Ефрем Левитан
Знакомьтесь: Карликовые планеты
Доктор педагогических наук Ефрем Левитан
Крупнейшие из известных объектов, расположенных в поясе Койпера, по сравнению с Землёй.
Плутон, ещё недавно считавшийся самой удалённой от Солнца и самой маленькой по размеру планетой Солнечной системы, три года назад был лишён своего статуса. Теперь Плутон — не девятая планета Солнечной системы, а одна из самых крупных карликовых планет. Это из ряда вон выходящее событие произошло 24 августа 2006 года на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза в Праге. Как же живётся Плутону в многочисленном семействе карликовых планет и какие у него есть ближайшие родственники?
Что понимают современные астрономы под термином «планета»? Планетой называется тело, которое вращается вокруг звезды, но само не является звездой или спутником другой планеты и, что очень важно, имеет достаточную массу, чтобы за счёт сил гравитации принимать сферическую форму.
Небесных тел сферической формы великое множество. Это и Солнце, и другие звёзды, и хорошо известные планеты Солнечной системы, и их наиболее крупные спутники, а также экзопланеты (см. «Наука и жизнь № 9, с. 81).
Малые спутники планет Солнечной системы и астероиды в большинстве своём далеки от сферической формы. А шарообразный Плутон, согласно определению, вполне мог бы и дальше числиться девятой планетой Солнечной системы. Но астрономическое сообщество решило отнести его к карликовым планетам. Произошло это как раз тогда, когда астрономы с помощью наземных и космических телескопов начали успешно изучать Плутон, стремясь узнать о нём и его спутниках как можно больше.
Плутон открыл в 1930 году американский астроном Клайд Томбо, а имя ему придумала одиннадцатилетняя девочка по имени Венеция Бёркни, победившая в конкурсе на лучшее название новой планеты. Самый большой спутник Плутона — Харон — открыл в 1978 году американский астрофизик Джеймс Кристи. Он увидел его на снимке, полученном в Военно-морской обсерватории США в Аризоне. Систему Плутон — Харон можно назвать двойной планетой (диаметр Плутона — 2284 км, Харона — примерно вдвое меньше, а масса спутника лишь в 6–8 раз меньше массы его планеты). Впрочем, двойной планетой нередко называют и систему Земля — Луна (средний диаметр Земли — 12 742 км, Луны — 3475 км; масса Луны в 81 раз меньше массы Земли).
В мае 2005 года с помощью космического телескопа им. Э. Хаббла у Плутона открыли ещё два маленьких спутника. Их назвали Никс (размер около 40 км) и Гидра (примерно 160 км). В греческой мифологии Никс (Nyx), мать Харона, — богиня ночи. Но поскольку астероид с таким именем уже был (№ 3908), спутник Плутона назвали Nix, воспользовавшись эквивалентом слова Nyx в древнеегипетской мифологии. А Гидра (Hydra) в греческих мифах — это девятиглавое чудовище, обитающее в реке царства мёртвых, по которой паромщик Харон перевозил души умерших. Имена Никс и Гидра даны этим спутникам ещё и потому, что N и H — первые буквы слов в названии американской автоматической межпланетной станции «New Horizons» («Новые горизонты»), запущенной к Плутону 19 января 2006 года. В июле 2015 года она должна приблизиться к нему и впервые произвести подробную картографическую съёмку поверхности Плутона, Харона и, возможно, других его спутников. Впрочем, у астрономов уже есть фотографии системы Плутона и его поверхности, полученные крупными наземными телескопами.
Майкл Браун — американский астроном, первооткрыватель карликовых планет Эрида, Макемаке, Квавар, Седна и других объектов за пределами орбиты Нептуна.
С 2008 года астрономы стали называть карликовые планеты, среднее расстояние которых от Солнца больше, чем у Нептуна, плутоидами. Нептун — восьмая, самая дальняя, планета Солнечной системы. Это одна из четырёх планет-гигантов, у неё открыто 13 спутников. Среднее расстояние Нептуна от Солнца — почти 30 астрономических единиц (а.е.). Для сравнения: Плутон обращается вокруг Солнца на среднем расстоянии около 40 а.е., делая один оборот почти за 250 лет. (Напомним, что астрономической единицей называется среднее расстояние от Земли до Солнца, составляющее 149,6 млн. км.) Среди карликовых планет есть такие, которые по размеру и массе не уступают Плутону и даже превосходят его. Познакомимся с наиболее крупными объектами, которые могут быть отнесены к этому классу.
