Уральская B.C. (ГАИШ МГУ) Сагитовские чтения-2007

Физические свойства карликовых планет Доклад

26-ая Ассамблея Международного астрономического союза, которая состоялась в Праге в 2006 г. приняла решение о введении нового класса небесных тел, а именно, карликовых планет. Сегодня мы не будем обсуждать вопрос о том, является ли этот вопрос решенным окончательно или он будет пересматриваться и уточняться, насколько он проработан, тем более он вызвал возражения многих астрономов по различным соображениям, исторического, мировозренческого характера, по этичным соображениям и т.д. Но то, что этот вопрос назрел не вызывает сомнений.

Возмущения в движении Урана и Нептуна объясняли существованием планеты за орбитой Нептуна и поиском ее занимались многие астрономы. Поэтому открытый в 1930 г. Плутон был сразу причислен к планетам. Однако после определения массы и орбиты Плутона оказалось, что он не может быть планетой X, которую искал Лоуэлл и другие, из-за малой массы и орбиты. Астрономы видели, что Плутон не вписывался в общую картину образования Солнечной системы, согласно которой твердые и менее массивные планеты образовались ближе к Солнцу, а газовые гиганты сформировались из планетезималий в более далеких окрестностях Солнечной системы. Плутон движется не в плоскости движения всех классических планет, его орбита имеет значительный наклон к плоскости эклиптики

Плутон в своем движении вокруг Солнца иногда находится ближе к Солнцу, чем Нептун (например, с 1979 по 1999 г.), т.е. в проекции на плоскость эклиптики эти орбиты пересекаются, хотя в действительности этого не происходит из-за большого наклона орбиты Плутона к эклиптике.

Однако статус большой планеты за Плутоном был оставлен. В конце 20-го века ситуация существенно изменилась. Причины, приведшие к изменению статуса Плутона следующие:

1. За орбитой Нептуна открыт второй пояс ледяных тел - Пояс Койпера, или так называемые транснептунные объекты

2. Открыто множество объектов, движущихся на орбитах, подобных орбите Плутона, т.е. в резонансе 2:3 с Нептуном, но меньших размеров.

3. Открыт объект, по размеру превышающий Плутон - Эрида

MAC организовал Рабочую группу Международного Астрономического Союза (IAU Working Group : " Definition of a Planet "), возглавляемая И.Уильямсом (Iwan Williams ). В Интернете была организована полемика, которая позволяла в течение нескольких лет высказывать свои предложения и пожелания.

Новые определения классических планет, карликовых планет и малых тел Солнечной системы приведены на слайде.

■ " Классическая планета " - это небесное тело, которое (а) обращается вокруг Солнца,

(b) имеет достаточную массу, для того, чтобы самогравитация превосходила твердотельные силы и тело могло принять гидростатически равновесную (близкую к сферической) форму и

(c) очищает окрестности своей орбиты (т.е. рядом с планетой нет других сравнимых с ней тел)

Планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля, Марс Газовые гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун

■ "Карликовая планета" - небесное тело, которое

(a) обращается вокруг Солнца,

(b) имеет достаточную массу, для того, чтобы самогравитация превосходила твердотельные силы и тело могло принять гидростатически равновесную (близкую к сферической) форму,

(c) не очищает окрестности своей орбиты и

( d ) не является спутником (планеты).

Карликовые планеты Церера, Плутон, Эрида

■ Все остальные объекты, обращающиеся вокруг Солнца, охватываются понятием "Малые тела Солнечной системы". Это астероиды, кометы, почти все транснептунные объекты, исключая спутники планет.

Мы рассмотрим другую сторону вопроса, насколько гармоничной будет представляться наша Солнечная система, являются ли общими физические свойства всех трех карликовых планет, чтобы их объединить в один класс и чем этот класс отличается от других объектов Солнечной системы.

1 янв.1801г. Пиацци (Piazzi ) открыл Цереру, которая сразу была признана планетой, так как она удовлетворяла правилу Тициуса-Боде г=0.4+0.3х2п (а.е.), где п=0 - Венера, п=1 - Земля, п=2 - Марс, п=3 - Церера, п=4 Юпитер,... Через несколько лет оказалось, что таких объектов много и все они образуют тор, который был назван Главным астероидным поясом, а Церера - астероидом. В 2006 г. в третий раз был изменен статус Цереры и она была причислена к карликовым планетам. Как уже сказано, ее орбита находится между Марсом и Юпитером на среднем расстоянии а = 2.77 а.е. Эксцентриситет орбиты е = 0.08 приводит к тому, что расстояние изменяется от 2.5 до 3 а.е. Наклон орбиты составляет i = 10°.6, период обращения 4.6 лет. Интересная особенность орбиты состоит в том, что перигелии и афелии Цереры и Марса находятся на противоположных сторонах от Солнца. Такая особенность орбиты присутствует еще у некоторых больших астероидов Главного пояса.

