Дефицит мелочёвки в Койпере

[Крупин]

     Вот новое астрономическое достижение   http://lenta.ru/news/2009/12/17/belt/ , в котором в общем-то, ничего особенного нет. Ну, обнаружили маленький астероид, но сколько такой мелочи уже пооткрыто. Правда, этот малыш обнаружен не в главном поясе, а в Койперовском, что, разумеется, много труднее, но в конце концов подобным методом открывают даже экзопланеты. В общем, очередное более-менее заурядное техническое достижение.
     Но с этим происшествием связан одина из весьма серьёзных теоретических проблем пояса Койпера. В то время, как в нём обнаружено немало крупных тел диаметром в сотни километров, имеется огромный дефицит сравнительно малых тел, из которых эти гиганты предположительно лепятся. В чём может быть причина такой неувязки?

[Дмитрий Вибе]

В других планетных системах даже крупные астероиды не обнаружены. Тоже непорядок!

[StAlex]

В чём может быть причина такой неувязки?

Судя по всему в том, что выводы складываются постепенно. Читаем "Ленту":

Изучив данные "разглядывания" "Хабблом" 50 тысяч звезд, астрономы зафиксировали единственный эпизод "мигания" длительностью 0,3 секунды.

А теперь, читаем оригинал:

The finding is a powerful illustration of the capability of archived Hubble data to produce important new discoveries. In an effort to uncover additional small KBOs, the team plans to analyze the remaining FGS data for nearly the full duration of Hubble operations since its launch in 1990.

что в примерном переводе принципиально расходится (в ключевом с моей т.з. месте) с вольной трактовкой данной новости от lenta.ru:
Данное обнаружение - яркая иллюстрация того, что в архивах данных, собранных телескопом Хаббл, уже содержится информация, которая приведет к новым важным открытиям. В попытке раскрытия новых малых объектов ПК, команда исследователей планирует проанализировать остальную часть данных FSG, собранных за все время эксплуатации телескопа, начиная с 1990г.
FSG-Fine Guidance Sensors (Сенсоры точной ориентировки).

Личное: Судя по всему, команда операторов Хаббла впервые обратила внимание на данные, поступающие с этих сенсоров, и до нее (команды) допёрло (извините), что в этих данных можно "видеть" полезную информацию. То есть, своего рода побочный эффект... Скрытые резервы...

[Крупин]

Дело отнюдь не только в невнимательности персонала Хаббла. Дефицит замечен давно и по этой тематике есть много как русско, так и англо язычных сайтов. Например http://www.rnd.cnews.ru/natur_science/news/top/index_science.shtml?2008/10/09/322101

[thirtyseconds]

Да по моему это сугубо временная "проблема", суть которой в том что толком эти малые тела никто не искал по причине относительного несовершенства технических средств и отсутствие специальных программ, целью которых являлся бы непосредственный поиск таких тел. То что Хаббл имеет достаточное проницание для того что бы их обнаружить, это скорее обратный пример. Поскольку Хаббл остается уникальным средством в своем роде и тратить его время на  механический поиск таких объектов никто не станет. В общем слишком рано делать выводы. Вот если бы имелась спец программа, результатом которой стало бы обнаружение некоторой популяции малых тел в поясе койпера, внутри которой имели бы промежутки по массе тогда можно было бы подумать.

[Крупин]

Да по моему это сугубо временная "проблема", суть которой в том что толком эти малые тела никто не искал по причине относительного несовершенства технических средств и отсутствие специальных программ, целью которых являлся бы непосредственный поиск таких тел. То что Хаббл имеет достаточное проницание для того что бы их обнаружить, это скорее обратный пример. Поскольку Хаббл остается уникальным средством в своем роде и тратить его время на  механический поиск таких объектов никто не станет. В общем слишком рано делать выводы. Вот если бы имелась спец программа, результатом которой стало бы обнаружение некоторой популяции малых тел в поясе койпера, внутри которой имели бы промежутки по массе тогда можно было бы подумать.

Это отнюдь не временная проблема. Наблюдения по специальным методикам ведутся, если не ошибаюсь, примерно с 2006 года и не одной группой. Результаты вполне чёткие. ССылки найду несколько позже.

[StAlex]

В таком случае, напрашивается такой вывод:
Анализ данных с FSG
- или покажет согласуемость с иными методиками поиска,
- или покажет огрехи, в ранее применённых методиках, если данные FSG
   а) будут кардинально отличаться и
   б) в способах обработки этих данных не будет выявлено ошибок.

Сидим, ждём.

