Карликовые планеты

Неизвестное в космосе

5. Планета V

Это ещё одна гипотетическая планета между Марсом и Юпитером, но причины, по которым полагается, что она когда-то существовала, совершенно отличаются от вышеуказанных.

История начинается с миссии Аполлон на Луну. Астронавты Apollo принесли много лунных камней на Землю, некоторые из которых образовались в результате плавления горных пород в тот период, когда нечто наподобие астероида столкнулось с Луной и генерировало достаточное количество тепла, чтобы расплавить камень.

Учёные использовали радиометрическое датирование, чтобы выявить, когда эти породы охладились. Они пришли к выводу, что наиболее холодный период – это примерно 3,8 – 4 миллиарда лет назад.

Судя по всему, в течение этого периода времени с Луной сталкивались многие кометы и астероиды. Этот период известен как «Поздняя Тяжёлая Бомбардировка»(ПТБ). «Поздняя» из-за того, что случилась после большинства других.

Раньше столкновения в Солнечной системе происходили с завидной регулярностью, но сейчас время прошло. В связи с этим возникает вопрос: что случилось с временно увеличившимся количеством астероидов, столкнувшихся с Луной?

Около 10 лет назад Джон Чемберс (John Chambers) и Джек Лиссаер (Jack J. Lissauer) предположили, что причиной, возможно, была давно потерянная планета, которую они назвали «Планета V».

Согласно их теории, Планета V находилась между орбитой Марса и главным поясом астероидов перед тем, как гравитация внутренних планет заставила Планету V «съехать» в пояс астероидов, где она сбила траектории многих из них, что, в конечном счёте, привело к их столкновению с Луной.

Также полагается, что Планета V столкнулась с Солнцем. Эта гипотеза была встречена критикой, потому как не все согласны с тем, что ПТБ имело место быть, но даже если и так, то должны быть и другие возможные объяснения, кроме как наличие Планеты V.

4. Пятый газовый гигант

Ещё одно объяснение ПТБ – это так называемая Ницца – модель, названная в честь французского города, где впервые была разработана. Согласно этой модели, Сатурн, Уран и Нептун – внешние газовые гиганты – зародились на небольших орбитах, окружённых облаком астероидных размеров объектов.

Со временем некоторые из этих мелких объектов проходили рядом с газовыми гигантами. Такие близкие встречи способствовали расширению орбит газовых гигантов, хотя и очень медленными темпами.

Орбита Юпитера в действительности стала меньше. В какой-то момент орбиты Юпитера и Сатурна вступили в резонанс, в результате чего Юпитер стал оборачиваться вокруг Солнца дважды, в то время как Сатурн успевал только один раз. Это вызвало хаос.

По стандартам Солнечной системы всё происходило очень быстро. Почти круговые орбиты Юпитера и Сатурна напряглись, и Сатурн, Уран и Нептун несколько раз столкнулись. Облако мелких объектов также было взбудоражено.

В совокупности это привело к ПТБ. После того, как всё прошло, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун «обзавелись» орбитами, которыми они обладают и по сей день.

По этой модели можно сказать и о других особенностях Солнечной системы, таких как троянские астероиды Юпитера, однако, оригинальная модель не объясняет всё. Она нуждается в модификации.

Одно предлагаемое изменение – это добавление пятого газового гиганта. При моделировании события, которое запустило ПТБ, также выбрасывается и гипотетический пятый газовый гигант Солнечной системы.

Такое моделирование привело к образованию Солнечной системы современного вида, поэтому идея очень разумная.

Размер и масса карликовых планет

Нижний и верхний пределы размера и массы карликовых планет не указаны в решении МАС. Нет строгих ограничений на верхние пределы, и объект больше или массивнее Меркурия с неочищенными окрестностями орбиты может классифицироваться как карликовая планета.

Нижний предел определяется понятием гидростатически равновесной формы, однако размер и масса объекта, который достиг такой формы, неизвестен. Эмпирические наблюдения наводят на мысль, что они могут сильно различаться в зависимости от состава и истории объекта. Первоисточник предварительного решения МАС, определяющего гидростатически равновесную форму, применяется «к объектам с массой более 5·1020 кг и диаметром более 800 км», однако это не вошло в окончательное решение 5A, которое было одобрено.