О физических свойствах планеты еще мало что известно. Размер Цереры почти 1000 км, а именно, 975x909 км, т.е. она имеет почти сферическую форму, плотность 2.08 г/см. Альбедо 0.13. Масса 9.5 х 10 кг

2 1

составляет почти - 1/3 массы Главного пояса (3.0±0.2)хЮ. Поверхность Цереры относительно теплая и она может иметь тонкую атмосферу и лед. Температура на поверхности от 167 до 235 градусов Кельвина, максимальная температура, зафиксированная на поверхности равна -38° С. Внутреннее строение предполагает дифференцированную структуру - каменное ядро и ледяную мантию толщиной 60 - 120 км, которая содержит 200 млн.куб.км воды, т.е. количество пресной воды больше земной. Космический телескоп Хаббла HST открыл два темных пятна, один с загадочно яркой областью, природа которой неизвестна. Предположительно, эти особенности на поверхности являются кратерами.

На телескопе Кека получена карта отражающей поверхности (альбедо) в ближнем ИК-диапазоне. Различимы географические объекты размером от 40 до 160 км в поперечнике. Отражающая способность изменяется в пределах 12%. По мнению ученых, эти различия обусловлены и наличием сложного рельефа, и неоднородным химическим составом пород поверхности Цереры.

Направление оси вращения (на эпоху 2000 года) — 287° прямого восхождения и 69° склонения (точность ± 5°).

Для изучения физических свойств Цереры NASA планировало запуск космической миссии Рассвет (Mission Dawn ) в июне 2007 г. С помощью гравитационного маневра у Марса в 2009 г. сближение с Вестой должно произойти в 2011 г. , а с Церерой в 2015 г. Сейчас NASA объявило об отмене этой миссии из-за финансовых трудностей и технических проблем.

Наблюдения Цереры на большом телескопе Южной Европейской обсерватории в Чили намечены на ноябрь 2007 г.

Вторая карликовая планета Плутон может рассматриваться только как двойная планета. MAC нашел принципиальное отличие понятия двойной планеты от системы планета-спутник, а именно, в двойной планете центр масс системы находится в открытом космосе (Плутон - Харон), в системе планета-спутник он находится внутри планеты (Земля - Луна). Двойная планета движется на среднем расстоянии 39.5294 (а.е.), на вытянутой орбите с эксцентриситетом почти 0.25. Наклон орбиты 17.148(град) (к эклиптике). Орбитальный период 248.54 (лет). Период вращения 6.38725 (сут). Плутон и Харон движутся вокруг барицентра системы по круговым орбитам на расстоянии 19 640 км друг от друга. Наклон орбиты к плоскости экватора Земли составляет 98.1. Период обращения Харона по орбите совпадает с периодом вращения Плутона вокруг оси и периодом вращения Харона, т.е. Плутон и Харон всегда обращены друг к другу одними своими сторонами. Диаметр Плутона равен 2306 км, Харона 1250 км.

Физические свойства Плутона. Температура на поверхности от -220 до -240°С. Поверхность покрыта льдом из замороженного азота с небольшим количеством метана. В некоторых районах на поверхность выходит водяной лед и даже немного льда монооксида углерода (угарного газа). Желтовато-розоватый оттенок придают оседающие из атмосферы частички сложных органических соединений, образующиеся из атомов углерода, азота, водорода и кислорода под воздействием солнечного света.

Вдоль поверхности замечены сильные перепады яркости. Визуальное геометрическое альбедо изменяется от 0.49 до 0.66. О внутреннем строении можно судить по низкой средней плотности 1,7 г/смЗ, т.е. Плутон состоит на 1/3 из каменных горных пород и на 2/3 из водяного льда. Каменное ядро диаметром 1 500 км окружено слоем водяного льда толщиной 400 км. Атмосфера обнаружена в 1988 г. Состоит из азота с примесью метана и угарного газа. Давление ничтожное 0,3 паскаля. Слабое гравитационное поле не в состоянии удерживать атмосферу, и она постоянно улетучивается в космос, на ее место приходят новые молекулы, испаряющиеся с ледяной поверхности, т.е. для Плутона характерна «кометная» природа атмосферы. Самые большие изменения в атмосфере связаны с сезонами. В зимний период - замораживание атмосферы. Увеличение температуры азотного льда на поверхности планеты всего на 2° приводит к возрастанию массы атмосферы в 2 раза. «Летний» период сохранится и в 2015 г., когда КА «Новые горизонты» приблизится к Плутону.

