Солнечная система вместе с карликовыми планетами. Карликовые планеты — объяснение для детей

Карликовые планеты

Термин "карликовая планета" был принят в 2006 году. Данное определение встретило как одобрение, так и критику, и до сих пор оспаривается некоторыми учёными. Например, в качестве простейшей альтернативы ими предлагается условное разделение между планетами и карликовыми планетами по размеру или даже
Луны: если больше то - планета, если меньше - планетоид. Этот термин может быть применим только для небесных объектов, располагающихся в .
Карликовая планета - небесное тело, которое обладает рядом отличительных признаков:

1. обращается по орбите вокруг ;2. имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь близкую к округлой форму;3. не является спутником планеты;4. не доминирует на своей орбите (не может расчистить пространство от других объектов).

Международным астрономическим союзом (МАС) официально признаны пять карликовых планет.




Однако, возможно, что, по меньшей мере, ещё 40 из известных объектов в принадлежат к этой категории. По оценкам учёных, может быть обнаружено до 200 карликовых планет в поясе Койпера и до 2000 карликовых планет за его пределами.

Размеры и массы, которыми должны обладать карликовые планеты в решении МАС не оговариваются. Нет строгих ограничений на верхние пределы. Даже объект больше или массивнее Меркурия с неочищенными окрестностями орбиты может классифицироваться как карликовая планета. Нижнее ограничение 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». Последнее не вошло в окончательное решение, хотя и было одобрено. По мнению некоторых астрономов, новое определение означает прибавление до 45 новых карликовых планет.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

2. Историческая справка

3. Список карликовых планет

4. Массовые ограничения

8. Макемаке

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

В данной части своего реферата я бы хотела обосновать причины выбора мною темы о карликовых планетах.

Мне показалось, что они [карликовые планеты] весьма похожи на нас, одиннадцатиклассников: мы уже не маленькие астероиды, движущееся по орбите вокруг Солнца, но еще и не планеты, обладающие собственной гравитацией. Возможно, такое сравнение покажется кому-то слишком романтичным, но, тем не менее, именно эта близость и похожесть привлекла меня в этой теме.

планета карликовая признак

1. Карликовая планета: термин и признаки

Итак, что же такое карликовая планета?

Карликовая планета, согласно определению Международного астрономического союза, -- небесное тело, которое:

Не доминирует на своей орбите (не может расчистить пространство от других объектов).

2. Историческая справка

Термин "карликовая планета" был принят в 2006 году в рамках классификации обращающихся вокруг Солнца тел на три категории. Тела, достаточно большие для того, чтобы расчистить окрестности своей орбиты, определены как планеты, а недостаточно большие, чтобы достичь даже гидростатического равновесия, -- как малые тела Солнечной системы или астероиды. Карликовые планеты занимают промежуточное положение между этими двумя категориями. Данное определение встретило как одобрение, так и критику, и до сих пор оспаривается некоторыми учёными. Например, в качестве простейшей альтернативы ими предлагается условное разделение между планетами и карликовыми планетами по размеру Меркурия или даже Луны: если больше то -- планета, если меньше -- планетоид.

В 2006 МАС официально назвал три тела, которые сразу получили классификацию карликовых планет -- Церера, Эрида и Плутон. Позже карликовыми планетами были объявлены ещё два объекта. Термин "карликовая планета" следует отличать от понятия "малая планета", которым называют астероиды.

3. Список карликовых планет

Международным астрономическим союзом официально признаны пять карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида; однако возможно, что, по меньшей мере, ещё 40 из известных объектов в Солнечной системе принадлежат к этой категории. По оценкам учёных, может быть обнаружено до 200 карликовых планет в поясе Койпера и до 2000 карликовых планет за его пределами. Поскольку Плутон разделяет своё орбитальное пространство со множеством других объектов в поясе Койпера - кольце ледяных обломков за орбитой Нептуна - он не попал в список планет. Таким образом, Плутон был классифицирован как карликовая планета. Интересно, что из этого списка только он [Плутон] был "понижен в звании", став карликовой планетой и потеряв статус планеты, а остальные -- наоборот, "повышены", перестав быть просто одними из астероидов.

Сразу 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.

4. Массовые ограничения

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 51020 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.

Плутон был открыт Клайдом Томбо в 1930 году в ходе поисков загадочной Планеты Икс, вносящей возмущения в движение Нептуна по своей орбите.

Изначально предполагалось, что Плутон должен быть размером как минимум с Землю, но теперь известно, что его диаметр составляет всего 2 352 километра - в 5 раз меньше земного, а масса - лишь 0,2% земной.

