Pandangan orbit objek tali pinggang Buffy dan Kuiper lain. Kredit gambar: CFHT Klik untuk membesarkan
Sepasukan ahli astronomi yang bekerja di Kanada, Perancis dan Amerika Syarikat telah menemui sebuah badan kecil yang tidak biasa yang mengorbit Matahari di luar Neptunus, di wilayah itu para astronom memanggil tali pinggang Kuiper. Objek baru ini dua kali lebih jauh dari Matahari dari Neptunus dan kira-kira separuh dari ukuran Pluto. Orbit badan yang sangat luar biasa sukar dijelaskan menggunakan teori sebelumnya mengenai pembentukan Sistem Suria luar.
Pada masa ini 58 unit astronomi dari Matahari (1 unit astronomi, atau AU, adalah jarak antara Bumi dan Matahari), objek baru tidak pernah mendekati lebih dekat daripada 50 AU, kerana orbitnya hampir melingkar. Hampir semua objek tali pinggang Kuiper yang ditemui di luar Neptunus berada antara 30 AU dan 50 AU jauhnya. Di luar 50 AU, tali pinggang Kuiper utama nampaknya berakhir, dan beberapa objek yang telah dijumpai melebihi jarak ini semuanya berada pada orbit eksentrik (sangat tidak bulat) yang sangat tinggi. Sebilangan besar orbit eksentrik tinggi ini adalah hasil Neptunus "melemparkan" objek ke luar oleh katapel gravitasi. Namun, kerana objek baru ini tidak mendekati 50 AU, teori yang berbeza diperlukan untuk menjelaskan orbitnya. Menyulitkan masalah, orbit objek juga mempunyai kemiringan yang melampau, condong (miring) pada 47 darjah ke seluruh Sistem Suria.
Penemuan dan Susulan
Objek itu, yang menerima penunjukan rasmi 2004 XR 190 dalam pengumuman rasmi Kesatuan Astronomi Antarabangsa, ditemui semasa operasi rutin dari Ecliptic Plane Survey (CFEPS) Kanada-Perancis yang dijalankan sebagai sebahagian daripada Legacy Survey on Canada France Hawaii Telescope. Buat masa ini, penemu menggunakan nama panggilan sementara "Buffy" untuk mengenal pasti objek baru, walaupun mereka telah mengusulkan nama resmi yang berbeda sesuai dengan prosedur normal untuk menamakan objek tersebut.
Buffy diekstraksi dari data Legacy Survey (sekitar 50 gigabait per jam operasi) oleh komputer yang kuat menyisir gambar teleskopik dan menghasilkan ratusan calon. Ahli astronomi kemudian menyaring calon untuk mengenal pasti komet yang jauh.
Astronom Lynne Allen dari University of British Columbia adalah orang pertama yang melihat objek baru itu, ketika dia menyelesaikan pengenalan awal dalam proses memproses data CFEPS dari Disember 2004. "Cukup terang berbanding dengan objek tali pinggang Kuiper yang biasa kita cari ", kata Dr. Allen," tetapi yang lebih menarik adalah sejauh mana jaraknya. "
Kecerahan objek menyiratkan kemungkinan berdiameter antara 500 hingga 1000 kilometer (300 hingga 600 batu). Oleh itu, Buffy adalah objek tali pinggang Kuiper yang sangat besar, tetapi kira-kira setengah lusin lebih besar.
"Kami segera menyedari bahawa objek itu sekitar dua kali lebih jauh dari Neptunus dari Matahari dan orbitnya berpotensi hampir melingkar," kata profesor UBC Brett Gladman, yang melihat sifat objek yang tidak biasa ketika menentukan orbitnya, "tetapi pengamatan selanjutnya diperlukan. "
Diperlukan satu hingga dua tahun pemerhatian objek tali pinggang Kuiper sebelum orbitnya dapat diukur dengan tepat. Pemerhatian tambahan pertama Buffy datang pada Oktober 2005 ketika Gladman dan Phil Nicholson dari Cornell University menggunakan teleskop Hale 5 meter untuk melihat semula objek tersebut.
Pengukuran kedudukan baru Buffy membuktikan bahawa orbit tidak hanya sangat miring, condong (miring) pada 47 darjah ke satah sistem planet (pada dasarnya mengikat rekod untuk objek tali pinggang Kuiper) tetapi mengesahkan bahawa Buffy tidak seperti yang lain sebelumnya- objek yang diketahui kerana berada di orbit yang hampir bulat pada jarak yang sangat besar.
Lebih banyak ukuran kedudukan Buffy pada gambar dari teleskop di Kitt Peak National Observatories di Arizona oleh ahli pasukan Joel Parker (Southwest Research Institute), serta JJ Kavelaars (Majlis Penyelidikan Nasional Kanada, Institut Astrofizik Herzberg) dan Wes Fraser (University of University of Astrophysics) Victoria), hingga November 2005 menyempurnakan anggaran untuk pendekatan terdekat Buffy ke Matahari. Pemerhatian tambahan, untuk mengesahkan orbit lebih jauh, di mana kemudiannya disediakan oleh projek CFHT Legacy Survey. Ahli astronomi perlu menunggu hingga Februari 2006 untuk mengukur butiran halus orbit Buffy.
