Карликовые планеты: все об этих противоречивых почти-планетах
Здравствуйте, уважаемые друзья!
Сегодня речь пойдет о карликовых планетах: что это такое, какие пять карликовых планет в нашей Солнечной системе и если ли еще карликовые планеты.
Если вы знаете что-нибудь о споре о понижении Плутона в 2006 году, вы, вероятно, знаете, что бывшая девятая планета Солнечной системы теперь является скромной карликовой планетой.
Решение Международного астрономического союза (МАС), безусловно, было встречено дебатами и критикой со стороны общественности, многие из которых, вероятно, скажут вам, что они по-прежнему считают Плутон планетой.
Помимо того, что это немного странный холм, на котором можно умереть любому, кто не является профессиональным астрономом, это также, вероятно, результат более широкого незнания карликовых планет как категории, что является позором.
Хотя некоторым могло показаться, что что-то было потеряно, когда Плутон был реклассифицирован как карликовая планета, мы на самом деле получили гораздо более глубокое понимание совершенно нового типа небесного тела в нашей Солнечной системе, которое обеспечивает важную связь с ранней Солнечной системой и эпоха формирования планет, закончившаяся около 4,5 миллиардов лет назад.
Что такое карликовая планета?
Согласно МАС*, карликовая планета — это небесное тело, которое вращается вокруг Солнца, не является естественным спутником другого тела в Солнечной системе, не очистило окрестности вокруг своей орбиты и, как правило, имеет достаточную массу и внутреннюю гравитацию, достаточно сильную, чтобы придать ему форму сфероида или почти форму сфероида.
*International Astronomical Union — Международный Астрономический Союз (МАС).
«Карликовая планета может также вращаться в зоне, в которой находится множество других объектов», — добавили в МАС.
«Например, орбита в поясе астероидов находится в зоне с множеством других объектов».
Это также относится к поясу Койпера за пределами орбиты Нептуна, где находятся почти все известные карликовые планеты или кандидаты в карликовые планеты.
Какие пять карликовых планет в Солнечной системе?
Плутон, каким его увидел зонд «New Horizons» во время пролета в 2015 году, является самой большой по размеру карликовой планетой.
В настоящее время МАС признает пять карликовых планет.
Первый из них – Плутон.
Самый известный член карликовых планет, Плутон был открыт в 1930 году и первоначально считался девятой планетой в Солнечной системе.
Это самая большая карликовая планета по размеру и вторая по массе.
Обычно вращаясь за пределами орбиты Нептуна в поясе Койпера, эксцентриситет 250-летней орбиты Плутона на самом деле иногда ставит Плутон ближе к Солнцу, чем Нептун.
На поверхности Плутона есть большие равнины, ледники и горы из азота и водяного льда, в том числе ледник характерной формы, напоминающий левое полушарие сердца.
Плутон имеет всего 0,2% массы Земли, а его масса составляет примерно одну десятую массы Луны.
Несмотря на свои миниатюрные размеры, у Плутона есть пять собственных спутников: Харон (Charon), Никс (Nix), Гидра (Hydra), Кербер (Kerberos) и Стикс (Styx).
Харон особенно интересен, потому что его масса достаточно близка к массе Плутона, чтобы два тела фактически вращались вокруг друг друга как двойная система, с их общим центром тяжести (его барицентром), лежащим в пустом пространстве между ними, а не в пределах массы самого Плутона.
Это дает Харону довольно веские аргументы в пользу статуса карликовой планеты, хотя на данный момент МАС определяет его как луну.
Карликовая планета Эрис и ее спутник Дисномия (Dysnomia), далеко за поясом Койпера.
Второй — Эрис (Eris).
Обнаруженная в 2003 году Эрис на самом деле вызвала первоначальные дебаты о реклассификации Плутона в 2006 году.
Это связано с тем, что Эрис на самом деле примерно на 27% больше Плутона по массе, и первоначально считалось, что она больше по размеру.
Позже размер Эрис был уточнен, и теперь он немного меньше в диаметре, чем Плутон.
Орбита Эрис еще более эксцентрична, чем орбита Плутона: для совершения одного оборота требуется 557 лет.
Афелий Эриды, или самая дальняя точка ее орбиты от Солнца, находится далеко за пределами пояса Койпера, и ее орбита пересекает орбиты Плутона и Нептуна.
Эрис получила свое имя в 2005 году, чтобы обозначить полемику, вызванную ее открытием: Эрис — древнегреческая богиня раздора.
Карликовая планета Церера (Ceres) в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, сделанная космическим аппаратом Dawn в 2015 году.