Плутон имеет чрезвычайно вытянутую эллиптическую орбиту, не находящуюся в одной плоскости с орбитами восьми планет Солнечной системы. В среднем карликовая планета обращается вокруг Солнца на расстоянии 5,87 миллиарда километров, совершая один оборот за 248 лет.

Из-за своей удаленности от светила Плутон является одним из самых холодных мест в нашей системе. Температура на его поверхности колеблется около минус 225 градусов по Цельсию.

У Плутона известно 4 спутника: Харон, Никс, Гидра, и недавно открытый крошечный спутник, пока носящий название Р4 (окончательным названием вероятно станет Цербер). Никс, Гидра и Р4 относительно небольшие, Харон же всего вдвое меньше самого Плутона, и центр масс, вокруг которого они обращаются, находится вне их тел. По этой причине большинство астрономов называют их к двойной карликовой планетой.

Хотя Плутон и сложен в изучении из-за своей удаленности, ученые смогли рассчитать его примерный состав: на 70% он состоит из камня, и на 30% изо льда. Поверхность карликовой планеты покрыта в основном замерзшим азотом. Имеется очень разреженная атмосфера, простирающаяся в космос на 3 000 километров и состоящая по большей части из азота, метана и окиси углерода.

Через несколько лет Плутон будет, наконец, хорошо рассмотрен: зонд НАСА New Horizons (Новые Горизонты) пролетит недалеко от этой карликовой планеты в июле 2015 года, впервые в истории показав столь холодный и далекий мир.

Астроном из Калифорнийского технологического института Майк Браун возглавлял группу исследователей, открывших Эриду в 2005 году. Поиски стимулировались намерением МАС отнести Плутон к вновь создаваемой категории карликовых планет, что и произошло годом позднее.

До сих пор остается спорным решение дать этой карликовой планете такое имя. Эрида - греческая богиня раздора и вражды, вызвавшая зависть и ревность среди богинь, что привело к Троянской войне. Единственная известная луна Эриды была названа в честь дочери богини -- Дисномии, "работавшей" в Пантеоне в качестве духа беззакония.

Эрида практически одного размера с Плутоном, но на 25% массивнее его, что объясняется большим содержанием скальных пород в ее составе и меньшим льда. Тем не менее, поверхность ее также состоит в основном из азотного льда.

Как и Плутон, Эрида имеет высокую эллиптическую орбиту. Эрида еще более отдалена от солнца, орбита ее находится на среднем расстоянии 10,1 миллиарда километров от светила. Один эриданский год составляет 557 лет.

Хуамеа была обнаружена в поясе Койпера недалеко за орбитой Плутона в конце 2004 года командой Брауна, и стала одним из самых странных объектов Солнечной системы.

Эта карликовая планета имеет 1 930 километров в поперечнике, что почти равняется размерам Плутона, но она втрое легче его. Это объясняется в основном ее несферической формой. Больше всего Хуамеа похожа на мяч для американского футбола.

Эта карликовая планета совершает один оборот вокруг своей оси всего за 4 часа, что делает ее еще и одним из самых быстро вращающихся тел нашей системы. Эта сверхвысокая скорость вращения ответственна за продолговатую форму карликовой планеты.

Хуамеа, названная в честь гавайской богини деторождения, имеет два спутника, названные по именам ее дочерей: Хииака и Намака.

Недавно было обнаружено, что 75% поверхности Хуамеа покрыто кристаллизованным водяным льдом, похожим на лед в морозильной камере холодильника. Чтобы лед поддерживал такую структурированную форму, требуется энергия. Астрономы предполагают, что энергия может поступать от распада радиоактивных элементов внутри Хаумеа, а также от тепла, выделяемого приливными силами в гравитационном взаимодействии с ее спутниками. Хуамеа совершает полный оборот вокруг Солнца за 283 года.

8. Макемаке

Команда Брауна также обнаружила Макемаке в 2005 году. Астрономы пока не установили точный размер этой карликовой планеты, приблизительно он оценивается в три четверти размера Плутона. Таким образом, этот объект становится третьей по величине карликовой планетой после Плутона и Эриды.

Макемаке является вторым по яркости объектом пояса Койпера после Плутона, его можно увидеть даже при помощи хорошего любительского телескопа. Как и Хуамеа, Макемаке названа в честь полинезийского божества - на это раз по имени создателя человечества и бога плодородия в пантеоне Рапануи - коренных жителей острова Пасхи.