По мнению некоторых астрономов, новое определение означает прибавление до 45 новых карликовых планет.

Интересные факты о планете Плутон

Название досталось в честь властелина подземного мира

Это более поздняя вариация имя Аида. Ее предложила 11-летняя девочка Венеция Бруней.

В 2006 году стал карликовой планетой

В этот момент МАС выдвигает новое определение «планеты» – небесный объект, пребывающий на орбитальном пути вокруг Солнца, обладает необходимой массой для сферической формы и очистил окрестности от посторонних тел.

Нашли 18 февраля 1930 года

За 76 лет между обнаружением и смещением в карликовый тип Плутон успел пройти лишь треть орбитального маршрута.

Есть 5 спутников

В лунном семействе числятся Харон (1978), Гидра и Никта (2005), Кербер (2011) и Стикс (2012).

Наибольшая карликовая планета

Ранее полагали, что это звание заслуживает Эрида. Но сейчас мы знаем, что ее диаметр достигает 2326 км, а у Плутона – 2372 км.

На 1/3 состоит из воды

Состав Плутона представлен водяным льдом, где воды в 3 раза больше, чем в земных океанах. Поверхность укрыта ледяной коркой. Заметны хребты, светлые и темные участки, а также цепь кратеров.

Уступает по размеру некоторым спутникам

Более крупными считаются луны Гинимед, Титан, Ио, Каллисто, Европа, Тритон и земной спутник. Плутон достигает 66% лунного диаметра и 18% массы.

Наделен эксцентричной и наклонной орбитой

Плутон проживает на расстоянии в 4.4-7.3 млрд. км от нашей звезды Солнца, а значит иногда подходит ближе Нептуна.

Принимал одного посетителя

В 2006 году к Плутону отправился аппарат Новые Горизонты, прибывший к объекту 14 июля 2015 года. С его помощью удалось получить первые приближенные изображения. Сейчас аппарат движется к поясу Койпера.

Позицию Плутона предсказали математически

Это случилось в 1915 году благодаря Персивалю Лоуэллу, который основывался на орбитах Урана и Нептуна.

Периодически возникает атмосфера

Когда Плутон приближается к Солнцу, то поверхностный лед начинает таять и формирует тонкий атмосферный слой. Он представлен азотом и метановой дымкой с высотой в 161 км. Солнечные лучи разбивают метан на углеводороды, покрывающие лед темным слоем.

Другие кандидаты

Уже известны несколько десятков тел, которые потенциально могут квалифицироваться как карликовые планеты. Из таких объектов в таблице ниже перечислены те, чей диаметр наиболее вероятно больше или около 600 км (в том числе первые 6 из них называются главными кандидатами первооткрывателями крупнейших из недавно открытых транснептуновых объектов Майклом Брауном, Чедвиком Трухильо и другими ключевыми исследователями и экспертами):