В 2006 г. открыты два новых спутников Плутона. Объекты, предварительно названные S/2005 Р1 и S/2005 Р2, получили названия Никта и Гидра наблюдались с помощью космического телескопа Хаббла. При условии, что орбиты являются круговыми и расположены в плоскости орбиты Харона, были вычислены их размеры и периоды обращения спутников вокруг Плутона. Для первого спутника большая полуось круговой орбиты составляет примерно 64700 км, период Р = 38.2 суток. Для второго спутника S/2005 Р2 большая полуось круговой орбиты составляет 49400 км, а период обращения 25.5 суток. Если предположить, что спутники имеют отражательную способность 4%, как у самых темных ядер комет, то диаметр большего из спутников Гидры составляет 160 км. При альбедо, характерном для Кентавров, а именно 15%, размер спутника - 80 км; если же альбедо такое, как у Харона 38%, то диаметр спутника составляет 52 км. Спутник Никта на 25% слабее первого, и при условии, что отражательные способности у них одинаковы, размер второго спутника на 10% или 15% меньше первого. Поиск неизвестных спутников в зоне орбитальной устойчивости, составляющей (±100") вокруг Плутона, не показали каких-либо потенциальных спутников ярче, чем видимая величина V =27.1.

Харон покрыт водным льдом, а не метаново-азотным, как Плутон Спутники Никта и Гидра нейтрально серые как Харон, не имеют фотометрических вариаций, повидимому сферической формы (D РП =170 км, DPIII = 110 км).

Предполагается общее происхождение системы гигантским столкновением с прото-Плутоном, в результате которого Харон получил эксцентрическую орбиту. В дальнейшем приливное взаимодействие привело к резонансным, компланарным и почти круговым орбитам Харона, Никты и Гидры, а также синхронизации вращения Харона с орбитальным движением и с вращением Плутона.

В июле 2005 г. М.Браун, Ч.Трухильо и Б.Рабинович сообщили об открытии еще трех крупных транснептунных объектов 2003 UB 313, 2005 FY 9 и 2003 EL 61 (табл.2). Самый большой из них 2003 UB 313 имеет абсолютную величину H = -1.48, т.е. он ярче Плутона, для которого H = -1.0

Оказалось, что это объект рассыпающего пояса (Scattered - Belt object ) с орбитой, имеющей большую полуось 67.66 а.е., эксцентриситет 0.44 и большой наклон 44°.2 к плоскости эклиптики. Объект был обнаружен почти в афелии - на самом дальнем расстоянии от Солнца 97 а.е. - и имел видимую величину V = 18.5. Период обращения объекта вокруг Солнца составляет 560 лет, поэтому он достигнет ближайшего расстояния от Солнца в перигелии 37.8 а.е. только в 2257 г.

Видимая фотометрия на 1.3-м SMARTS телескопе и инфракрасная фотометрия (Gemini North Observatory ) показали очень высокую отражательную способность. Космический телескоп Хаббла уточнил геометрическое альбедо и размер Эриды. Отражательная способность из-за замерзшего метана составляет 0.85 ± 0.07. Размер Эриды превышает диаметр Плутона только на 5% и составляет примерно (2400 ± 100) км (диаметр Плутона 2306 км).

В спектре ближней инфракрасной области Эриды доминируют линии абсорбции метана, т.е. объект в значительной степени подобен Плутону. Его поверхность покрыта твердым замерзшим метаном и представляет собой смесь камня и льда. В ближней инфракрасной области присутствуют линии азота N 2 и окиси углерода СО, свойственные Плутону, а также линии углекислого газа СО2, присутствующие на Тритоне.

Основным отличием в видимой части спектра является то, что поверхность Плутона в среднем красная, в то время как новый объект почти серый. Различие можно объяснить тем, что новый объект на расстоянии в 3 раза большем, чем Плутон, является более холодным, и метановый лед более равномерно покрывает поверхность. Поэтому альбедо более однородно по поверхности и равно или выше, чем у Плутона. Открытие объекта на таком большом расстоянии от Солнца (97 а.е.) представляет более низкотемпературную лабораторию для изучения явлений, свойственных Плутону - замораживание атмосферы, химию льда, фазовые переходы азота. Температурные вариации от афелия к перигелию даже более экстремальны, чем у Плутона.

В сентябре 2005 г. на обсерватории Кека с помощью адаптивной оптики обнаружили слабый спутник у объекта 2003 UB 313. Он находился на расстоянии 0".53 от главного тела и имел видимую величину на 4 Ш.43 меньше, т.е. в 60 раз слабее основного тела. Примерный диаметр спутника 350 км.

На телескопе Кека получены изображения самых крупных транснептунных объектов. Три из четырех имеют спутники. Два объекта причислены к карликовым планетам. Рассмотрим, могут ли другие два объекта также быть причислены к карликовым планетам.

