Определение карликовых планет
В 2006 году астрономы создали систему классификации вращающихся вокруг Солнца небесных тел, разделив их на три отдельные группы:
– Планеты
– Карликовые планеты
– малые астероидные тела
Карликовые планеты занимают промежуточное положение в этой систематике. Они отличаются от больших небесных тел, таких как Марс или Юпитер, сохраняющие независимые орбиты, но они не классифицируются как астероиды.
Международный астрономический союз определяет карликовые планеты как сферические образования, вращающиеся вокруг Солнца. Несмотря на свою форму, эти тела имеют относительно небольшую массу и не обладают доминирующей силой тяжести, то есть они делят орбитальный путь с другими объектами.
Размер и масса карликовых планет
Категория карликовых планет в настоящее время включает пять признанных тел: Хаумеа, Макемаке, Эрида, Церера и Плутона (последний из которых ранее классифицировался как планета). Ученые предполагают, что могут существовать дополнительные неоткрытые карликовые планеты и Седна часто упоминается как потенциальный кандидат.
Изучение этих удаленных объектов является сложной задачей из-за их удаленного расположения в Солнечной системе. Большинство из них расположены в поясе Койпера, регионе за Нептуном. Исключением является Церера, расположенная в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, что делает ее ближайшей к Солнцу карликовой планетой. Прогресс в мощных оптических системах, разработанных NASA и другими космическими организациями, сделал более возможным исследование этих удаленных объектов.
Центр малых планет (MAC) утверждает, что карликовая планета должна иметь диаметр не менее 800 километров и массу более 5⋅10^20 килограммов. Ниже приведена таблица с подробным описанием размеров и масс известных карликовых планет:
| № | Название Карликовой Планеты | Размеры (км) | Масса (кг) | % от массы Земли |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Церера | 975 × 909 | 9.5 × 10 ^ 20 | 0.0016 |
| 2 | Плутон | 2306 × 2326 | 1.305 × 10 ^ 22 | 0.22 |
| 3 | Хаумео | 1960 × 1518 × 996 | 4.2 × 10 ^ 21 | 0.007 |
| 4 | Макемаке | 1360 × 1480 | 3 × 10 ^ 21 | 0.05 |
| 5 | Эрида | 2326 × 2338 | 1.67 × 10 ^ 22 | 0.28 |
Масса Макемаке приблизительна, поскольку у него нет спутников. По оценкам его вес составляет 3×10^21 килограмм, или 0,05% массы Земли.
Как образовались карликовые планеты
Считается, что карликовые планеты, расположенные преимущественно в поясе Койпера, образовались в результате активного движения и сжатия летучих веществ, таких как аммиак, метан и вода, а также различные каменистые материалы.
За поясом Койпера лежит облако Оорта, которое, как считают, является источником сливающихся материалов, образуя карликовые планеты. Эти материалы конденсируются, образуя сферические формы и принимая характеристики, похожие на более крупные планеты.
Карликовые планеты
Каждая карликовая планета в солнечной системе имеет уникальные атрибуты, включая конкретные обозначения Центра малых планет (MPM), расположение, количество спутников и другие индивидуальные черты.
Плутон
Первоначально классифицированный как планета до 2006 года, Плутон был открыт в 1930 году Клайдом Томбо, идентифицировавшим его как одно из девяти главных небесных тел. Его реклассификация как карликовой планеты произошла после открытия подобных объектов за пределами Нептуна. В 2015 году космический корабль New Horizons предоставил новые знания о Плутоне с помощью изображений крупным планом.
Плутон был официально назван 24 марта 1930 г. после публичного конкурса. Имя Плутона было предложено 11-летней девочкой и отражает инициалы Персиваля Лоуэлла, руководителя обсерватории, где был открыт Плутон.
| Характеристики | Параметры |
|---|---|
| Расположение | Пояс Койпера |
| Размер (км) | 2306 20 ± |
| Масса/% от массы Земли | 1.305×10^22 кг / 0.22% |
| Орбита | Очень вытянутая эллиптическая, ближе к Солнцу, чем Нептун на перигелии |
| Расстояние от Солнца | Среднее расстояние 5.91 миллиарда км |
| Склад | Скалы и лед (метановое и азотное происхождение) |
| Атмосфера | Тонкая, с испарением льда |
| Спутники | Пять естественных спутников, самый большой из которых Харон, также считающийся потенциальной карликовой планетой |
Статус Плутона остается предметом дискуссий и некоторые ученые продолжают считать его планетой.
Эрис
Обнаруженная командой Майкла Брауна Эрида была официально занесена в каталог Центром медицинской защиты в 2006 году. Сначала ее огромные размеры заставили ученых считать ее 10-й планетой, даже выдвинув гипотезу, что она превосходит Плутон по размерам. Однако дальнейшее исследование выявило другую историю. Это расхождение в научных воззрениях привело к крещению его в честь греческой богини борьбы.
Эрида, расположенная на очень большом расстоянии от Солнца, представляет трудности с чётким определением характеристик. Лишь после приближения миссии New Horizons к Плутону в 2015 году были установлены примерные размеры Эриды. Его масса была установлена благодаря изучению его спутника Дисномии.