Американская автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты», стартовавшая 19 января 2006 года, должна приблизиться к Плутону в июле 2015 года. (Компьютерная модель, НАСА.)
Система Плутона со спутниками Харон, Никс и Гидра. Изображение получено в обсерватории Мауна Кеа, оснащённой двумя 10-метровыми рефлекторами, в результате наложения нескольких снимков. Гавайи, США. 2008 год.
Планеты Солнечной системы. За орбитой Нептуна расположен пояс Койпера (расстояние от Солнца 30 а.е. — 55 а.е.). Именно в нём находится карликовая планета Плутон и другие плутоиды.
Плутоид Эрида со спутником Дисномия. Снимок, полученный с помощью космического телескопа им. Э. Хаббла (NASA).
Эрида. Впервые один из самых крупных объектов за пределами орбиты Нептуна удалось сфотографировать 21 октября 2003 года в Паломарской обсерватории. Но случилось так, что на снимках его обнаружили только 5 января 2005 года. Первооткрывателями стала группа астрономов NASA во главе с профессором Калифорнийского технологического института Майклом Брауном. Эрида получила название в честь древнегреческой богини раздора. По своим размерам она оказалась несколько больше Плутона. Эта самая большая из известных карликовых планет движется вокруг Солнца по сильно вытянутой орбите. В перигелии, когда планета находится ближе всего к Солнцу, расстояние между ними составляет примерно 38 а.е., а в афелии, то есть при наибольшем удалении от Солнца, — более 97 а.е. Поверхность Эриды, вероятно, покрыта метановым снегом. У неё обнаружен спутник, получивший имя Дисномия в честь дочери Эриды. Размер Дисномии — 150 км, период обращения вокруг Эриды — 16 земных суток.
Плутоид Макемаке. Снимок, полученный с помощью космического телескопа им. Э. Хаббла (NASA).
Макемаке. Плутоид, открытый 31 марта 2005 года также при участии группы Майкла Брауна, назван в честь одного из божеств острова Пасхи. По размерам этот плутоид меньше Плутона (1300–1900 км). Макемаке находится в поясе Койпера на расстоянии от Солнца 42–48 а.е. — чуть дальше Плутона. С помощью космической обсерватории «Спитцер» удалось получить некоторую информацию о его поверхности: она красноватого цвета и покрыта льдом из метана.
Квавар. Открытие его также принадлежит группе астрономов во главе с Майклом Брауном. Произошло это 4 июня 2002 года в Паломарской обсерватории. Имя объекта связано с местом, где находится обсерватория, — Южной Калифорнией. В мифологии одного из здешних коренных народов кваваром зовётся великая созидающая сила. Квавар по размерам сходен с Хароном. Он движется вокруг Солнца по почти круговой орбите и совершает один оборот за 286 лет, приближаясь к нашему светилу в перигелии на расстояние 42 а.е. и удаляясь от него в афелии примерно на 45 а.е.
Как и многие другие объекты пояса Койпера (см. «Наука и жизнь» № 9, 2008 г., с. 93), Квавар состоит из каменных пород и водяного льда. В феврале 2007 года у него обнаружили спутник размером около 100 км.
Плутоид Хаумеа по размерам немного уступает Эриде и Плутону. Сутки на этом быстровращающемся объекте продолжаются всего около 4 часов, а год длится 285 лет. По форме Хаумеа напоминает мяч для регби. Расстояние от Солнца в перигелии — примерно 35 а.е., в афелии — 43 а.е. Поверхность плутоида покрыта в основном водяным льдом. Имя Хаумеа ему присвоено в честь гавайской богини плодородия и деторождения. У него два спутника: Хииака размером 350 км и вдвое меньший Намака. Они названы именами дочерей богини Хаумеа.
Плутоид Седна, открытый 14 ноября 2003 года тоже при непосредственном участии группы Майкла Брауна, интересен не столько своим размером (примерно 1500 км), сколько очень сильно вытянутой орбитой: в перигелии он приближается к Солнцу на 76 а.е., а в афелии удаляется от него примерно на 940 а.е. Скорее всего, Седну можно считать самым далёким из известных нам объектов пояса Койпера. Оборот вокруг Солнца она совершает более чем за 10 500 лет. Седна — имя эскимосской богини, повелительницы морских животных.
Как и все небесные тела Солнечной системы, карликовые планеты движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Ближайшая к центральному телу точка орбиты называется перигелий, а наиболее удалённая — афелий. Среднее расстояние небесного тела от Солнца — это размер большой полуоси его эллиптической орбиты, равный полусумме наибольшего и наименьшего расстояния между ними.