Следующий по яркости объект 2005 FY 9 оказался классическим объектом пояса Койпера с большой полуосью орбиты 45.7 а.е., эксцентриситетом 0.15 и наклоном 29°. Период обращения вокруг Солнца составляет 309 суток. Размер 1500 км при альбедо Плутона. Спектр подобен Плутону. Доминируют линии твердого метана, причем линии метанового льда сильнее, чем у Плутона. Красный цвет указывает на присутствие органических молекул. Присутствие азота и угарного газа. Возможна атмосфера, сравнимая с атмосферой Плутона. Возможный кандидат в карликовые планеты.

Объект 2003 EL 61 - четвертое по яркости тело после 2003 UB 313, Плутона и 2005 FY 9. Это типичный классический объект пояса Койпера с большой полуосью его орбиты 43.3 а.е., эксцентриситетом 0.19 и наклоном орбиты к плоскости эклиптики 28°.2. Орбитальный период составляет 286 лет.

Однако период вращения тела 2003 EL 61 порядка четырех часов оказался очень необычен для большого тела размером более 100 км. Даже твердое тело среднего размера существенно деформируется при вращении с такой высокой скоростью. Тело является сильно вытянутым эллипсоидом с наибольшей осью 1960 км и альбедо 0.6 - 0.7. Объект 2003 EL 61 является третьим телом после Плутона и Эриды, который покрыт замерзшим метановым и водяным льдом и имеет относительно нейтральный цвет, в котором имеются вкрапления более темного и более красного материала.

Наблюдения на телескопе Кека показали присутствие двух спутников объекта 2003 EL 61на почти круговой орбите с периодами

2 1

обращения 49 и 25 дней. Была определена масса системы 4.21x10 кг, что составляет 32% от массы Плутона. Спутники очень малы, масса составляют всего 1% от массы тела. Спектры в инфракрасной области, полученные на 8-м телескопе Джемини и 10-м телескопе Кека, показали явное наличие линий водяного льда на спутнике. Однако изучение орбиты спутника у астероида 2003 EL 61 показало, что система находится только в 4 градусах от положения, когда она была ребром к наблюдателю (Рис.7). Взаимные покрытия и затмения в системе происходили в 1999 г. и не будут происходить еще 133 года до 2138 г.

Еще более слабый спутник Санты, который имеет временное обозначение S /2005 (2003 EL 61) 2, найден на снимках, полученных на обсерватории Кека в июне 2005 г. (IAUC 8636). Яркость второго спутника транснептунного объекта 2003 EL 61 составляет всего 1.5% от яркости основного тела. Был вычислен период обращения этого спутника вокруг основного тела в предположении круговой орбиты. Он составил 34.7 суток. Интересно, что два спутника обращаются вокруг основного тела не в одной плоскости, как можно было бы предположить. Плоскости орбит двух спутников наклонены друг к другу под углом (39 ± 6) градусов. Для более точного определения параметров орбиты второго спутника требуются дополнительные наблюдения.

КА Новые горизонты запущен в 2006 г., с помощью гравитационного маневра у Юпитера в 2007 г. он достигнет Плутона в 2015 г. В его задачи входит изучение состава атмосферы Плутона и процессов в ней происходящих. Геологические структуры Плутона и Харона и химический состав материала поверхности планеты и ее спутника. Взаимодействие потока заряженных частиц, выброшенных Солнцем (солнечного ветра), с атмосферой Плутона и с какой скоростью атмосферные газы улетучиваются в космос.

Полет через пояс Койпера может занять еще от трех до шести лет, когда продолжится изучение других тел - остатков древнейшего материала, сохранившегося со времени образования планет Солнечной системы.

Обработка научных данных в двух оперативных научных центрах — имени Томбо в Боулдере (Колорадо) и имени Кристи в Лореле (Мэриленд), названных в честь первооткрывателей Плутона и его спутника Харона.

Итак, общие свойства карликовых планет следуют из самого определения - тела обладают достаточной массой, чтобы тело могло принять гидростатички равновесную форму. Нижняя граница массы и размер тела не определены, но для трех указанных тел она порядка 10 21- 1022 кг.

По орбитальным характеристикам они принадлежат различным классам орбит, а именно, Главному астероидному поясу, поясу Койпера и рассеянному поясу, т.е. тела, подвергшиеся дифференциации слоев и переработке на основе происходящих внутри процессов, присутствуют во всех областях Солнечной системы. Этим они отличаются от астероидов и других транснептунных объектов, которые представляют собой остатки первичной материи, не подвергшийся переработке и сохранившихся в неизменном виде со времени образования Солнечной системы. Изучение процессов, кокторые могли привести к гидростатическому равновесию при разных условиях образования, освещенности, солнечного излучения и температур - выделяет эти объекты в один класс, число объектов которого может возрасти в ближайшие годы до 45 и более членов.