Как Плутон и Эрида, Макемаке в видимом спектре выглядит красноватой. Ученые полагают, что поверхность карликовой планеты покрыта замерзшим метаном. У Макемаке не обнаружено спутников, что является уникальным среди карликовых планет.

Церера является единственной карликовой планетой, не находящейся в поясе Койпера. Ее орбита проходит через пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера, один оборот она совершает за 4,6 года.

Церера - самый крупный объект пояса астероидов, и содержит в себе около трети всей массы пояса. Между тем, имея всего 950 километров в поперечнике, она является самой маленькой известной карликовой планетой. Церера -- богиня плодородия и материнства в древнеримской мифологии.

Эта карликовая планета была открыта намного раньше других из-за своей близости. Итальянский астроном Джузеппе Пиацци обнаружил ее в 1801 году. В следующие полвека астрономы считали ее настоящей планетой, пока не стало ясно, что она является лишь одним из множества объектов в астероидном поясе.

Сегодня большинство астрономов относят Цереру к протопланетам, считая, что она могла бы вырасти в полноценную планету вроде Марса или Земли, если бы в давние времена Юпитер не прервал этот процесс своей мощной гравитацией.

Ученые полагают, что Церера состоит из каменистого ядра, окруженного толстой мантией из водяного льда. Некоторые исследователи предполагают даже существование океана жидкой воды под слоем льда.

Через несколько лет весь мир сможет узнать много нового об этой карликовой планете - в феврале 2015 года аппарат НАСА Down (Рассвет), в настоящее время обращающийся вокруг астероида Веста, прибудет к Церере для ее детального изучения.

В заключение хотела бы обобщить самую главную информацию о карликовых планетах:

Карликовая планета -- небесное тело, которое:

Обращается по орбите вокруг Солнца;

Имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь близкую к округлой форму;

Не является спутником планеты;

Не доминирует на своей орбите (не может расчистить пространство от других объектов);

Международным астрономическим союзом официально признаны пять карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида. Поскольку Плутон разделяет своё орбитальное пространство со множеством других объектов в поясе Койпера - кольце ледяных обломков за орбитой Нептуна - он не попал в список планет. Таким образом, Плутон был классифицирован как карликовая планета.

Я надеюсь, что данный реферат был познавательным и полезным для всех читателей. Ведь космос-одна из самых таинственных, неизведанных и интересных тем для обсуждения. Тем более, как писал Фред Хойл, до космоса всего час езды, если бы ваша машина могла ездить по вертикали.

Список литературы

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Карликовая_планета

2. http://scienceevents.ru/posts/3689-карликовые-планеты-солнечной-систем/

3. http://www.lassy.ru/news/karlikovye_planety/2011-08-23-159

Приложение

Рис.1 Порядок расположения карликовых планет

Рис.2 Карликовые планеты в сравнении с Землей

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

    Физическая природа планет-гигантов, их основные физические характеристики, история открытия и изучения. Особенности планет Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, планеты-астероида Плутон - размеры и масса, температура, удаленность от Солнца, период обращения.

    лекция , добавлен 05.10.2009

    Вычисление американцем Клайдом Томбо размеров, массы, средней температуры поверхности, орбиты вращения вокруг Солнца Плутона - девятой планеты солнечной системы. Открытие Харона - единственного спутника планеты. Доказательства существования Трансплутона.

    презентация , добавлен 09.02.2014

    Общая характеристика планет Солнечной системы. Солнце-центр Солнечной системы. Внутренняя или земная группа (расположенные ближе к Солнцу)-Меркурий, Венера, Земля, Марс. Внешняя группа (планеты-гиганты)-Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Плутон.

    контрольная работа , добавлен 24.10.2007

    Основные особенности планет-гигантов. Юпитер как одна из планет, видимых невооруженным глазом, спутники Юпитера, его физико-химическая характеристика. Кольца и спутники Сатурна. Планеты-близнецы – Нептун и Уран, место открытия и способ обнаружения.

    презентация , добавлен 15.03.2012

    Изучение основных параметров планет Солнечной Системы (Венера, Нептун, Уран, Плутон, Сатурн, Солнце): радиус, масса планеты, средняя температура, среднее расстояние от Солнца, структура атмосферы, нналичие спутников. Особенности строения известных звезд.

    презентация , добавлен 15.06.2010

    Планеты Земной группы: Земля и сходные с ней Меркурий, Венера и Марс. Венера - самая горячая планета группы. Планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Блеск Юпитера, кольца Сатурна. Основные характеристики планеты Уран. Нептун и его спутники.