[Крупин]

Я думаю, ожидание не самый лучший способ действий, тем более в астрономии (в других науках обычно можно поставить придумать какие-то контрольные эксперименты). Надо предвосхищать события, а не плестись у них в хвосте. Так, как минимум в 80-х годах прошлого столетия можно было предвидеть существование семейства Плутино и подумать о причинах его происхождения. Но астрономы попрятали головы в песок и начали вздыхать когда гром уже грянул и Плутиносы были открыты экспериментально.

[thirtyseconds]

Так это... Огласите численно свои ожидания распределения объектов по массе, об этом ведь речь идет ? На архив.орг есть несколько статей на эту тему, можно будет сверить.

[Крупин]

Ну, так сразу цифры? Не научный это подход. Что же де Бройль или Бор должены были сразу написать уравнение Шредингера? Сначала как правило формулируются сырые идеи, а уж потом их обсчитывают, а никак не наоборот.
Теперь о деле. В чём странность ситуации? В том, что имеется всего около 1000 крупных объектов, которые никак не могли вымести всю мелочь с необъятных Койперовских полей даже за 4,5 млрд. лет. Но это из-за несовершенства конструкции метлы.

[StAlex]

А как? (с) анекдот про двух джентльменов.
В условиях недостатка фактического материала (читай, экспериментально полученного), будут только малонаучные домыслы. Я, например, не испытываю уверенности в своей способности внятно и сразу довести мысль до завершенного состояния(хотя, собственная т.з. у меня есть), а "процесс" выработки мнения - как я понимаю - тут (и не только) не особенно приветствуется. Требуется выложить все и сразу.

Дмитрий Вибе первый придет наводить порядок с вольнодумием. И в лучшем случае, сошлет всех в "Горизонты...", где и "закроет" за недостатком аргументов.

[Крупин]

Разве полы метут крепко стянутым веником? Или разве стрекоза ловит мух плотно сжатыми лапками? Нет, веник делают широким, а стрекоза широко раскидывает мохнатые лапы, чтобы замести как можно большую площадь. Всё дело в несовершенстве планетезимальной модели. Если распушить, скажем Плутон из компактного тела в гравитационно связанный рой мелких снежинок, он будет иметь огромное поперечное сечение и расти несравненно эффективнее.

[StAlex]

Роль "метлы" может выполнять кто угодно. Все зависит от личных предпочтений.
Мне, например, помстилось, что мелкие тела из ПК вытягивает пара Нептун-Плутон. Результат их ежедневной и неустанной работы можно видеть по снимкам SOHO - тот "открывает" новые кометы практически ежедневно. Часть из них падает на Солнце. Что до размеров "метлы", то интересные выводы напрашиваются по наличию 3х2 резонансов между крупными телами ПК и снова Нептуном-Плутоном. Если у этих планет хватает смелости аггрегировать троянцев плутино, то про "гравий" - очевидность этого процесса сама просится.

[Крупин]

Дело не только в абсолютных цифрах, но и в относительной зависимости количества тел от их масс. В теориях роста механическим слипанием должна соблюдаться определённая пропорциональность, скажем, по Сафронову что-то вроде закона 4-й степени. Этого на практике нет. И Нептуном объяснить нельзя - гравитация одинаково действует на тела любых размеров.

[Дмитрий Вибе]

Личное: Судя по всему, команда операторов Хаббла впервые обратила внимание на данные, поступающие с этих сенсоров, и до нее (команды) допёрло (извините), что в этих данных можно "видеть" полезную информацию. То есть, своего рода побочный эффект... Скрытые резервы...

Ну, это Вы зря. FGS с самого начала планировались как научные инструменты. И весьма продуктивно используются, например, в астрометрических целях.

Ну, так сразу цифры? Не научный это подход. Что же де Бройль или Бор должены были сразу написать уравнение Шредингера? Сначала как правило формулируются сырые идеи, а уж потом их обсчитывают, а никак не наоборот.

Тут Вы, как водится, должны определиться, чего Вам больше хочется: сформулировать свою идею или поговорить о недостатках чужой идеи. Когда Вы говорите о том, что в поясе Койпера наблюдается дефицит малых объектов, Вы должны указать, дефицит по сравнению с чем имеется в виду. То есть указать модель происхождения и эволюции пояса Койпера, сказать, какое распределение по размерам выводится из этой модели, предсказать, к какому количеству обнаружений это распределение должно привести при использовании конкретной наблюдательной методики. В итоге у Вас получится два числа: предсказанное количество обнаружений и реальное количество обнаружений. Сравнивая два этих числа, Вы можете рассуждать о наличии или отсутствии дефицита.

