Давайте разберемся: что такое «карликовая планета»?

4 927 просмотров
Об авторе

Карликовые планеты

Термин «карликовая планета» приобрел неслыханную популярность за последние пару лет. В рамках трехсторонней категоризации объектов, вращающихся вокруг Солнца, этот термин был принят на вооружение в 2006 году из-за открытия объектов за орбиту Нептуна, сопоставимых по размерам с Плутоном. С тех пор он стал использоваться для описания многих объектов в Солнечной системе, перевернув старую систему классификации, в которой было девять планет.

Также этот термин породил путаницу и противоречия, в частности, связанные с применением его в отношении тел вроде Плутона. Тем не менее Международный астрономический союз (МАС) признает пять тел в пределах нашей Солнечной системы карликовыми планетами, еще шесть будут определены в ближайшие годы и порядка 200 таких тел может быть в пределах пояса Койпера.

Определение

Согласно определению, принятому МАС в 2006 году, карликовая планета — это «небесное тело на орбите звезды, которое достаточно массивно, чтобы округляться за счет собственной гравитации, но не очищать ближайший регион от планетезималей, и не является спутником. Кроме того, оно должно обладать достаточной массой для преодоления предела прочности на сжатие и достижения гидростатического равновесия».

В сущности, этот термин означает любой объект с планетарной массой, не являющийся ни планетой, ни естественным спутником, который отвечает двум базовым критериям. Во-первых, он должен быть на прямой орбите Солнца и не являться луной вокруг другого тела. Во-вторых, он должен быть достаточно массивным, чтобы обрести сферическую форму под действием собственной силы тяжести. И, в отличие от планеты, он не должен очищать окрестности вокруг своей орбиты.

Размер и масса

Для того чтобы тело округлилось, оно должно быть достаточно массивным, чтобы гравитация стала доминирующей силой, влияющей на форму тела. Порожденное этой массой внутреннее давление приведет к тому, что поверхность станет пластичной, будет сглаживать высокие подъемы и заполнять впадины. С мелкими телами размером менее километра в диаметре такого не происходит (вроде астероидов), ими управляют силы за пределами их собственных гравитационных сил, которые, как правило, поддерживают неправильные формы.

Койпер

Крупнейшие известные транснептуновые объекты (ТНО)

Между тем, тела в несколько километров поперечником — когда сила тяжести существенная, но не доминирующая — принимают форму сфероида или «картошки». Чем больше тело, тем выше его внутреннее давление, пока не станет достаточным, чтобы преодолеть внутреннюю силу сжатия и достичь гидростатического равновесия. В этот момент тело становится настолько круглым, насколько вообще может быть, учитывая его вращение и приливные эффекты. Это определение предела карликовой планеты.

Тем не менее вращение также может повлиять на форму карликовой планеты. Если тело не вращается, оно будет сферой. Чем быстрее оно вращается, тем более вытянутым или разносторонним оно станет. Экстремальный пример такого — это Хаумеа, которая почти в два раза длиннее на основной оси, чем на полюсах. Приливные силы также приводят к тому, что вращение тела постепенно становится приливно заблокированным, и тело остается обращенным к компаньону одной стороной. Крайний пример такой системы — Плутон — Харон, оба тела приливно заблокированы между собой.

Верхние и нижние пределы размера и массы карликовых планет МАС не определяет. И хотя нижняя граница определяется достижением равновесной гидростатической формы, размер или масса, при которой этот объект достигает такой формы, зависит от его состава и термической истории.

К примеру, тела из жестких силикатов (вроде каменистых астероидов) должны достигать гидростатического равновесия при диаметре порядка 600 километров и массе 3,4 х 10^20 кг. Для менее жесткого тела из водного льда такой предел будет ближе к 320 км и 10^19 кг. В результате на сегодняшний день не существует конкретного стандарта для определения карликовой планеты в зависимости от ее размера или массы, а вместо этого он обычно определяется на основе его формы.