Вероятные претенденты на статус карликовой планеты
Название Категория Диаметр, км Масса, ⋅1018 кг
(225088) Гун-гун Объект рассеянного диска ~1535 1750
Квавар Кьюбивано в поясе Койпера 1074—1170 1400±100
2002 MS4 Кьюбивано в поясе Койпера ~934 неизвестна
Орк Плутино в поясе Койпера 917—946 636,1±3,3
Салация Кьюбивано в поясе Койпера ~921 466±22
2005 UQ513 Кьюбивано в поясе Койпера 550—1240 неизвестна
2002 TC302 Объект рассеянного диска 590—1145 1500
Варда Кьюбивано в поясе Койпера 500—1130 266,4±6,4
2002 UX25 Кьюбивано в поясе Койпера 681—910 125±3
2003 AZ84 Плутино в поясе Койпера 940 × 766 × 490 неизвестна
2002 AW197 Кьюбивано в поясе Койпера 626—850 ~410
2006 QH181 Объект рассеянного диска 460—1030 неизвестна
Девана Объект рассеянного диска 470—1000 неизвестна
2013 FY27 Объект рассеянного диска ~733 неизвестна
2005 RN43 Кьюбивано в поясе Койпера ~730 неизвестна
2003 VS2 Плутино в поясе Койпера ~725 неизвестна
Варуна Кьюбивано в поясе Койпера 722 ~590
2010 KZ39 Объект рассеянного диска 440—980 неизвестна
2004 GV9 Кьюбивано в поясе Койпера ~677 неизвестна
2007 JJ43 Неизвестна (пояс Койпера) 609—730 неизвестна
Иксион Плутино в поясе Койпера ~650 580
2004 XA192 Кьюбивано в поясе Койпера 420—940 неизвестна
2010 RE64 Кьюбивано в поясе Койпера 380—860 неизвестна
Гкъкунлъ’хомдима Объект рассеянного диска 638 136,1 ± 3,3
2001 UR163 Объект рассеянного диска ~636 неизвестна
2004 XR190 «Баффи» Объект рассеянного диска 425—850 60—480
2010 RF43 Кьюбивано в поясе Койпера ~613 неизвестна
2015 KH162 Кьюбивано в поясе Койпера 400—800 неизвестна
Хаос Кьюбивано в поясе Койпера ~600 неизвестна
2010 FX86 Объект рассеянного диска ~598 неизвестна
2013 FZ27 Объект рассеянного диска ~595 неизвестна
2012 VP113 Объект рассеянного диска ~595 неизвестна
2018 VG18 ~595 неизвестна
2003 UZ413 Кьюбивано в поясе Койпера ~591 неизвестна
2008 ST291 Объект рассеянного диска ~583 неизвестна
2005 RM43 Объект рассеянного диска ~580 неизвестна
1996 TL66 Объект рассеянного диска 575±115 200
2002 XW<sub>93</sub> Объект рассеянного диска 565—584 неизвестна
2004 UM<sub>33</sub> Кьюбивано в поясе Койпера 340—770 неизвестна
2004 TY364 Кьюбивано в поясе Койпера ~554 неизвестна
2002 XV<sub>93</sub> Плутино в поясе Койпера ~549 неизвестна
2004 NT<sub>33</sub> Кьюбивано в поясе Койпера 423—580 неизвестна

Статус Харона, который сейчас рассматривается как спутник Плутона, остаётся неокончательным, так как в настоящее время нет точного определения по разграничению планет со спутником от двойных планетных систем. Проект резолюции (5), опубликованный МАС, указывает, что Харон может рассматриваться как планета, потому что:

  1. Харон сам по себе удовлетворяет критериям по размерам и форме для статуса карликовой планеты.
  2. Харон, по причине его большой массы по сравнению с Плутоном, обращается с Плутоном вокруг общего центра масс, расположенного в космосе между Плутоном и Хароном, а не вокруг точки, находящейся внутри Плутона.

Этого определения, однако, нет в окончательном решении МАС. Неизвестно также, появится ли оно в будущем. Если подобное определение будет одобрено, Харон будет рассматриваться как карликовая (двойная) планета. Для скорейшего решения этого вопроса сейчас обсуждается принятие в качестве дополнительного критерия — приливной взаимозахват или синхронность вращения обоих компонентов двойной системы.

Помимо Харона и всех остальных кандидатов-транснептуновых объектов, три крупных объекта в поясе астероидов (Веста, Паллада и Гигея) должны будут классифицироваться как карликовые планеты, если окажется, что их форма определяется гидростатическим равновесием. К настоящему времени это убедительно не доказано.

11 октября 2016 г. астрономы из американского Мичиганского университета заявили об открытии в Солнечной системе новой карликовой планеты. Ей присвоено название 2014 UZ224. Впервые они обнаружили «карлика» ещё в 2014 г., однако на протяжении двух лет научная группа вела наблюдения за обнаруженным объектом. По расчетам ученых планета находится на расстоянии 38-180 астрономических единиц от Солнца. Полный оборот вокруг нашего светила планета-карлик совершает за 1136 лет.