И Нептуном объяснить нельзя - гравитация одинаково действует на тела любых размеров.

Гравитация на размер вообще не действует.

[Крупин]

Гравитация на размер вообще не действует.

Мелочные придирки. Естественно, я имел в виду, что гравитация действует независимо от масс (ускорение одно и то же). Но масса и размер взаимосвязаны.

[fan2fan]

В то время, как в нём обнаружено немало крупных тел диаметром в сотни километров, имеется огромный дефицит сравнительно малых тел, из которых эти гиганты предположительно лепятся. В чём может быть причина такой неувязки?

Когда Пионер 10 и 11 должны были пролететь через главный пояс астероидов, АФАИК были опасения о вероятности столкновения с микроастероидами или крупными метеоритами. Но они не оправдались - большого количества таких мелких, как в предшествующей фантастике, не оказалось (оказались еще более мелкие - микрометеориты, т.е. пыль). Объясняют АФАИК гравитацией и столкновениями, измельчающими все в пыль, насколько знаю (по науч.попу) - что не пыль, то слипается в более крупные. Можно предположить, что если факт сходных неоправданных ожиданий будет обнаружен и для пояса Койпера, там действует тот же принцип, но с поправкой на другой хим.состав тел (легкие элементы; замороженные при низких температурах). В итоге типичный минимальный размер может оказаться крупнее - как небольшие кометы, а не глыбы камня или железа в несколько метров, как в главном поясе. Но это, конечно, если факт обнаружится - пока рано говорить, насколько можно понять.

[Крупин]

Но это, конечно, если факт обнаружится - пока рано говорить, насколько можно понять.

Скорее всего, факт можно считать обнаруженным, поскольку о нём пишут уже несколько лет и никто, АФАИК не выражает сомнения в существовании проблемы.

Когда Пионер 10 и 11 должны были пролететь через главный пояс астероидов, АФАИК были опасения о вероятности столкновения с микроастероидами или крупными метеоритами. Но они не оправдались - большого количества таких мелких, как в предшествующей фантастике, не оказалось (оказались еще более мелкие - микрометеориты, т.е. пыль).

Вообще, не оправдались многие ожидания относительно пояса Койпера. Ожидалось, например, что астероиды должны быть монолитными твёрдыми телами. На деле они оказались пористой грудой песка и щебня, скреплённой лишь силой гравитации. Неожиданным оказалось наличие у астероидов спутников. В космохимическом аспекте совершенно поразительной оказалась причудливая композиция минерального и изотопного состава многих метеоритов.

Можно предположить, что если факт сходных неоправданных ожиданий будет обнаружен и для пояса Койпера, там действует тот же принцип, но с поправкой на другой хим.состав тел (легкие элементы; замороженные при низких температурах). В итоге типичный минимальный размер может оказаться крупнее - как небольшие кометы, а не глыбы камня или железа в несколько метров, как в главном поясе.

Пояс Койпера опять же оказался источником сюрпризов. Прежде всего обнаружилась его чёткая очерченность границей 50 а.е., за которой концентрация астероидов резко падает и аномальная резонансность – наличие мощных астероидных семейств – прежде всего Плутинов. Опять та же многочисленность двойных астероидов. Т.е. те же проблемы, что и в главном поясе. Всё это говорит о двух вещах – о непроработанности аккреционной гипотезы и о единстве механизма формирования небесных тел независимо от химсостава и размеров.

[thirtyseconds]

Скорее всего, факт можно считать обнаруженным, поскольку о нём пишут уже несколько лет и никто, АФАИК не выражает сомнения в существовании проблемы.

А где можно почитать об этом ?

[StAlex]

Ожидалось, например, что астероиды должны быть монолитными твёрдыми телами. На деле они оказались пористой грудой песка и щебня, скреплённой лишь силой гравитации.

если не ошибаюсь, то снимок того же Хаббла, показал, что тела пояса койпера состоят в основном из льда: до этого считалось именно так как Вы описали.
А после снимка ударного кратера на одном из троянцев(или кентавров? источники не сохранились =( ), было показано, что каменный состав - это суть налёт, под которым белая "плоть".

То же касается и главного пояса астероидов - в СМИ была информация о наличии у многих тел главного пояса астероидов кометных хвостов:

Новые результаты могут служить очередным доказательством точки зрения о необходимости пересмотра разделения космических объектов на кометы и астероиды. Данные, накопленные за последние годы, показывают, что граница между двумя классами объектов становится все более размытой. В частности, ученые обнаружили множество астероидов главного пояса, у которых есть кометоподобные хвосты.