В Солнечной системе есть необычные тела, которые называются карликовые планеты. Эти объекты во многом схожи с полноценными планетами, но по некоторым параметрам все же уступают своим «старшим братьям». О них мало что известно и данная группа постоянно пополняется новыми объектами. Мы расскажем о шести известных на данный момент планетах-карликах Солнечной системы, их основных особенностях и различиях друг от друга. А также разберемся, почему же эти небесные тела не могут претендовать на звание полноценных планет.

Определение

По определению Международного астрономического союза, карликовые планеты – это небесные тела сферической формы, вращающиеся вокруг Солнца. Их «карликовость» объясняется малой массой и отсутствием гравитационной доминанты. Последнее означает, что на орбите такого объекта постоянно присутствуют мелкие небесные тела.

Сколько же карликовых планет в Солнечной системе? На этот вопрос пока ответить очень трудно. Ученые еще не до конца исследовали окраины нашей звездной системы, и, по их расчетам, там могут скрываться десятки и даже сотни подобных объектов. Но на данный момент официально признаны только 6 – Плутон, Церера, Эрида, Хаумеа, Макемаке и Седна. При этом Плутон перешел в эту группу из полноценных планет, а все остальные – из астероидов различных классов.

Где находятся карликовые планеты? Наибольшая концентрация планетарных карликов и претендентов на это звание наблюдается в поясе Койпера. Лишь Седна расположилась в облаке Оорта, а Церера – в астероидном скоплении между Марсом и Юпитером. За счет большой удаленности от Солнца и большому количеству небесных тел по соседству, эти объекты трудно изучать. Это объясняет тот факт, что большинство из них были открыты в 21 веке уже после изобретения мощных оптических систем.

В определении карликовых планет нет указаний на пределы массы и размера объекта, попадающего в эту группу. Даже если тело с подходящими параметрами будет больше Меркурия, оно будет считаться планетарным карликом. Однако, по мнению экспертов МАС, оно должно быть в размере не менее 800 км и весить более 5*10 20 кг.

По химическому составу все карликовые планеты разняться между собой. Но для всех представителей этой группы характерно наличие льда в поверхностном слое. Он может покрывать объект сплошной коркой или присутствовать в виде большого числа вкраплений в породах. Изучить внутреннее строение удалось только у Цереры, т.к. остальные карлики расположены слишком далеко от Земли.

Разберем кратко особенности каждой из карликовых планет

Крупнейший объект пояса Койпера был открыт в 1930 году. Свое официальное название он получил в честь древнеримского бога царства мертвых. До начала 2000-х годов Плутон имел статус девятой и самой маленькой планеты Солнечной системы. Но из-за своей слабой гравитации, не позволяющей расчистить орбиту от астероидов, он был переведен в группу планетарных карликов.

Среди остальных объектов данной группы он обладает наибольшим размером, а по массе уступает лишь Эриде. Поверхность Плутона состоит из камня и льдов метанового и азотного происхождения. Кроме того, в этой оболочке содержится множество углеводородных примесей, придающих телу коричневатый оттенок. Атмосфера Плутона разряжена и представляет собой испарения льдов.

Характеристики орбиты карликовой планеты весьма интересны. Траектория его движения вокруг Солнца представляет собой сильно вытянутый эллипс, поэтому в точке перигелия он более близок к центральной звезде, чем Нептун. Между телами возникает орбитальный резонанс в отношении 3:2. Среднее расстояние от Солнца до Плутона равняется 5,91 млрд. км.

У Плутона насчитывается 5 естественных спутников: Харон, Нюкта, Гидра, Цербер и Стикс. С крупнейшим из них – Хароном – планета движется вокруг общего центра масс. Поэтому сегодня оба тела считаются компонентами двойной планеты. Примечательно, что эта плутонова луна – один из претендентов на звание новой карликовой планеты Солнечной системы.

Небесное тело, названное в честь древнегреческой богини раздора, было открыто в 2005 году. Для его обнаружения американским астрономам пришлось изучать многочисленные снимки пояса Койпера, сделанные за последние 50 лет.

Расположена Эрида в области Рассеянного диска – удаленной части Солнечной системы, заполненной ледяными телами. Сама она также состоит из углеводородных льдов, которые, испаряясь, создают тонкую временную газовую оболочку.

Эрида – самая массивная планета-карлик. А по размерам она лишь немного уступает Плутону. Ее орбита имеет высокий коэффициент эксцентричности, а также сильно наклонена к плоскости эклиптики. Из-за таких орбитальных характеристик Эриду относят к обособленным транснептуновым объектам. Небесное тело удалено от Солнца в среднем на 10 млрд. км. из-за чего не его поверхности температура не поднимается выше -253°С.

