Странный объект в Солнечной системе: как раскрыть давнюю загадку

Ученые предлагают отправить зонд далеко за орбиту Плутона – туда, где сейчас навстречу нам летит карликовая планета Седна.
Карликовая планета Седна в представлении художника
Карликовая планета Седна в представлении художникаИсточник: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)

Ученые придумали способы достичь далекого загадочного объекта Солнечной системы, пишут они в своей недавней статье. Речь идет о карликовой планете под названием Седна, которую открыли в 2003 году.

Сейчас она примерно в 85−90 раз дальше от Солнца, чем Земля. Для сравнения, Плутон на своей орбите бывает максимум в 49 раз дальше. Напомним, расстояние от Земли до Солнца — 150 миллионов километров — называется астрономической единицей. Так вот, по расчетам, в 2075−76 годах Седна будет в 76 астрономических единицах, и это будет ближайшая к Солнцу точка ее орбиты — перигелий. Именно этим исследователи призывают воспользоваться для ее пристального изучения.

В диаметре Седна — меньше тысячи километров, то есть она в два с лишним раза меньше Плутона. При сопоставлении этих ее размеров и массы выяснилось, что у нее удивительно маленькая плотность — лишь вдвое больше плотности воды. Это означает, что целиком из каменистых пород она состоять никак не может — в ней должно быть много летучих веществ. А во всех прочих похожих случаях в Солнечной системе основную массу этих летучих веществ составляет самая обыкновенная вода в том или ином состоянии.

Вдобавок поверхность Седны имеет красноватый оттенок. Подозревают, что его придают толины — органические вещества, которые образуются под действием космической радиации и которые наблюдают на кометах, богатых льдом астероидах, а еще, например, в атмосфере спутника Сатурна Титана.

Но больше всего интригует другое: Седна летает по настолько вытянутой орбите, что один оборот вокруг Солнца у нее занимает более 11 тысяч земных лет. Самая дальняя точка этой орбиты (афелий) — в 936 астрономических единицах, то есть уже почти там, где начинается внутренняя часть Облака Оорта — скопления в основном ледяных тел, которое окружает нашу систему, «месторождение» долгопериодических комет.

Орбита Седны (выделена красным) в сравнении с орбитами Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона
Орбита Седны (выделена красным) в сравнении с орбитами Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и ПлутонаИсточник: Szczureq/kheider/NASA

Если отсчитывать историю человечества именно как разумной цивилизации с момента появления письменности примерно пять с половиной тысяч лет назад, то выходит, за все время нашего развития с тех пор на Седне не прошло и одного года. Это практически беспрецедентно в Солнечной системе — такие орбиты бывают разве что у комет, и то далеко не у всех. Во всяком случае, среди известных карликовых планет такая вытянутая орбита — абсолютный рекорд. И это наводит на некоторые размышления.

Во-первых, возникает вопрос о происхождении Седны: есть подозрение, что она на самом деле родом вообще не из Солнечной системы, а когда-то была захвачена притяжением Солнца из межзвездного пространства. А во-вторых, на далеких окраинах системы давно разыскивают гипотетическую планету Х («Девятую планету»). На ее возможное существование указывает как раз вытянутость орбит некоторых небесных тел за Нептуном. Поэтому не исключают, что Седна тоже таким образом выдает ее присутствие.

Чтобы раскрыть все эти загадки, нужно добраться до этого маленького мира, притом желательно к тому времени, когда он максимально к нам приблизится, то есть к 2070-м годам. По расчетам ученых, космический аппарат на традиционных химических двигателях будет добираться до Седны ориентировочно 30 лет. Это означает, что стартовать нужно уже 2040-е годы. То есть в распоряжении всего около 15 лет на то, чтобы убедить правительство в необходимости такой миссии, получить финансирование, разработать и построить зонд.

Солнце в небе над Седной в представлении художника
Солнце в небе над Седной в представлении художникаИсточник: NASA, ESA and Adolf Schaller

Поэтому исследователи параллельно ищут другие, более быстрые варианты достижения Седны. Один из таких вариантов, по их мнению — термоядерный двигатель, который получает одновременно топливо и электроэнергию от синтеза дейтерия и гелия-3. По опубликованным данным, на нем до загадочной карликовой планеты можно было бы долететь примерно за 10 лет.

Второе предложенное решение — «улучшенный» солнечный парус: его хотят покрыть каким-то легко испаряющимся при нагреве веществом. Тогда аппарат будет двигаться не только за счет давления солнечного света, но и за счет этого испарения — оно создает не что иное, как реактивную тягу. Как уверяют авторы идеи, если еще дополнительно разогнать зонд гравитацией Юпитера при близком пролете (это называется гравитационным разгоном), то такая схема будет даже эффективнее термоядерного двигателя: полет до Седны займет всего 7 лет.

Ранее астрономы нашли возможного кандидата на роль Девятой планеты Солнечной системы.