исследованиями.
 
Тем не менее, если принять во внимание, вполне возможно, что наша Солнечная система имеет по крайней мере два «кольца» ледяного материала, разделенных промежутком на расстоянии около 50 а.е.; один представляет собой знакомый пояс Койпера, другой — широкий участок ледяных валунов, простирающийся от Плутона так же далеко, как Плутон от нас.
 
Почему такой разрыв вообще может существовать, конечно, само по себе является интригующей загадкой.