    презентация , добавлен 08.04.2011

    Люди, проложившие дорогу к звездам. Планеты солнечной системы и их спутники: Солнце, Меркурий, Венера, Земля, Луна, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Астероиды - "подобные звезде", малые планеты. Галактики в космическом пространстве.

    реферат , добавлен 19.02.2012

    Исследование истории названия и общая характеристика Меркурия как самой близкой к Солнцу планеты Солнечной системы. Внутренний характер орбиты планеты Меркурий. История исследования, фотоснимки поверхности и основные физические характеристики планеты.

    презентация , добавлен 17.01.2012

    Планеты Солнечной системы, известные с древних времен и открытые недавно: Меркурий, Венера, Земля, Марс, планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Происхождение их названий, расстояния от Солнца, размеры и массы, периоды обращения вокруг Солнца.

    реферат , добавлен 11.10.2009

    Общая характеристика и история изучения Марса как планеты Солнечной системы, его расположение, атмосфера и климат. Русла "рек" и грунт. Марсианский большой каньон. Древние вулканы и кратеры. Геологическое строение планеты и динамика ее развития.

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.

Определение понятия карликовые планеты по международным стандартам

Международный астрономический союз (МАС) дал определение космическим объектам которые будут именоваться карликами. Так карликовой считаются планеты, которые имеет такие признаки:

  • Объект вращается вокруг Солнца;
  • Масса объекта достаточная для того что бы стать почти круглым;
  • Объект не может своей гравитацией самостоятельно расчистить свой путь.

Основные отличия карликовой от земной группы планет

Отличие этих планет от Земной группы заключается в неспособности космического объекта расчистить перед собой путь, то есть другие, такие как или Марс могут своей массой расчистить путь перед собой на своей орбите. В отличии от крупных, эти планеты как правило, пересекают своими орбитами места скопления других космических тел, например Пояс Койпера.

На сегодняшний день астрономы сумели обнаружить и классифицировать пять подобных объектов это:

  1. Плутон (всем известная планета, которая на заседании МОС в 2006 году, переквалифицировалась с планеты в карликовую).
  2. Церера — карликовая планета между Марсом и Юпитером в поясе астероидов.
  3. Макемаке — мало изучена, третья по величине карликовая планета в передах Солнечной системы.
  4. Хаумеа — необычна очень быстрым вращением вокруг своей оси.
  5. Эрида — по массе является второй карликовой планетой после Плутона, хотя возможно и первая данные уточняются.

Впрочем, по мнению некоторых ученых, может содержать в себе около 100 и более небольшие карликовые планеты , просто их еще не обнаружили.

Международный астрономический союз обозначил планеты находящиеся за орбитой Нептуна, как «Плутойды».

Так считается, что Эрида, которая вращается вокруг Солнца далеко за орбитой Нептуна, становится плутойдом , а Церера из Пояса астероидов становится карликовой планетой.

Таблица карликовых планет с астрономическими характеристиками

Карликовые планеты
Расположение Пояс астероидов
Размеры (км) 975×909
Масса в кг.
Относительно Земли
9,5·10 20
0,00016
0,0738
471
0,51
Период вращения (суток) 0,3781
0
Дата открытия 01.01.1801
Плутон Расположение Пояс Койпера
Размеры (км) 2306±20
Масса в кг.
Относительно Земли
1,305·10 22
0,0022
Средний экваториальный радиус в км 0,180
1148,07
Первая космическая скорость (км/с) 1,2
Период вращения (суток) −6,38718 (ретроградный)
Количество известных спутников 5
Дата открытия 18.02.1930
Макемаке Расположение Пояс Койпера
Размеры (км) 1500×1420
Масса в кг.
Относительно Земли
?
Средний экваториальный радиус в км ?
Первая космическая скорость (км/с) ?
Период вращения (суток) 0.32
Количество известных спутников 1
Дата открытия 31.03.2005
Эрида Расположение Рассеянный диск
Размеры (км) 2326±12
Масса в кг.
Относительно Земли
~1,67·1022
0,0028
Средний экваториальный радиус в км 0,19
~1300
Первая космическая скорость (км/с) 1.3
Период вращения (суток) ≈ 1 (0.75–1.4)
Количество известных спутников 1
Дата открытия 5.01.2005
Хаумеа Расположение Пояс Койпера
Размеры (км) 1960×1518 ×996
Масса в кг.
Относительно Земли
4,2·1021
0,0007
Средний экваториальный радиус в км ~750
Первая космическая скорость (км/с) 0.84
Период вращения (суток) 0.16
Количество известных спутников 2
Дата открытия 28.12.2004
Седна Расположение Облако Оорта
Размеры (км) 995±80
Масса в кг.
Относительно Земли
8,3·1020-7,0·1021
Средний экваториальный радиус в км ?
Первая космическая скорость (км/с) ?
Период вращения (суток) 0,42 д (10 ч)
Количество известных спутников 0
Дата открытия 14.11.2003