Карликовая планета Хаумеа была открыта в 2005. От остальных ее отличает яйцевидная форма и невероятная скорость вращения вокруг собственной оси. Еще одна уникальная особенность Хаумеа – наличие колец и целого семейства малых тел, возникших в результате столкновения небесного тела с крупным астероидом.

Поперечный и продольный диаметр планетарного карлика сильно разнятся. У экватора Хаумеа почти равна Плутону, тогда как поперек – в два раза меньше его.

Расположена Хаумеа в поясе Койпера в 6,43 млрд. км от Солнца. На ее движение незначительно влияет гравитация Нептуна.

По составу этот карлик также представляет собой ледяное небесное тело. Его поверхность представляет собой толстый слой водяного льда с примесями минералов и углеводородов. Атмосферы Хаумеа не имеет.

Еще одна карликовая планета пояса Койпера. Была открыта почти одновременно с Эридой. Названа в честь богини изобилия, которой поклоняются аборигены острова Пасхи.

Из-за своей удаленности от Солнца Макемаке остается слабоизученным объектом. Пока не удается точно установить ее основные физические параметры, но по предварительным расчётам, она занимает четвертое место по размеру и пятое место по массе среди всех планет-карликов. Ее поверхность покрыта метановым льдом и полимерными углеводородами. Постоянной атмосферы у этого объекта пояса Койпера нет.

У Макемаке есть крошечный, очень тусклый спутник. Слабый блеск этой луны затрудняет ее доскональное изучение.

Единственная известная карликовая планета облака Оорта была открыта в ноябре 2003 года. Названа в честь богини морских зверей в эскимосской мифологии. Считается одним из наиболее удаленных тел Солнечной системы, что очень затрудняет ее исследование.

Известно, что по размерам и массе среди всех планет-карликов ей уступает только Церера. Поверхность Седны – слой метанового и водяного льдов. Постоянной атмосферы небесное тело не имеет. Точную температуру установить пока не удалось.

Из-за высокой эксцентричности орбиты и большой удаленности от Солнца год на Седне самый продолжительный среди известных объектов Солнечной системы. Он длится 11,5 тыс. лет.

Является крупнейшим объектом и единственной карликовой планетой в поясе астероидов. При этом по массе и размерам занимает последнее место среди своих соседей по группе. Была открыта раньше других карликов – в 1801 году. Свое название Церера получила в честь древнеримской богини плодородия.

Ее поверхность состоит из различных глинистых пород с примесями льда. Под ними залегает толстая ледяная мантия и мелкое каменное ядро. Атмосфера Цереры представляет собой разряженный водяной пар. Спутников у самой маленького карлика не обнаружено.

Таинственные планеты-карлики

Астрономы всего мира продолжают поиск новых планетарных карликов в Солнечной системе. На ее задворках совсем недавно были найдены два транснептуновых объекта, по всем параметрам подходящие под определение карликовых планет. Их именуют Гоблин и Farout.

Обе планеты входят в число самых далеких объектов нашей звездной системы. Гоблин удален от Солнца на 80 астрономических единиц, тогда как Фараут – на 125. Эти тела были найдены в рамках поисков таинственной планеты . Точных размеров и массы Гоблина и Farout ученым установить пока не удалось. Известно только, что они покрыты льдом неизвестного химического состава.

Эти таинственные небесные карлики лишь открывают целый ряд новых космических объектов. Вполне возможно, что МАС вновь пересмотрит критерии различных астрономических понятий и список планет, а также планетарных карликов существенно расширится.

Карликовые планеты - небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца подобно полноценным восьми планетам, но также имеющие некоторое сходство с астероидами.

Согласно определению Международного астрономического союза, карликовые планеты являются промежуточном звеном между планетами и астероидами и обязаны отвечать 4 требованиям:

• вращаться по орбите вокруг Солнца;
• иметь достаточно высокую массу для того, чтобы под действием собственной гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь сферическую или близкую к таковой форму;
• не быть спутником планеты;
• не способность расчистить окрестности собственной орбиты от прочих небесных тел.

Карликовые планеты Солнечной системы

На данный момент науке известны только малые планеты Солнечной системы. Всего их шесть. Это Церера из главного пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера, и 5 планетоидов или транснептуновых объектов: Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида и Седна. Все эти тела разнятся между собой также сильно, как и 8 «больших» планет.

Полноценно исследованы были только 2 из них. до сих пор пребывает на орбите ближайшей карликовой планеты, Цереры и уже давно успела передать первые фото карликовой планеты. А аппарат 14 июля 2015 совершил историческое сближение с самым крупным транснептуновым объектом Плутон, фото поступили на Землю спустя несколько дней. Остальные 4 планетоида пока остаются загадкой для нас.