Орбитальное положение

В дополнение к гидростатическому равновесию, многие астрономы настояли о проведении черты между планетами и карликовыми планетами на основе их неспособности «очищать окрестности своей орбиты». Короче говоря, планеты могут убирать меньшие тела рядом со своими орбитами путем столкновения, захвата или гравитационного возмущения, тогда как карликовые планеты не обладают необходимой массой, чтобы достичь этого.

Для расчета вероятности того, что планета очистит свою орбиту, планетологи Алан Штерн и Гарольд Левинсон представили параметр, который они обозначают буквой «лямбда».

Этот параметр выражает вероятность столкновения в зависимости от заданного отклонения орбиты объекта. Значение этого параметра в модели Штерна пропорционально квадрату массы и обратно пропорционально времени и может быть использовано для оценки потенциала тела очищать окрестности своей орбиты.

Астрономы вроде Стивена Сотера, ученого Нью-Йоркского университета и научного сотрудника Американского музея естественной истории, предлагают использовать этот параметр для проведения черты между планетами и карликовыми планетами. Сотер также предложил параметр, который он называет планетарным дискриминантом — обозначается буквой «мю» — который рассчитывается путем деления массы тела на общую массу тел других объектов на той же орбите.

Признанные и возможные карликовые планеты

В настоящее время есть пять карликовых планет: Плутон, Эрис, Макемаке, Хаумеа и Церера. Только Церера и Плутон наблюдались достаточно, чтобы быть бесспорно вписанными в эту категорию. МАС постановил, что безымянные транснептуновые объекты (ТНО) с абсолютной величиной ярче, чем +1 (и математически ограниченные минимальным диаметром в 838 км) должны быть причислены к карликовым планетам.

Плутон

Плутон

Возможные кандидаты, которые находятся в настоящее время под рассмотрением, включают Орк, 2002 MS4, Салацию, Квавар, 2007 OR10 и Седну. Все эти объекты расположены в поясе Койпера; за исключением Седны, которая рассматривается отдельно — отдельным классом динамических ТНО во внешней Солнечной системе.

Вполне возможно, что в Солнечной системе есть еще 40 объектов, которые могут быть справедливо обозначены карликовыми планетами. По оценкам, до 200 карликовых планет могут найти в поясе Койпера после его изучения, а за пределами этого пояса их число может превзойти 10 000.

Разногласия

Сразу после решения МАС касательно определения планеты, ряд ученых выразил свое несогласие. Майк Браун (лидер группы Калтеха, которая обнаружила Эрис) соглашается с сокращением числа планет до восьми. Тем не менее ряд астрономов вроде Алана Штерна высказали критику по поводу определения МАС.

Штерн утверждает, что, подобно Плутону, Земля, Марс, Юпитер и Нептун тоже не полностью очищают свои орбитальные зоны. Земля вращается вокруг Солнца с 10 000 околоземных астероидов, которые по оценке Штерна противоречат очищению орбиты Земли. Юпитер, между тем, сопровождается 100 000 троянских астероидов на своем орбитальном пути.

В 2011 году Штерн ссылался на Плутон как на планету и считал другие карликовые планеты вроде Цереры и Эрис, а также крупные луны, дополнительными планетами. Тем не менее другие астрономы утверждают, что хотя крупные планеты и не расчищают свои орбиты, они полностью контролируют орбиты других тел в пределах своей орбитальной зоны.

Другое спорное применение нового определения планет касается планет за пределами Солнечной системы. Методы выявления внесолнечных объектов не позволяют определить напрямую, «очищает ли объект орбиту», только косвенно. В результате в 2001 году МАС утвердил отдельные «рабочие» определения для внесолнечных планет, включающие такой сомнительный критерий: «Минимальные масса/размер, необходимые для того, чтобы считать внесолнечный объект планетой, должны соответствовать параметрам, принятым для Солнечной системы».