Другие кандидаты

Уже известны несколько десятков тел, которые потенциально могут квалифицироваться как карликовые планеты. Из таких объектов в таблице ниже перечислены те, чей диаметр наиболее вероятно больше или около 600 км (в том числе первые 6 из них называются главными кандидатами первооткрывателями крупнейших из недавно открытых транснептуновых объектов Майклом Брауном, Чедвиком Трухильо и другими ключевыми исследователями и экспертами):

Вероятные претенденты на статус карликовой планеты
Название Категория Диаметр, км Масса, ·1018 кг
2007 OR10 Объект рассеянного диска ~1535 неизвестна
Квавар Кьюбивано в поясе Койпера 1074—1170 1400±100
2002 MS4 Кьюбивано в поясе Койпера ~934 неизвестна
Орк Плутино в поясе Койпера 917—946 636,1±3,3
Салация Кьюбивано в поясе Койпера ~921 466±22
2015 KH162 Кьюбивано в поясе Койпера 400—800 неизвестна
2013 FY27 Объект рассеянного диска ~733 неизвестна
Варуна Кьюбивано в поясе Койпера 722 ~590
2002 UX25 Кьюбивано в поясе Койпера 681—910 125±3
Иксион Плутино в поясе Койпера ~650 580
2002 AW197 Кьюбивано в поясе Койпера 626—850 ~410
2005 UQ513 Кьюбивано в поясе Койпера 550—1240 неизвестна
Варда Кьюбивано в поясе Койпера 500—1130 266,4±6,4
2005 RN43 Кьюбивано в поясе Койпера ~730 неизвестна
2003 VS2 Плутино в поясе Койпера ~725 неизвестна
2007 JJ43 Неизвестна (пояс Койпера) 609—730 неизвестна
2004 GV9 Кьюбивано в поясе Койпера ~677 неизвестна
2002 TC302 Объект рассеянного диска 590—1145 1500
2003 AZ84 Плутино в поясе Койпера 573—727 неизвестна
2004 XA192 Кьюбивано в поясе Койпера 420—940 неизвестна
2010 RE64 Кьюбивано в поясе Койпера 380—860 неизвестна
2010 RF43 Кьюбивано в поясе Койпера ~613 неизвестна
Хаос Кьюбивано в поясе Койпера ~600 неизвестна
2007 UK126 Объект рассеянного диска ~600 неизвестна
2003 UZ413 Кьюбивано в поясе Койпера ~591 неизвестна
2006 QH181 Объект рассеянного диска 460—1030 неизвестна
2010 EK139 Объект рассеянного диска 470—1000 неизвестна
2010 KZ39 Объект рассеянного диска 440—980 неизвестна
2001 UR163 Объект рассеянного диска ~636 неизвестна
2010 FX86 Объект рассеянного диска ~598 неизвестна
2013 FZ27 Объект рассеянного диска ~595 неизвестна
2012 VP113 Объект рассеянного диска ~595 неизвестна
2008 ST291 Объект рассеянного диска ~583 неизвестна
2005 RM43 Объект рассеянного диска ~580 неизвестна
1996 TL66 Объект рассеянного диска 575±115 200
2004 XR190 «Баффи» Объект рассеянного диска 425—850 60—480
2004 NT33 Кьюбивано в поясе Койпера 423—580 неизвестна
2004 UM33 Кьюбивано в поясе Койпера 340—770 неизвестна
2002 XW93 Объект рассеянного диска 565—584 неизвестна
2004 TY364 Кьюбивано в поясе Койпера ~554 неизвестна
2002 XV93 Плутино в поясе Койпера ~549 неизвестна

Статус Харона, который сейчас рассматривается как спутник Плутона, остаётся неокончательным, так как в настоящее время нет точного определения по разграничению планет со спутником от двойных планетных систем. Проект резолюции (5), опубликованный МАС, указывает, что Харон может рассматриваться как планета, потому что:

  1. Харон сам по себе удовлетворяет критериям по размерам и форме для статуса карликовой планеты.
  2. Харон, по причине его большой массы по сравнению с Плутоном, обращается с Плутоном вокруг общего центра масс, расположенного в космосе между Плутоном и Хароном, а не вокруг точки, находящейся внутри Плутона.

Этого определения, однако, нет в окончательном решении МАС. Неизвестно также, появится ли оно в будущем. Если подобное определение будет одобрено, Харон будет рассматриваться как карликовая (двойная) планета. Для скорейшего решения этого вопроса сейчас обсуждается принятие в качестве дополнительного критерия — приливной взаимозахват или синхронность вращения обоих компонентов двойной системы.