Pasukan telah melaporkan penemuan mereka ke Pusat Planet Minor, pusat penjelasan untuk pengukuran astronomi planet kecil baru. "Untuk mencari objek pertama yang diketahui dengan orbit hampir melingkar melebihi 50 AU memang menarik," reaksi Brian Marsden, pengarah MPC.
Teori Mencabar
Walaupun bukan objek terkecil, terbesar, atau paling jauh yang dijumpai di rantau ini, objek tali pinggang Kuiper baru mempunyai orbit yang sangat luar biasa yang mencabar teori evolusi Sistem Suria.
Mengapa orbit Buffy dianggap luar biasa? Hanya satu objek lain yang dikesan, Sedna, berada lebih jauh dari 50 unit astronomi (AU) dari Matahari di seluruh orbitnya. Walau bagaimanapun, Sedna berada di orbit yang sangat elips, bergerak ke 76 AU sebelum bergerak keluar melebihi 900 AU. Sebaliknya, Buffy menghabiskan semua waktunya dalam jarak sempit antara 52 dan 62 AU dari Matahari. Digabungkan dengan kecondongan di orbitnya, objek baru ini mencabar teori semasa mengenai sejarah Sistem Suria awal.
Ahli astronomi telah mengesan objek tali pinggang Kuiper lain yang menghabiskan sebahagian besar waktunya melebihi 50 AU. Ini berada di orbit yang sangat elips, dan hampir semua mendekati dalam 38 AU dari Matahari. Pendekatan dekat itu meletakkan objek-objek tersebut dalam jangkauan pengaruh gravitasi Neptunus. Objek-objek ini secara umum dianggap telah tersebar ke orbitnya sekarang oleh katapel gravitasi dengan Neptunus. Kumpulan objek ini dengan demikian disebut "Scattered Disk".
Sebelum penemuan Buffy, terdapat beberapa objek tali pinggang Kuiper lain yang menghabiskan banyak waktunya melebihi 50 AU seperti yang ada di "Disk Tersebar", namun tidak mendekati jangkauan gravitasi Neptune. Kumpulan ini telah dinamakan "Extended Scattered Disk". Dua anggotanya adalah 1995 TL8 dan 2000 YW134, yang mendekati 40 AU Matahari tetapi mempunyai orbit elips yang membawa mereka keluar melebihi 60 AU. Dua contoh ekstrim dari "Extended Scattered Disk" adalah 2000 CR105, yang mendekati 44 AU, dan Sedna, yang tidak pernah mendekati Matahari daripada 76 AU.
Oleh kerana eksentrikitasnya yang besar, benda-benda ini kemungkinan besar terganggu oleh sesuatu, walaupun benda itu tidak boleh menjadi Neptunus kerana tidak cukup dekat untuk tersebar oleh kekuatan gravitasi planet itu. Oleh kerana kedua-dua Sedna dan 2000 CR105 juga bergerak melebihi 500 AU dari matahari, satu teori adalah bahawa setelah disebarkan oleh Neptune, seorang bintang yang lewat dapat menarik pendekatan terdekat mereka dari Matahari.
Buffy jelas merupakan anggota "Extended Scattered Disk". Namun, orbit Buffy yang hampir bulat menjadikannya menonjol daripada anggota lain. Selain itu, kecondongan orbit besar Buffy tidak begitu mudah dijelaskan oleh idea bintang yang lewat. Sekiranya bintang dapat mempengaruhi Buffy dengan kuat, ia juga boleh mengganggu sebahagian besar tali pinggang Kuiper utama. Oleh kerana ahli astronomi tidak mengesan gangguan yang kuat itu, teori yang lebih kompleks diperlukan untuk menjelaskan orbit Buffy.
Penjelasan yang sukar difahami mungkin terletak pada kesan sampingan dari penyusunan semula Sistem Suria pada awal sejarahnya. Satu kemungkinan adalah bahawa ketika orbit Neptunus berkembang secara perlahan di Sistem Suria muda, interaksi graviti yang kompleks dapat menyebabkan beberapa orbit tali pinggang Kuiper beredar dan condong. Walaupun orbit Buffy dapat dibuat dengan cara ini, teori ini sepertinya tidak menjelaskan 2000 CR105 dan Sedna. Penemuan baru ini sangat menggembirakan kerana ia menyebabkan kita memikirkan semula pemahaman kita tentang bagaimana tali pinggang Kuiper terbentuk.
Masa depan
Selama setengah dekad yang lalu, teori-teori mengenai pembentukan Sistem Suria luar kita didorong ke had mereka: objek tali pinggang Kuiper yang tidak biasa, seperti Buffy, yang tidak pernah mendekati Neptunus tetapi mempunyai kecenderungan yang tinggi mesti dijelaskan.
Walaupun teori yang menjelaskan objek individu wujud, memperbanyak keseluruhan kumpulan objek yang diketahui dengan satu proses menimbulkan cabaran yang sukar bagi model sistem suria semasa. Kerana objek yang tidak biasa, seperti Buffy, sangat jarang berlaku, para astronom masih menggaru permukaan sudut gelap tali pinggang Kuiper. Tinjauan berskala besar masa depan yang secara sistematik meneroka tali pinggang Kuiper adalah satu-satunya cara untuk membuka misteri apa yang berlaku pada awal sejarah Sistem Suria kita.
Sumber Asal: Teleskop Kanada-Perancis-Hawaii