Церера, первая из когда-либо открытых карликовых планет, была идентифицирована в 1801 году и первоначально классифицировалась как астероид (фактически, самый первый астероид), хотя она соответствует всем критериям карликовой планеты, поэтому ведутся споры о том, можно ли ее больше называть астероидом.
Астероид это или нет, но на Цереру приходится целых 25% всей массы пояса астероидов.
Церера также является единственной карликовой планетой в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, что делает ее ближайшей к нам карликовой планетой, и поэтому ее легче всего изучать вблизи.
Это была первая карликовая планета, которую когда-либо посещал космический корабль (в 2015 году).
Церера совершает оборот вокруг Солнца за 4,6 года и полностью вращается вокруг кругового пояса астероидов.
На поверхности это каменистый мир, но считается, что значительный процент массы Цереры приходится на подповерхностный океан жидкой воды.
У Цереры нет спутника, и она недостаточно массивна, чтобы гравитационно «очистить» свою орбиту в поясе астероидов.
Недавно было обнаружено, что карликовая планета Хаумеа (Haumea) обладает тонкой системой колец вместе с двумя уже известными спутниками.
Обнаруженная в 2003 году карликовая планета Хаумеа простирается прямо под поясом, чтобы ее можно было квалифицировать как карликовую планету.
Ключевой характеристикой, которой должны обладать карликовые планеты, является достаточная масса, чтобы их форма определялась силой их собственной гравитации.
Хаумеа не имеет типичной сфероидальной формы, характерной для четырех других карликовых планет, а имеет форму вытянутой сферы, похожей на мяч для регби.
Вероятно, это связано с ее невероятно быстрым вращением вокруг своей главной оси, которое занимает всего 3,9 часа, чтобы совершить один оборот.
В результате Хаумеа несколько сплющивается угловым моментом этого спина.
Однако технически Хаумеа по-прежнему соответствует требованиям, поскольку сила собственной гравитации по-прежнему является доминирующей силой, определяющей ее форму, а удлинение, вызванное вращением, искажает ее форму постфактум.
У Хаумеа есть две известные нам луны, Хииака (Hi‘iaka) и Намака (Namaka), и недавно было обнаружено, что у нее есть небольшая кольцевая система, что делает ее единственной карликовой планетой, о которой известно, что она есть.
Хаумеа названа в честь гавайской богини рождения и плодородия и вращается за пределами Нептуна, в поясе Койпера, с периодом обращения 285,46 года.
Макемаке (Makemake) и его спутник вращаются вокруг Солнца далеко в поясе Койпера.
Самая последняя открытая карликовая планета, Макемаке, названная в честь бога-создателя народа Рапа Нуи на острове Пасхи, была обнаружена в 2005 году, всего за год до создания новой категории карликовых планет (Макемаке официально не классифицировался как карликовая планета до 2008 года).
Макемаке, вращающийся в поясе Койпера на расстоянии 50 а. е. от Солнца, представляет собой ледяной каменный шар, вероятно, похожий по составу на его соседа Плутона, и в результате считается, что он имеет красноватый цвет.
Чтобы совершить оборот вокруг Солнца, требуется около 306 лет, а в 2015 году у него была обнаружена небольшая луна, которую неофициально называют «MK 2».
Что делает планету карликовой планетой?
Есть три критерия, которые делают тело Солнечной системы карликовой планетой.
Во-первых, это должно быть тело, вращающееся вокруг Солнца, которое не является естественным спутником другого тела, например планеты.
Это сделало бы его луной, а не карликовой планетой.
Во-вторых, он должен быть достаточно большим, чтобы его гравитация была достаточно сильной, чтобы принять форму сфероида.
Хаумеа — единственная карликовая планета, которая раздвигает границы того, что квалифицируется в этом отношении, но все остальные четыре карликовые планеты имеют подходящую сферическую форму.
Наконец, карликовая планета не может гравитационно очистить свой орбитальный путь от мусора, как это делает настоящая планета.
Это определяющее различие между карликовой планетой и обычной планетой, и некоторые критиковали эту характеристику как произвольно определенную для получения желаемого результата, а именно наличия небольшого количества планет в соответствии с традицией.
«Итак, некоторые ученые попытались разработать метод математического обоснования небольшого числа планет, — утверждает Филип Мецгер (Philip Metzger), планетолог из Флоридского космического института Университета Центральной Флориды, — который был критерием того, что планета должна очистить свою собственную планету».
На самом деле это было разработано задним числом, чтобы сохранить упорядоченное небольшое количество планет.
По словам Мецгера, очистило ли тело свою орбиту от мусора, это не дает никакого представления о природе тела, и это делает его плохим критерием для измерения чего-либо.