Помимо Харона и всех остальных кандидатов-транснептуновых объектов, три крупных объекта в поясе астероидов (Веста, Паллада и Гигея) должны будут классифицироваться как карликовые планеты, если окажется, что их форма определяется гидростатическим равновесием. К настоящему времени это убедительно не доказано.

11 октября 2016 г. астрономы из американского Мичиганского университета заявили об открытии в Солнечной системе новой карликовой планеты. Ей присвоено название название 2014 UZ224. Впервые они обнаружили «карлика» ещё в 2014 г., однако на протяжении двух лет научная группа вела наблюдения за обнаруженным объектом. По расчетам ученых планета находится на расстоянии 38-180 астрономических единиц от Солнца. Полный оборот вокруг нашего светила планета-карлик совершает за 1136 лет.

Карликовые планеты — объяснение для детей

Основное определение дает Международный астрономический союз (МАС). Согласно ему, планета должна вращаться вокруг Солнца, обладать достаточной гравитацией, чтобы стать сферой и очистить орбиту от мелких объектов. Особенно важным будет последнее требование. Гравитация притягивает или отталкивает другие объекты в своей орбите. У карликов ее недостаточно, чтобы соответствовать.

На 2015 год МАС признает и перечисляет 5 карликовых планет: Церера, Плутон, Эрида, Хаумеа и Макемаке. Есть также и кандидаты (Седна и Кваваре), расположенные за орбитой Плутона, и объект 2012 VP113, обладающий одной из наиболее отдаленных орбит. НАСА считают, что есть, по крайней мере, еще 100 карликов, ожидающих своего обнаружения.

Размеры известных карликовых планет

Но споры о статусе Плутона подогреваются с каждым годом. Причем миссия Новые Горизонты может сыграть в этом главную роль.

Многие считают требование с «очисткой орбиты» чем-то абсурдным и неправильным. Заступился за Плутон и ученый Алан Стерн. В конце 2014 года в Гарвард-Смитсоновском университете провели трансляцию «Что такое планета?», после чего аудитория проголосовала за планетарный статус Плутона.

Церера

Начать объяснение для детей стоит с того, что Церера — самая ранняя и маленькая карликовая планета. Ее в 1801 году нашел астроном из Италии Джузеппе Пьяцци. Занимает в диаметре 950 км, а масса достигает лишь 0.015% земной.

Она настолько крошечная, что классифицируется сразу как карлик и астероид. Составляет ¼ массы всех астероидов, но проигрывает в размере Плутону. Обладает практически круглым телом и скалистым составом с возможностью наличия водяного льда. В 2014 году был замечен выброс водяного пара из двух участках карлика.

Плутон

Плутон — наиболее известный и популярный по обсуждениям карлик. Его открыли в 1930 году, и как планета продержался до 2006 года. Его орбита необычна, потому что периодически становится к Солнцу ближе Нептуна.

Хотя он достигает лишь 0.2% земной массы и 10% массы нашей Луны, но его гравитации хватает, чтобы удерживать 5 спутников. Контакт с огромной луной Хароном заставляет ученых рассматривать их как двоичную систему, потому что они совершают вращение вокруг точки между собою.

Эрида

Когда-то Эриду считали самым крупным карликом (на 27% больше массы Плутона) с диаметром в 2300-2400 км. Именно она заставила МАС по-новому взглянуть на определение планет. Ее орбита неустойчива, поэтому Эрида пересекает маршрут Плутона и даже Нептуна. На орбитальный путь тратит 557 лет. В самой отдаленной точке выходит за границу пояса Койпера.

Хаумеа и Макемаке

Наименования им присвоили недавно

Хаумеа привлекает внимание формой – эллипсоид, что является одним из планетарных критериев. Из-за быстрого вращения она вытянута, а по массе в три раза меньше Плутона

На осевой оборот уходит 4 часа, что может объясниться ранним столкновением. На ней также есть красное пятно и слой кристаллического льда. Это единственный объект в поясе Койпера (не считая Плутона), располагающий несколькими лунами.

Макемаке также интересен, ведь у него нет спутника. Из-за этого тяжело определить его массу, хотя диаметр на 2/3 меньше чем у Плутона. Интересно, что если бы не появились новые требования от МАС, то Макемаке мог бы считаться планетой.

