На самому краю Сонячної системи вчені виявили нову впорядковану структуру — компактну групу об’єктів, яка, наче капсула часу, зберігає пам’ять про бурхливі події мільярди років тому. На думку авторів наукової роботи, ця знахідка допоможе пролити світло на те, який шлях пройшов Нептун, коли зміщувався з внутрішніх областей Сонячної системи на свою нинішню орбіту. Далеко за орбітою Нептуна, на відстані понад 4,5 мільярда кілометрів від Сонця, знаходиться пояс Койпера. Це велике кільце з крижаних та кам’яних тіл — залишків будівельного матеріалу, з якого сформувалися планети. Найвідоміший його представник — карликова планета Плутон. Довгий час вчені вважали цей регіон відносно однорідним: здавалося, що об’єкти рухаються там випадковими орбітами й не утворюють великих упорядкованих структур. Однак у 2011 році ця картина похитнулася. Після аналізу орбіт 189 об’єктів пояса Койпера дослідники виявили першу дивину: групу тіл, які рухалися дивовижно схожими траєкторіями. Цю групу, розташовану приблизно за 44 астрономічні одиниці від Сонця, назвали «ядром» пояса Койпера. Знахідка була несподіваною і важливою, але в наступні роки жодних нових подібних структур не знаходили, і багато хто вирішив, що всі великі закономірності там уже відкриті. З розвитком технологій в астрономів з’явилося більше можливостей і, як наслідок, значно більше інформації про тіла у поясі Койпера. Завдяки накопиченим даним дослідники змогли знову переглянути загальну картину й перевірити, чи не ховаються там інші структури, які раніше залишалися непомітними. Команда американських астрономів під керівництвом Аміра Сіраджа (Amir Siraj) з Прінстонського університету опрацювала дані щодо орбіт 1650 об’єктів пояса Койпера, а потім «нагодувала» цю інформацію спеціальному алгоритму, завданням якого було виявлення прихованих закономірностей та структур. Спершу дослідники «натренували» алгоритм знаходити вже відоме «ядро». Але після цього програма почала видавати несподівані результати. Щоразу, коли вона визначала «ядро», разом із ним з’являлася ще одна, раніше невідома група об’єктів. Цю нову групу вчені назвали «внутрішнім ядром» — воно розташоване ще ближче до Сонця, приблизно на 43 астрономічних одиницях. Але головна особливість структури — не в її відстані, а в орбітах тіл. Усі об’єкти у цьому внутрішньому ядрі обертаються навколо Сонця майже по ідеально кругових орбітах, а їхня траєкторія лежить у тій самій площині, що й орбіти більшості планет. За словами вчених, така орбітальна стабільність і впорядкованість — ознака давньої структури, яка, ймовірно, з ранніх часів залишалася практично непорушеною. Тобто вона виникла дуже рано і, найімовірніше, не зазнавала сильних гравітаційних збурень. Особливо важливим внутрішнє ядро може бути для вивчення міграції Нептуна. Згідно з сучасними уявленнями, крижаний гігант сформувався набагато ближче до Сонця, а потім повільно дрейфував на свою нинішню позицію. За однією з версій, під час цього руху Нептун міг тимчасово «захоплювати» групи невеликих крижаних тіл, впливати на їхні хаотичні орбіти, упорядковуючи їх і формуючи стабільні скупчення на певній відстані від Сонця. Тобто гравітація планети утримувала ці тіла поруч, що могло сприяти утворенню щільних груп. Коли Нептун продовжував віддалятися, він залишав ці сформовані скупчення позаду — наче слід на піску. Таким чином, саме існування та точне положення цих «ядер» є прямою вказівкою на те, де саме планета робила зупинки під час своєї подорожі. Це свого роду гравітаційні позначки на шкалі часу Сонячної системи, які дають змогу відтворити маршрут Нептуна з безпрецедентною точністю. Подальші дослідження внутрішнього ядра обіцяють бути ще пліднішими. У 2025 році розпочне роботу обсерваторія Віри Рубін у Чилі. Цей потужний інструмент має виявити десятки тисяч нових об’єктів пояса Койпера. Нові дані дозволять детальніше вивчити і ядро, і внутрішнє ядро, а також перевірити, чи не ховаються на околицях нашої планетної системи інші невідомі структури. Однак важливо розуміти: це відкриття — не результат прямого спостереження, а висновок, отриманий за допомогою моделей та статистики. Сірадж та його колеги виявили аномалію в даних — щільну структуру серед 1650 об’єктів, яку визначив спеціальний алгоритм. Головний мінус такого підходу полягає в тому, що на результат могли вплинути похибки у вихідних даних або випадкова статистична флуктуація. Астрономи впевнені у своєму відкритті, але остаточний вердикт можна буде винести лише після того, як ці висновки підтвердять або спростують телескопічні спостереження. Результати дослідження представлені на сайті наукових препринтів університету Корнелл.