Нові дослідження показують, що подвійна пара об’єктів поясу Койпера, відома як система Альтджіра, насправді складається з трьох окремих тіл, які обертаються одне проти одного в складній тріаді. Цю рідкісну орбітальну конфігурацію часто називають «проблемою трьох тіл». Можливо, астрономи щойно ідентифікували рідкісний приклад «проблеми трьох тіл », яка ховається на видноті за найвіддаленішою планетою Сонячної системи. Якщо спостереження вдасться підтвердити, це свідчить про те, що ще багато космічних трійнят можуть ховатися у зовнішніх межах нашого космічного сусідства, кажуть дослідники.
Ще у 2001 році астрономи виявили те, що, на їхню думку, було подвійною системою, що складається з двох великих тіл, що обертаються одне проти одного на відстані приблизно 3,7 мільярда миль (6 мільярдів кілометрів) від Землі в поясі Койпера — кільці астероїдів, комет і карликових планет, включаючи Плутон, яке лежить за орбітою Нептуна.
Дві крижані скелі під загальною назвою 148780 Altjira розділені приблизно 4700 миль (7600 км), або приблизно одна п’ятдесята відстані між Землею та Місяцем. (Система названа на честь божества створення аборигенів Арренте з Австралії.) Але в новому дослідженні, опублікованому 4 березня в The Planetary Science Journal, дослідники припускають, що внутрішнє тіло в системі Альтжира насправді є парою менших об’єктів, які кружляють дуже близько один від одного, що робить цю систему потрійною.
Команда дослідників прийшла до такого висновку, об’єднавши зображення космічного телескопа Hubble із даними, зібраними за 17 років обсерваторією WM Keck на гавайському вулкані Мауна-Кеа. Це виявило тонкі зрушення в траєкторії зовнішнього тіла, що свідчить про те, що його гравітаційно тягнуть два об’єкти, а не один. Однак система знаходиться надто далеко, щоб отримати візуальне підтвердження поділу внутрішніх тіл. «Потрійна система була найкращою [для порівняння різних сценаріїв моделювання]», — заявила провідний автор дослідження
Майя Нельсен, астроном з Університету Бригама Янга в Юті, у заяві NASA. Однак також можливо, що внутрішнє тіло може бути «контактним бінарним» — двома об’єктами, які торкаються один одного і діють як єдине ціле — або «чимось, що насправді дивно пласке, як млинець», — додала вона.
Протягом наступних 10 років система Альтджіра перебуватиме у своєму «сезоні затемнень», коли зовнішнє тіло буде часто розташовуватися між внутрішнім тілом і сонцем, що може дозволити більш детальні спостереження за його орбітальною траєкторією, пишуть дослідники. Протягом цього часу космічний телескоп Джеймса Вебба також планує дослідити систему Альтджіра, яка може остаточно вирішити суперечку завдяки своїй неперевершеній здатності розділяти зображення, згідно з NASA.
Задача трьох тіл
Коли три об’єкти з однаковою масою обертаються один проти одного, математика, задіяна в обчисленні їхніх траєкторій, стає надзвичайно складною та залишає дуже мало місця для помилок. Це означає, що найменша зміна траєкторії одного з об’єктів може вивести всю систему з рівноваги.
“Головоломка передбачення того, як три гравітаційно пов’язані тіла рухаються в космосі, століттями кидала виклик математикам”, – пишуть представники NASA в заяві. Це часто називають проблемою трьох тіл, яка також надихнула на створення популярного науково-фантастичного роману та недавнього телесеріалу з такою ж назвою.
Кілька типів потрійних систем було знайдено в усьому космосі, включаючи потрійні зіркові системи, такі як наші найближчі зоряні сусіди — система Альфа Центавра — та екзопланети «Татуїн» із двома сонцями, що забезпечує декілька рішень цієї проблеми. Однак не існує єдиного загальноприйнятого рішення для розробки орбітальної механіки потрійної системи, тому «проблему» часто вважають невирішеною.
Якщо буде підтверджено потрійну систему, Альтгіра стане другою системою такого типу, виявленою в поясі Койпера; 47171 Lempo, яка має майже ідентичну конфігурацію, як запропонована для Altjira, також раніше класифікувалася як двійкова система.ПОВ’ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
У поясі Койпера є близько 40 інших відомих подвійних систем, деякі з яких можуть бути нерозпізнаними потрійними системами. Однак там, ймовірно, набагато більше систем із трьома корпусами. Наразі вчені знайшли близько 3000 об’єктів поясу Койпера, але за їх оцінками, там може бути ще «кілька сотень тисяч» менших об’єктів, кожен із яких має ширину понад 10 миль (16 км), пишуть дослідники. Тому ця частина Сонячної системи може бути чудовим місцем для полювання на багато інших цих систем.
«Всесвіт наповнений низкою систем трьох тіл», — сказав Нельсон. «І ми виявили, що пояс Койпера, можливо, не є винятком».