Впрочем, вопрос Сколько карликовых планет в Солнечной системе остается открытым. Уже на сегодняшний день у астрономов есть 40 кандидатов, находящихся за орбитой Нептуна, дальнейшее изучение которых может позволить их отнести к данной категории. Другие ученые убеждены, что общее количество малых планет в поясе Койпера, рассеянном диске и облаке Оорта достигает не меньше 2000.

Внесолнечные малые планеты

Что же касается внесолнечных малых планет, то они вряд ли будут открыты на текущем поколении телескопов. И дело тут даже не в относительно скромных размерах подобных тел, загвоздка кроется в 4-ом пункте определения, что на практике проверить в далекой планетной системе будет весьма непросто. Однако некоторые сведения о существовании карликовых экзопланет все же есть, так согласно одной из популярных гипотез Седна имеет внесолнечное происхождение и была захвачена гравитацией нашей системы 4 млрд лет назад.

В границах нашей Солнечной системы вокруг звезды Солнце обращаются не только привычные на схемах восемь планет. Таких космических объектов, имеющих отдаленную орбиту вокруг Солнца гораздо больше, но о них мы знаем намного меньше. Ведь такие объекты имеют небольшие размеры, орбиты которых проходят далеко от Солнца. Это карликовые планеты.

Такие небольшие планеты, обращающиеся в границах нашей Солнечной системы, находятся в области за орбитой Нептуна на таком большом отдалении, что некоторые из них совершают оборот вокруг Солнца более чем за 4000 лет. Таких небольших планет может быть гораздо больше, чем мы о них знаем. Вот некоторые открытые из них:

Плутон (Pluto)

Открытие: в 1930 году / Диаметр: 2322 км
Расстояние от Солнца: 30-49 а.е. / Орбитальный период: 248 лет

Пожалуй, самый известный и нашумевший из карликовых планет объект. До недавнего времени Плутон считался девятой планетой Солнечной системы, но был разжалован в 2006 году. Во многом этому способствовало открытие Эриды. "Надо либо считать планетой Эриду, либо не считать таковой Плутон" - считает Майк Браун, при котором была открыта Эрида.

Орк (Orcus)

Открытие: в 2004 году / Диаметр: ~ 850 км
Расстояние от Солнца: 30-48 а.е. / Орбитальный период: 245 лет

Интересная особенность этой небольшой карликовой планеты, её танец в связке с Нептуном. Так, за каждые три оборота, которые делает Нептун вокруг Солнца, Орк делает два. Кстати, такая же особенность, есть и старшего товарища по размеру Плутона.

Хаумеа (Haumea)

Открытие: в 2004 году / Диаметр: ~ 1400 км
Расстояние от Солнца: 35-43 а.е. / Орбитальный период: 283 лет

Эта необычная каменная планета имеет овальную форму, словно обточенный водой морской камешек. Её поверхность покрыта тонким слоем водяного льда.

Квавар (Quaoar)

Открытие: в 2002 году / Диаметр: ~ 900 км
Расстояние от Солнца: 42-45 а.е. / Орбитальный период: 286 лет

Об этом небольшом объекте в Солнечной системе, имеющим свою орбиту стало известно ещё в 1954 году. Квавар, как думают, многие исследователи покрыт слоем кристаллического льда, это говорит о том, что его температура поднималась с нынешних -220 до -160 гр. Цельсия. Одна из возможных причин такого странного нагрева - постоянное попадание крошечных метеоритов на поверхность вместе и, так называемые, ледяные вулканы.

Макемаке (Makemake)

Открытие: в 2005 году / Диаметр: ~ 1460 км
Расстояние от Солнца: 38,5-53 а.е. / Орбитальный период: 310 лет

Поверхность этой карликовой планеты настолько ледяная и удивительно ровная, что, как шутит исследователь Майк Браун - "Вы могли бы покататься на Макемаке на коньках". Её средняя температура -240 гр. Цельсия, а покрыта поверхность плитами метанового льда.

2007 OR10

Открытие: в 2007 году / Диаметр: ~ 1250 км
Расстояние от Солнца: 34-101 а.е. / Орбитальный период: 551 год

Довольно крупный объект Солнечной системы до сих пор не получил названия. Его первооткрыватели Меган Швомб и Майк Браун неофициально ласково назвали планету Белоснежкой, поскольку считали, что состоит она из водяного льда. Наличие льда несколько позже было подтверждено, хотя и с оговорками, да и цвет планеты совсем не белый, а почти красный.

Эрида (Eris)

Открытие: в 2005 году / Диаметр: ~ 2326 км
Расстояние от Солнца: 38-98 а.е. / Орбитальный период: 560 лет

Из всех известных карликовых планет Эрида самая тяжелая "непланета", она на 27% массивнее Плутона. Собственно, этот и другие факты и перевели Плутон в статус карликовой Планеты. Иначе бы, именно планет во всём понимании, Солнечной системы было бы не восемь, а гораздо больше.