Хаумео
Хаумеа, карликовая планета, была идентифицирована в 2005 году Майклом Брауном и Хосе Ортисом. Сначала Браун предложил назвать его в честь богини плодородия, а Ортис предпочел богини весны. Ни одно название не понравилось CMP, что привело к ее временному прозвищу Санта, которое соотносится с датой открытия 28 декабря. В конце концов предложение Брауна победило.
Хаумеа выделяется среди подобных небесных тел своими уникальными особенностями:
– Эллиптическая форма
– Быстрое осевое вращение
– исключительная яркость
Составленный преимущественно из льда с углеводородами и минеральными включениями, Хаумеа не имеет атмосферы. Его сопровождают два спутника, названные в честь дочерей богини Хаумеа.
Макемаке
Макемаке – четвертая карликовая планета в поясе Койпера, открытая Майклом Брауном в 2005 году. Свое официальное название она получила через три года, в разговорном языке она была известна как Пасхальный кролик из-за открытия во время Пасхи.
Учитывая его значительное расстояние от Солнца, Макемаке остается недостаточно изученным. Инфракрасный телескоп обусловил, что его размер превосходит размер Хаумеа. Его масса пока спекулятивна.
Макемаке состоит из скалистого ядра, покрытого ледяной коркой замерзших газов, таких как метан и этан. Его яркая поверхность напоминает поверхность Плутона. У него переходная атмосфера и один слабый спутник.
Церера
Церера находится в основном в поясе астероидов. Его форма и размер могут его квалифицировать как планету. Астрономы усердно изучали Цереру, но ее статус остается дискуссионным. CMP классифицирует ее как "малую планету". Джузеппе Пиацци, итальянский астроном, открыл его в 1801 году в области между Марсом и Юпитером.
Церера вращается вокруг Солнца за 4,6 года с периодом обращения 9 часов 4 минуты. Он имеет скалистое ядро и ледяную мантию. Последние данные инфракрасного излучения свидетельствуют о возможном существовании подповерхностного океана с примитивной жизнью. Его поверхность богата глиной с железом и карбонатами, что указывает на слабую атмосферу. У Церера нет известных спутников.
Церера - одна из самых теплых карликовых планет, температура которой достигает -34 градусов Цельсия.
Орбитальное доминирование карликовых планет
Изучение карликовых планет продолжает развиваться, продолжаясь исследования, совершенствующие наше понимание их характеристик и сложную динамику их орбит.
Согласно научному консенсусу, чтобы небесная сущность приобрела статус планеты, она должна демонстрировать гидростатическое равновесие и обладать способностью очищать свою орбиту от других тел. Доминирование в небесной иерархии требует большого количества. Однако этот критерий часто не отвечает меньшим космическим объектам.
Траектории карликовых планет отличаются уникальными параметрами. Как правило, эти тела двигаются эллиптической и вытянутой траекторией, которая не пересекается с меньшими образованиями из-за их гравитационного воздействия.
Кометы, однако, могут пересекать орбиты меньших планет. Когда их пути совпадают, могут возникнуть столкновения, что приведет к слиянию двух космических тел, где большая сущность поглощает меньшую.
Претенденты на звание карликовых планет
Кандидаты на статус карликовой планеты обладают схожими характеристиками. Одним из таких кандидатов является Седна, которую некоторые астрономы уже признали карликовой планетой из-за ее массы и светимости, которые придают ей сферическую форму. Тем не менее, CMP не полностью одобрил это определение, ссылаясь на неспособность Sedna очистить свою орбиту от других объектов.
Оркус (90482), другой претендент из пояса Койпера, отражает орбиту Плутона, но остается на противоположной стороне. Orcus может похвастаться яркой поверхностью, инкрустированной кристаллами льда, содержащими метан и аммиак.
В настоящее время потенциальными кандидатами на независимую классификацию более 250 объектов. Большинство отмечено номерами, а не именами. Чтобы получить квалификацию, они должны показывать все характеристики карликовых планет.
Спор о карликовой планете
В 2006 году CMP установил критерии классификации небесных тел, что вызвало дискуссии среди астрономов. Основной спор сводится к способности планеты очистить свою орбиту.
Майкл Браун, ведущий ученый, утверждает, что по этому критерию в Солнечной системе существует всего восемь больших планет. И напротив, Алан Стерн утверждает, что не все первоначальные небесные тела устраняют посторонние тела со своих орбит, о чем свидетельствует постоянное приближение комет и астероидов к Земле. Противники Стерна признают это, но утверждают, что большие планеты регулируют траектории меньших тел в пределах своих орбитальных зон.
Внеземные критерии
Статус объектов вне Солнечной системы остается особенно спорным. Было предложено применить критерии массы-размера, подобные используемым в Солнечной системе.
Интересные факты
Карликовые планеты в нашей Солнечной системе хорошо изучены, но они скрывают многие тайны. Ученые полагают, что значительное количество небесных тел в поясе Койпера квалифицируется как карликовые планеты.
Вот несколько интригующих деталей:
– Карликовые планеты невидимы невооруженным глазом, но их можно обнаружить с помощью телескопов.
– Подледные океаны находятся на Плутоне и Церере, что указывает на потенциал воды.
– Существуют гипотетические проекты колонизации Цереры.
– За исключением Цереры, у всех известных карликовых планет есть спутники.
– Хаумеа делает один оборот вокруг своей оси всего за 4 земных часа.
Космические исследователи продолжают тщательно исследовать солнечную систему, открывая новые транснептуновые тела, которые вскоре могут пополнить ряды карликовых планет.