Плутоиды

Плутон, Хаумеа, Эрида и Макемаке называют плутоидами. Это подразделение карликов с орбитой вне Нептуна. Иногда их еще именуют ледяными карликами из-за мороза на поверхности и маленького размера. Внешние планеты демонстрируют свой контакт с плутоидами. Например, самая крупная луна Нептуна Тритон может оказаться плутоидом.

Если хотите дополнить характеристику карликовых планет, то всегда можно воспользоваться 3D-моделью Солнечной системы на сайте и рассмотреть карты карликовых планет, особенности их поверхности и движение по орбите вокруг Солнца. Также детям было бы интересно посмотреть на миры в онлайн телескоп в режиме реального времени, но они слишком маленькие и далеко расположены для такого наблюдения. Поэтому рассмотрите фото, картинки и изображения от космических аппаратов.

Объекты за орбитой Нептуна:

  • Карликовые планеты
  • Пояс Койпера
  • Облако Оорта
Планеты

Физико-химические характеристики

Планетарный карлик имеет необычную форму. В отличие от сферических собратьев он вытянут в продольном направлении и напоминает яйцо. Вычислить диаметр Хаумеа  помог  космический телескоп Спитцер,  работающий в инфракрасном диапазоне. С его помощью вычислили, что продольных размер планеты составляет 1960 км, тогда как поперечный – 996 км. Форму эллипсоида тело приобрело из-за невероятно быстрого вращения вокруг свое оси. Сутки здесь длятся чуть меньше четырех часов.

Масса Хаумеа составляет около 4*1021 кг, что в тысячи раз меньше массы Земли. Эта карликовая планета самый плотный компонент пояса Койпера. Значение этого показателя находится в пределах 1,8-1,89 г/куб. см.

Основные характеристики объектов

По отношению к карликовым планетам есть требования со стороны Международного астрономического союза. Объекты должны строго соответствовать им. Иначе, они не могут назваться карликовыми планетами, а должны иметь иное наименование. Итак, рассматриваемые объекты соответствуют следующим требованиям:

  • имеют вес, позволяющий поддерживать гидростатическое равновесие, и обладают сферическим внешним видом;
  • не способны очистить окрестности собственной орбиты от иных космических объектов;
  • вращаются вокруг Солнца;
  • не должны являться спутниками других планет.

В наши дни известно лишь шесть карликовых планет. В их число входит Седна, Эрида, Макемаке, Хаумеа, Плутон и Церера. Каждый из перечисленных объектов отличается от другого также сильно, как и «большие» планеты между собой.

Удалось подвергнуть исследованию лишь два из шести «карликов». Одна из межпланетных станций НАСА до сих пор находится на орбите одной карликовой планеты — Цереры. Были получены высококачественные снимки поверхности небесного тела. Фотографии сделаны станцией AMC Dawn. Это передовой космический аппарат. Его двигатели функционируют на ионной тяге. Поэтому с помощью AMC Dawn стало возможным изучение сразу нескольких космических объектов.

Именно этот аппарат впервые в истории вышел на орбиту астероида, собрал всю необходимую о нем информацию. После чего он удалился для исследования следующего небесного тела — карликовую планету Церера. Применение этой автоматической станции позволило сделать прорыв в сфере изучения главного пояса астероидов. AMC Dawn создал точную и подробную карту поверхности астероидов и карликовых планет.

Два года назад космический аппарат «Новые горизонты» впервые сблизился с наиболее крупным из шести объектов — Плутоном. В результате были также получены снимки его поверхности. Внешний вид остальных карликовых планет на сегодняшний день человечеству не известен.

Список рассматриваемых объектов может пополниться. У астрономов есть около сорока кандидатов на получения титула «карликовая планета». Все они расположены за пределами Нептуна. Но однозначных данных об этих объектах нет. Поэтому пока их официально не причисляют к карликовым планетам. Есть также мнение, что в поясе Койпера, облаке Оорта и рассеянном диске расположено не менее двух тысяч объектов рассматриваемого типа.

Можно с уверенностью заявить, что существуют и внесолнечные карликовые планеты. Но в наше время они вряд ли будут открыты. Современные телескопы не дают такой возможности. Но наука не стоит на месте. Возможно в ближайшем будущем мы узнаем много интересного.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector