Tālu no Saules, aukstā un maz pētītā Saules sistēmas nostūrī, slēpjas aizraujoša mīkla. Tiek uzskatīts, ka aiz Neptūna orbītas pastāv struktūra, kas kopš pašiem Saules sistēmas pirmsākumiem gandrīz nav mainījusies. Šī ideja ļauj pavisam citādi paraudzīties uz to, kā ir veidojusies mūsu kosmiskā apkārtne.
Prinstonas universitātes zinātnieku komanda atrada šīs struktūras pēdas, analizējot debess ķermeņu orbītas. Pēc viņu secinājumiem daļa šajā reģionā esošo objektu kustas neparasti regulāri un stabili. Tos varētu salīdzināt ar rūpīgi saglabātu arheoloģisku atradumu – tikai kosmiskā mērogā.
Lai gan ietekme uz mūsu ikdienas dzīvi ir teju nenozīmīga, zinātniskā nozīme ir milzīga. Tik labi saglabāta struktūra ir kā mazs lodziņš pirmajos miljonos gadu pēc planētu rašanās. Jo labāk izprotam Kuipera joslu, jo skaidrāks kļūst agrīnais Saules sistēmas attīstības posms.
Jums varētu patikt šie:
Kuipera josla kā kosmiskā saldētava
Kuipera josla ir Saules sistēmas trešā zona, kas sākas aiz Neptūna orbītas un stiepjas līdz aptuveni piecdesmit astronomiskajām vienībām. Astronomiskā vienība ir attālums starp Zemi un Sauli. Šajā apgabalā riņķo miljoniem apledojušu objektu, daži no tiem ir gandrīz Plutona izmērā.
Šī zona nav vienkāršs nejauši izkaisītu ledus blāķu mākoņis. Drīzāk tā atgādina biezu disku, kurā saglabājušies agrīnās Saules sistēmas atliekas. Tā ir sava veida sasaldēts arhīvs, kur glabājas senākā informācija par planētu veidošanos Kuipera joslas reģionā.
Tieši šeit pētnieki meklēja pavedienus, kas varētu palīdzēt izprast, kā radušies milzu planētu kodoli un kādas trajektorijas tie sekojuši savas jaunības gados. Kuipera josla šim mērķim ir īpaši piemērota, jo uz turienes objektiem iekšējās Saules sistēmas procesi ir ietekmējuši daudz vājāk. Tādēļ to orbītas saglabājas kā sava veida ieraksts par pagātni.
Tikko atklātā iekšējā kodola zona
Zinātnieki izmantoja DBSCAN algoritmu, kas ļauj datos identificēt blīvuma ziņā izdalītas grupas. Ar tā palīdzību viņi noteica iekšēju kodolu aptuveni četrdesmit trīs astronomisko vienību attālumā. Līdzās jau 2011. gadā aprakstītajam, agrāk zināmajam kodolam šī jaunatklātā daļa izrādās vēl regulārāka un, visticamāk, arī vecāka struktūras komponente.
Šī kodola objekti riņķo gandrīz ideāli apļveida orbītās. To orbītu ekscentriskums ir robežās no 0,01 līdz 0,06, un izkliede ir neparasti maza. Tas nozīmē, ka miljardiem gadu gaitā to kustību nav būtiski traucējuši neviena masīvāka ķermeņa gravitācijas efekti.
Jums varētu patikt šie:
Šāda stabilitāte norāda, ka struktūra, iespējams, kopš tās izveides brīža ir palikusi gandrīz neskarta. Ja tā ir, tad tajā esošie objekti ir maz mainījušies kopš laikiem, kad planētas vēl tikai „iekārtojās” savās vietās. Tas ir viens no spēcīgākajiem pavedieniem, kas atklāj senā Saules sistēmas izkārtojuma ģeometriju.
Viena struktūra vai divas atsevišķas zonas?
Tomēr jautājums joprojām ir atklāts: vai atklātais kodols ir patstāvīga struktūra, vai arī tas ir tikai daļa no plašāka veidojuma? Pētnieki atzīst, ka redzamā robeža lielā mērā ir atkarīga no izmantotā algoritma parametriem. Mainot analīzes iestatījumus, atšķirība starp abām grupām kļūst daudz izplūdušāka.
Iekšējais kodols veido aptuveni 7–10 procentus no klasiskajiem Kuipera joslas objektiem. Tā ir ievērojama daļa, tādēļ tā izcelsme ir īpaši nozīmīga. Būtībā iespējami divi scenāriji: vai nu agrāk zināmais kodols patiesībā ir lielāks, nekā domāts iepriekš, vai arī tiešām pastāv divas atšķirīgas, ar dažādu izcelsmi saistītas struktūras.
Abi varianti būtiski ietekmē Saules sistēmas agrīnās attīstības modeļus. Ja abi kodoli radušies dažādos apstākļos, atšķīrusies ir arī to veidošanās vide. Tas savukārt var palīdzēt precīzāk atjaunot milzu planētu migrācijas laika skalu.
Ko tas vēl pavēsta par Neptūna kustību?
Viens no iespējamajiem skaidrojumiem balstās idejā, ka Neptūns savā pašreizējā orbītā nav nonācis vienmērīgi un pakāpeniski, bet gan pārvietojies ar lēcieniem. Tieši šādi strauji orbītas lēcieni varēja izveidot gan veco, gan tikko atklāto kodolu. Šī hipotēze labi saskan ar priekšstatu par jauno Saules sistēmu kā dinamisku un haotisku vidi.
Zinātnieki uzskata, ka iekšējais kodols var izrādīties būtisks atslēgas fragments, lai saprastu, kā tieši pārvietojās milzu planētas. Tas var palīdzēt atklāt arī to, kādā vidē Saules sistēma sākotnēji veidojās un kādus starpzvaigžņu reģionus tā savas agrīnās vēstures laikā šķērsoja. Jo vairāk uzzināsim par šo struktūru, jo pilnīgāks kļūs mūsu priekšstats par Saules sistēmas jaunību.
Nākotnes novērojumi un mašīnmācīšanās loma
Pārliecinošākas atbildes tiek gaidītas no nākotnes novērojumiem. Nākamajos gados „Vera C. Rubin” observatorijas debesu apsekojuma projekts nodrošinās milzīgu datu apjomu par Kuipera joslas objektu orbītām. Līdz tam zinātnieki ir spiesti balstīties uz pašreiz pieejamajiem novērojumiem un teorētiskajiem modeļiem.
Jau šis „arXiv” publicētais atklājums parāda, kā mašīnmācīšanās palīdz atklāt slēptus likumsakarību modeļus kosmiskajos datos. Blīvumbāzēti algoritmi, piemēram, DBSCAN, nākotnē varētu atklāt vēl vairāk līdz šim nepamanītu struktūru Saules sistēmas nomalēs.
