Что такое карликовые планеты?
Термин «карликовая планета» был впервые использован в 2006 году для описания небесных тел, которые были сопоставимы по размеру с Плутоном. Однако с тех пор он получил более широкое применение, поскольку МАС (Международный союз астрономов) признал пять тел в Солнечной системе в качестве карликовых планет и еще шесть рассмотрит позже.
С момента добавления к старой системе классификации (согласно которой девять планет вращались вокруг Солнца), этот термин вызвал много путаницы. Поэтому давайте посмотрим, что он означает, и действительно ли Плутон заслуживает того, чтобы его так называли.
«Карликовая планета»
И так, согласно резолюции B5 Международного союза астрономов карликовая планета должна соответствовать следующим требованиям:
(А) — находится на орбите вокруг Солнца или другой звезды;
(Б) — иметь массу, достаточную для того, чтобы ее самогравитация могла преодолеть силы твердого тела. Т.е, чтобы объект принял форму гидростатического равновесия (почти шарообразную);
(В) — не иметь очищенной окрестности вокруг своей орбиты;
(Г) — не являться спутником.
По сути, это определение говорит, что карликовые планеты — это не являющиеся спутниками объекты со стабильной орбитой вокруг звезды, которые достаточно массивны, чтобы поддерживать шарообразную форму, но не настолько массивны, чтобы убрать весь другой материал со своей орбиты.
В основном последние два пункта (в, г) отличают карликовую планету от обычной и от лун. Согласно существующему определению, полномасштабные планеты всегда очищают свои орбиты, но ни они, ни планеты-карлики не могут вращаться вокруг другой планеты — это делают только луны.
Претенденты в карликовые планеты включают: Orcus, 2002 MS4, Salacia, Quaoar, 2007 OR10 и Sedna
В настоящее время в Солнечной системе существует пять признанных планет-карликов: Плутон, Церера, Эрида, Макемаке и Хаумеа. Тем не менее, до сих пор ведутся споры о том, соответствуют ли Эрида, Макемаке и Хаумеа всем требованиям, поскольку они недостаточно исследованы. Другие близлежащие претенденты включают Orcus, 2002 MS4, Salacia, Quaoar, 2007 OR10 и Sedna. Международный союз астрономов также постановил, что транснептуновые объекты (ТНО) с абсолютной звездной величиной выше +1 и диаметром 838 км или более должны считаться карликовыми планетами, пока не будет собрано больше данных об их природе.
По вопросу формы
Критерий округлости довольно важен, потому что в случае звездных объектов в значительной степени является продуктом гравитации. Планеты становятся шарообразными, когда их гравитация становится достаточно сильной, чтобы пластически деформировать поверхность и подавить все другие силы, воздействующие на них. Сильная гравитация необходима для придания планете округлой формы путем выравнивания высотных областей и заполнения низменных.
Это довольно надежный показатель планетарного состояния. Астероиды и кометы маленькие и не имеют достаточно массы, чтобы округляться, их окончательная форма является продуктом внешних сил, действующих на тело. Центробежные силы, создаваемые вращением, трением, ударами или приливными волнами других тел, создают их неправильную форму. Те тела, для которых гравитация является существенным, но не доминирующим фактором, превращаются в сфероидные (сфероподобные) формы.
Вращающийся объект с высокой гравитацией приблизится к идеальной сфере настолько близко, насколько это возможно, достигнув «гидростатического равновесия». То есть, он не будет идеальной сферой. Чтобы проиллюстрировать это — рассмотрим Землю. Земля не идеально круглая — это сжатый сфероид. Связано это с вращением планеты вокруг своей оси, которое генерирует центробежные силы, воздействующие на экватор и делающие Землю немного похожей на «придавленную» сферу. Чем быстрее тело вращается, тем больше деформации оно испытывает вокруг своего экватора. Например, карликовая планета Хаумеа на экваторе почти вдвое длиннее, чем на полюсах.
Приливные силы — это гравитационное притяжение других планет и/или небесных тел к объекту, которые способны деформировать его (на Земле мы видим это как нарастание и затухание прилива). Также приливные силы могут блокировать объект по отношению к другому. Например, Луна приливно привязана к Земле, и независимо от того, когда вы смотрите на нее, она всегда показывает одно и то же полушарие.
В своем определении Международный союз астрономов использует форму вместо массы, потому что такие особенности небесных тел, как химический состав, также играют важную роль для внешнего облика. Например, водяной лед гораздо легче деформируется под действием силы тяжести, чем кусок твердой породы.
По вопросу других космических тел на орбите
Способность планет удалять все меньшие космические тела на своей орбите также известна как «доминирование орбиты». Планеты имеют практически полное орбитальное доминирование за счет столкновения, захвата или другого взаимодействия с другими космическими телами, с которыми они вступают в контакт. Тем не менее карликовые планеты не могут похвастаться этим.
Однако это самый спорный момент в определении термина. Например, можно привести аргумент, что орбиты планет никогда не очищаются полностью. Во-вторых, вы можете спросить: как мы можем достоверно сказать, что планета действительно очистила свою орбитальную окрестность? Или, например, где кончается соседство планеты? Международный союз астрономов не ставит никаких реальных цифр в свое определение карликовых планет. Таким образом, определение можно рассматривать как скорее теоретическое руководство, чем жесткий критерий. Именно это и вызывает основную критику со стороны других ученых и астрономов любителей.
«Ни в одной другой области науки я не знаком с чем-то таким абсурдным. Река — это река, независимо от того, есть ли поблизости другие реки», — сказал главный исследователь New Horizons Алан Стерн для Space.com в 2011 году. «В науке мы называем вещи тем, что основано на их атрибутах, а не на том, с чем они рядом».
Стерн говорит, что Земля, Марс, Юпитер и Нептун также не полностью очистили свои орбитальные зоны, но мы все еще называем их планетами. По его словам, около 10 000 околоземных астероидов вращаются вокруг Солнца вдоль орбиты нашей планеты, а Юпитер имеет около 100 000 астероидов на своем пути.
Дебаты особенно горячи, потому что статус Плутона как планеты зависит от этого конкретного пункта определения в резолюции B5 MAC. Нептун гравитационно доминирует над Плутоном и ограничивает его орбиту. Плутон также должен разделять свое соседство с несколькими крупными объектами в поясе Койпера, что фактически обрекает его на статус планеты-карлика в соответствии с нынешним определением.
Основные текущие проблемы, связанные с системой классификации МАС, заключаются в том, что, хотя ее легко понять, на самом деле она имеет много спорных моментов на практике. Пространство большое место, и оно не подчиняется простым правилам, которые вы можете поместить в список из четырех пунктов.
В заключение хочется сказать, что мы все еще находимся на очень ранней стадии освоения космоса, поэтому эти определения совершенно не имеют влияния на нашу жизнь (максимум, мы можем сотрясать воздух, устраивая дебаты по поводу принадлежности Плутона к планетам). Однако по мере расширения нашего присутствия в космосе, такие классификации станут более важными и, однозначно, точными.