Несмотря на то, что за принятие такого определения планет и карликовых планет высказались далеко не все члены МАС, NASA недавно объявило, что будет использовать новые руководящие принципы, установленные МАС. Тем не менее споры о решении 2006 года пока не прекращаются, и мы вполне можем ожидать дальнейшего развития событий на этом фронте, когда будет обнаружено и определено больше «карликовых планет».

По меркам МАС довольно просто определить карликовую планету, но вписать Солнечную систему в трехуровневую систему классификации будет все сложнее по мере расширения нашего понимания Вселенной.

Давайте разберемся: что такое «карликовая планета»?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

16 комментариев

  1. designer_andrew

    Всегда умиляла логика астрономов: считать Плутон не планетой. Это как говорить: сервелат - это вовсе не колбаса. Это копченая колбаса!
    По-моему планета - всегда планета, а карликовая она или гигантская - дело десятое :)

    • Alexx

      Если Плутон продолжить считать планетой, то придётся добавить ещё десяток таких же малявок за ним, дальше от Солнца. некоторые даже крупнее Плутона, причём.
      Это глупо, растягивать список планет мелочёвкой.

      • designer_andrew

        Да, придется, но это будет правильно.
        Иначе уже получается нечто странное. Между Плутоном и Землей разница не столь значительная, как между Юпитером, который, между тем, считается планетой, хотя являясь по сути недозвездой - таким же газовым гигантом, без твердой поверхности, только что недостаточно массивным, чтобы возникла термоядерная реакция.

        • Rambler

          К Юпитеру нужно добавить еще несколько десятков юпитеров для того чтобы он стал звездой.

      • casio

        Все звезды считаются звездами, вне зависимости от их размера , температуры и светимости. Просто есть куча дополнительных спецификаций, по которым их и разделяют. И никого не волнует, то, что звезд миллиарды. А солнце между тем тоже мелочь по сравнению с другими звездами. У нас есть несколько видов тел - астероиды, кометы, звезды, планеты, квазары. Глупо растягивать список тел ещё одним классом.

        • Rambler

          Солнце функционально является звездой, а вот Плутон двигается как комета. И да, если рядом с объектом наблюдения болтается целый рой сравнимых объектов то это не планета а заготовка планеты.

  2. chack

    А является ли планетой капля воды, вращающаяся вокруг Солнца? :) Она же круглая, удовлетворяет всем критериям карликовой планеты.

    • casio

      она круглая не из за массы , а из за поверхностного натяжения. Соответственно планетой быть не может.

    • Rambler

      Капля воды это капля воды с незначительной массой.

  3. Uglik

    Небольшое замечание - планета Eris (которую в 2005 сочли 10-й планетой солнечной системы) по русски называется Эрида, а не Эрис.

  4. Nikolay-01

    Плутон должен быть признан планетой, т.к. он соответствует всем требованиям к планете. Плутон лишили звания планеты из-за Харона, посчитав, что Плутон - Харон это скорее двойная планета и что Плутон не расчищает свою орбиту от других массивных тел. Но это не так, Плутон как раз расчищает свою орбиту. В данный момент Плутон притягивает к себе Харон и поглотит его, их гравитосферы уже сливаются в одну единую гравитосферу. Через некоторое время Харона не будет, а Плутон поглотив Харон станет еще массивнее. Затем, то же самое будет и с другими спутниками Плутона.

    • Rambler

      Согласно новым определениям планеты Плутон не может считаться планетой. Планета не должна пересекать орбиты других планет и не должна быть сильно вытянутой.

  5. advas

    Меня одного фотография Плутона напомнила "звезду смерти"? (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  6. botancik

    не серьезно так делить планеты.
    есть солнечная система - солнце это точка. как можно не щитать планетой тело с ядром это думаю главное. 2 если оно обращается пускай и очень медленно (если тело вращается присутствует гравитация). и самое главное если есть сияние - шапка (тем планета тяжелей чем дают разщеты))))
    для меня так. а мусор притягиает.... а земля притягивает? может и на землю у них есть название????? только его шопотом нужно произносить?))))) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.