2012 VP113

Открытие: в 2012 году / Диаметр: ~ 450 км
Расстояние от Солнца: 80-449 а.е. / Орбитальный период: 4300 лет

Карликовая планета на очень отдаленном от Солнца расстоянии имеет экзотический розовый цвет, что говорит - "о наличии на её поверхности в больших количествах водяного метанового льда с вкраплениями каменистых пород" - примерно так поясняет один из открывателей объекта Скотт Шепард.

Седна (Sedna)

Открытие: в 2003 году / Диаметр: ~ 1000 км
Расстояние от Солнца: 7-937 а.е. / Орбитальный период: 11400 лет

"Седна безумна" - так характеризует дальнюю карликовую планету в Солнечной системе Майк Браун. Плывет эта далекая странница по своей огромной орбите в пустынном регионе между поясом Койпера и облаком Оорта. Возможно, в далекие времена, когда наше Солнце было еще значительно моложе, Седна принадлежала другим планетным системам, когда звёзды которых были значительно ближе, чем сейчас, но была захвачена тяготением Солнца и получила прописку в нашей Солнечной системе.

Наша солнечная система богата множеством интересных явлений. Особого внимания заслуживают карликовые планеты. Они представляют собой объекты, вращающиеся вокруг солнца, обладающие некоторым сходством с астероидами.

Карликовые планеты нашей солнечной системы

Наша солнечная система богата множеством интересных явлений. Наибольшее внимание среди них заслуживают . Все они представляют собой объекты, вращающиеся вокруг Солнца, обладающие некоторым сходством с астероидами. В этой статье мы рассмотрим в общих чертах что это такое. Затем более подробно остановимся на карликовой планете Седна.

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.

Седна: что известно астрономам?

Существует популярна теория, согласно которой Солнце похитило посредством своей гравитации несколько сотен карликовых планет и астероидов у пролетавшей рядом другой звезды. По большей части все это считалось смелым предположением. Но в наши дни уже есть определенные подтверждения этой гипотезе.

Астрономов привлекла карликовая планета Седна. Она и несколько соседних с ней небесных объектов перемещаются по довольно странным орбитам. В частности Седна - наиболее удаленный объект в нашей Солнечной системе. При этом ближняя точка ее орбиты расположена в 76 а.е от звезды, а дальняя находится в 1007 а. е. У данного объекта огромный орбитальный период. Он составляет одиннадцать тысяч четыреста восемьдесят семь лет. Он считается наиболее длинным среди крупных небесных тел.

Ученые пытались выяснить природу такого странного поведения седноидов. Впервые попытались это сделать в 2003 году. Именно тогда их и открыли. Сначала ученые не могли найти рационального объяснения. Затем была выдвинута теория о том, что орбиты седноидов были вытянуты пролетающей примерно четыре миллиарда лет назад звездой.

В дальнейшем было произведено компьютерное моделирование описанной ранее гипотезы. Это случилось в Лейденской обсерватории. Выяснилось, что пролетающая неподалеку звезда не повлияла на орбиты седноидов. Скорее это Солнце притянуло их к себе.

Во время проведения исследования было учтено более десяти тысяч вариаций сценариев, где учитывались разные сочетания расстояний, скорости прохождения и масс звездных систем. Моделирование проводилось под руководством известного астронома Люси Жилковы.

Проведенные расчеты позволили вычислить самый вероятный сценарий. Звезда, пролетающая мимо, была на восемьдесят процентов больше Солнца. Показатель сближения максимально составил около тридцати четырех миллиардов километров. При этом обмен объектами происходил с двух сторон. Часть объектов добавилось к орбите Солнца, часть наоборот ушла в другую систему. Данное событие по всей видимости произошло около четырех миллиардов лет назад.

Проведенная Жилковой работа получила хорошие отзывы и признание ученых по всему миру. При это не стоит забывать, что это всего лишь теория, хоть и высоко вероятная. Она по прежнему требует дополнительного подтверждения. Добиться этого можно путем осуществления химического анализа. Если его результаты будут отличаться от данных с транснептуновых объектов, это будет означать что седноиды обладают инородным происхождением. В ближайшее время результатов этого анализа увидеть не представляется возможным.

Есть также теория, утверждающая о наличие еще не открытой планеты, орбита которой расположена в сотнях а. е. от Солнца. Именно она вносит корректировки в траекторию полета Седны. Опять же, это всего лишь смелое допущение, требующее серьезной научной проработки.

Итоги

В изучении карликовых планет есть множество пробелов. Но с развитием новых технологий исследования космоса все они будут быстро восполнены. Современные научные станции уделяют огромное внимание изучению этого вопроса.