Оно также указывает, что до 2006 года идея о том, что планета должна очистить свою орбиту, чтобы считаться планетой, была совершенно новой квалификацией, которая никогда даже не рассматривалась в прошлом при обсуждении того, что делает планету планетой.
«Это текущее описание положения дел», — сказал Мецгер.
«Но если, например, звезда пролетит мимо и разрушит нашу солнечную систему, тогда орбиты планет больше не будут очищаться».
«Это похоже на определение «млекопитающих», — добавил Мецгер.
«Они млекопитающие, живут ли они на суше или в море. Дело не в их расположении. Речь идет о внутренних характеристиках, которые делают их такими, какие они есть».
Тем не менее, между карликовой планетой, такой как Церера, и даже самой маленькой планетой, Меркурием (Mercury), явно есть что-то качественно отличное, даже если это различие трудно точно описать.
Однако интуиция не заменит настоящую науку, поэтому квалификатор «очистил свою орбиту» в этом отношении по крайней мере лучше.
Это также говорит нам кое-что о карликовых планетах, что делает их особенными в этом контексте.
Во многих смыслах карликовые планеты — это пережитки прошлого, оставшиеся с того времени, когда 4,5 миллиарда лет назад еще происходило формирование планет.
Карликовые планеты представляют собой промежуточную стадию планетарного развития, которую должны были пройти все большие планеты, включая Землю, на пути к их нынешнему состоянию.
Это важное различие, которое заслуживает уточнения, даже если оно может означать, что нам придется переосмыслить некоторые заветные идеи, которые мы усвоили в детстве.
Есть ли еще карликовые планеты?
Сможет ли карликовая планета Плутон триумфально вернуться к полному планетарному статусу в ближайшие десятилетия? То, что мы узнаем об экзопланетах в будущем, вероятно, заставит нас переоценить то, что значит быть планетой, непредсказуемым образом.
Почти наверняка.
Уже существуют десятки возможных кандидатов в карликовые планеты, которые ждут подтверждения путем дальнейшего изучения и наблюдения, и хотя не все из них будут признаны полноценными карликовыми планетами, велики шансы, что по крайней мере некоторые из них будут.
Солнечная система — большое место, и особенно пояс Койпера тоже очень насыщенный.
Существует бесчисленное множество транснептуновых объектов, которые могли бы установить все нужные флажки, чтобы присоединиться к своим соседям Плутону, Эрис, Хаумеа и Макемаке.
Пояс астероидов между Марсом и Юпитером, с другой стороны, к этому моменту довольно хорошо нанесен на карту.
Только Церера близка к тому, чтобы быть карликовой планетой, поэтому мы вряд ли получим новых кандидатов из пояса астероидов.
Конечно, еще предстоит увидеть, будут ли квалификации для статуса карликовой планеты продолжать оставаться полезными.
В конце концов, вплоть до 2006 года Плутон легко квалифицировали как планету, пока новые открытия не поставили эту классификацию под сомнение.
С ускоряющейся скоростью открытия экзопланет и новыми, более мощными инструментами, способными дать нам более глубокое понимание характеристик и структуры этих экзопланет, мы можем обнаружить, что требуются новые обозначения и что нынешняя классификация карликовых планет должна быть полностью отброшена.
Мы не узнаем этого до тех пор, пока какое-нибудь открытие не поднимет вопрос, как это произошло с открытием Эрис в 2005 году.
Если вы ищете причины надеяться, что Плутон перейдет от своего нынешнего статуса карликовой планеты к своей былой славе настоящей планеты, это то, чего можно с нетерпением ждать, по крайней мере.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Какое значение имело открытие Эрис?
Открытие Эрис в 2005 году считается поворотным моментом, заставившим астрономов пересмотреть классификацию Плутона как планеты и определить, сколько существует карликовых планет.
Имя «Эрис» происходит от имени греческой богини раздора.
Что такое газовые гиганты и ледяные гиганты?
Сатурн и Юпитер иногда называют газовыми гигантами, а Нептун и Уран иногда называют ледяными гигантами.
Это связано с тем, что в атмосферах Нептуна и Урана больше воды и льдообразующих веществ.
Почему Плутон был понижен в должности до карликовой планеты?
Помимо небольшого размера и необычной орбиты, проблема с Плутоном заключается в том, что он не очищает окружающий его мусор и делит пространство с несколькими другими объектами в поясе Койпера.
Понижение Плутона до сих пор является спорной темой.
Вывод
Как видно из названия, основное различие между планетой и карликовой планетой заключается в размере.
Карликовые планеты меньше, и из-за этого им не хватает гравитационных сил, необходимых для притяжения и притягивания к себе всех материалов на их орбитах.
В нашей Солнечной системе каждая карликовая планета меньше Луны Земли.
Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.
До скорых встреч! Заходите!