Другие кандидаты на звание карликовая планета

Благодаря современным средствам обнаружения ученые обнаружили несколько десятков крупных космических тел, которые можно отнести и квалифицировать к планетам «Плутойдам». В таблице, приведенной ниже показаны планетоиды с примерным диаметром до 600 км. Причем первые 6 объектов, вероятнее всего станут главными кандидатами.

Вероятные претенденты на статус карликовой планеты
Название Категория Диаметр Масса
2015 KH 162 Кьюбивано в поясе Койпера 400-800 км неизвестна
2007 OR 10 Объект рассеянного диска ~1535 км неизвестна
Квавар Кьюбивано в поясе Койпера 1074-1170 км 1,0-2,6·10 21 кг
2002 MS 4 Кьюбивано в поясе Койпера ~934 км неизвестна
Орк Плутино в поясе Койпера 917-946 км 6,2-7,0·10 20 кг
Салация Кьюбивано в поясе Койпера ~921 км 4,5·10 20
2013 FY 27 Объект рассеянного диска ~733 км неизвестна
Варуна Кьюбивано в поясе Койпера 722 км ~5,9·10 20 кг
2002 UX 25 Кьюбивано в поясе Койпера 681-910 км ~7,9·10 20 кг
Иксион Плутино в поясе Койпера ~650 км 5,8·10 20
2002 AW 197 Кьюбивано в поясе Койпера 626-850 км ~4,1·10 20 кг
2005 UQ 513 Кьюбивано в поясе Койпера 550-1240 км неизвестна
Варда Кьюбивано в поясе Койпера 500-1130 км ~6,1·10 20 кг
2005 RN 43 Кьюбивано в поясе Койпера ~730 км неизвестна
2003 VS 2 Плутино в поясе Койпера ~725 км неизвестна
2007 JJ 43 Неизвестна (пояс Койпера) 609-730 км неизвестна
2004 GV 9 Кьюбивано в поясе Койпера ~677 км неизвестна
2002 TC 302 Объект рассеянного диска 590-1145 км 1,5·10 21
2003 AZ 84 Плутино в поясе Койпера 573-727 км неизвестна
2004 XA 192 Кьюбивано в поясе Койпера 420-940 км неизвестна
2010 RE 64 Кьюбивано в поясе Койпера 380-860 км неизвестна
2010 RF 43 Кьюбивано в поясе Койпера ~613 км неизвестна
Хаос Кьюбивано в поясе Койпера ~600 км неизвестна
2007 UK 126 Объект рассеянного диска ~600 км неизвестна
2003 UZ 413 Кьюбивано в поясе Койпера ~591 км неизвестна
2006 QH 181 Объект рассеянного диска 460-1030 км неизвестна
2010 EK 139 Объект рассеянного диска 470-1000 км неизвестна
2010 KZ 39 Объект рассеянного диска 440-980 км неизвестна
2001 UR 163 Объект рассеянного диска ~636 км неизвестна
2010 FX 86 Объект рассеянного диска ~598 км неизвестна
2013 FZ 27 Объект рассеянного диска ~595 км неизвестна
2012 VP 113 Объект рассеянного диска ~595 км неизвестна
2008 ST 291 Объект рассеянного диска ~583 км неизвестна
2005 RM 43 Объект рассеянного диска ~580 км неизвестна
1996 TL 66 Объект рассеянного диска ~575 км 2·10 20
2004 XR 190 «Баффи» Объект рассеянного диска 425-850 км 0,6-4,8·10 20
2004 NT 33 Кьюбивано в поясе Койпера 423-580 км неизвестна
2004 UM 33 Кьюбивано в поясе Койпера 340-770 км неизвестна
2002 XW 93 Объект рассеянного диска 565-584 км неизвестна
2004 TY 364 Кьюбивано в поясе Койпера ~554 км неизвестна
2002 XV 93 Плутино в поясе Койпера ~549 км неизвестна

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.

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.

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 по поводу определения МАС.

Штерн утверждает, что, подобно Плутону, Земля, Марс, 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.

Поделитесь с друзьями или сохраните для себя:

Загрузка...