Включить тёмную тему

Проблемы определения Планет, карликовых Планет и история понижения Плутона

Начать стоит, наверное, с самого слова «Планета», оно происходит от древнегреческого ἀστέρες πλανῆται, что переводится как «блуждающая звезда».

Так, в древней Греции было от 5 до 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Солнце и Луну не все считали планетами, так как они хоть и блуждающие, но на звёзды не сильно похожи. В античности и средневековье не было больших проблем с определением планет, только неразберихи по поводу Солнца и Луны, а геоцентрическая модель довольно хорошо объясняла их движение по небу.

Геоцентрическая модель мира.

Геоцентрическая модель мира

Все изменилось в эпоху возрождения. С приходом гелиоцентрической системы в XVI веке, она становится основной в научном обществе. Планетами теперь именуют тела которые движутся вокруг Солнца. Само Солнце становится центром мира, Луна первым известным спутником, а Земля соответственно — 6-й Планетой. В 1610 году Галилей открывает спутники Юпитера и сам называет их «планетами, которые вращаются вокруг Юпитера». Гюйгенс при описании открытого им Титана также иногда использовал термин «планета». Но со временем, так как спутников становилось все больше, открыли «Рею» и «Япет», спутники уже явно отделили от планет.

В 1781 Гершель открывает Уран, с орбитой, близкой к круговой, и с незначительным наклонением; по этим параметрам, а также отсутствию комы его легко отделяют от комет (единственных на то время тел, открытых на орбитах вокруг Солнца, кроме планет). Уран становится 7-й планетой и первой, открытой с помощью телескопа.

В 1772, незадолго до открытия Урана, была предложена идея существования планеты между орбитами Марса и Юпитера, она основывалась на правиле Тициуса-Боде, которое предусматривает место нахождения планет. И открытие Урана подтвердило идею, расхождение с правилом было всего лишь 1.95%. Так в 1800 году начались поиски планеты на удалении 2.8 астрономических единиц. И уже через год Джузеппе Пиацци обнаруживает на нужном расстоянии Цереру. 1802 год — открытие Паллады, 1804 — Юнона , 1807 — Веста. И все на очень близких орбитах! Гершель предложил назвать их астероидами, поскольку их диски были слишком маленькими по сравнению с Землёй. Но всё же большинство астрономов посчитали, что лучше будет назвать их планетами, тем более новых открытий не было аж до 1845 года. Список Планет уже выглядел так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Веста, Юнона, Церера, Паллада, Юпитер, Сатурн и Уран.

Церера, Веста, Юнона и Паллада раньше считались планетами.

Церера, Веста, Юнона и Паллада раньше считались планетами

В 1845 возобновилось открытие тел между орбитами Марса и Юпитера, а в 1846 открывают Нептун, количество планет становится самым большим за всю историю: 12! К 1851-му году количество астероидов увеличилось до 15, и был принят новый метод их классификации, астероиды убрали из списка планет. Теперь планетами считали «большие» тела, которые вращаются вокруг Солнца.

В 1919 году создается Международный Астрономический Союз (МАС), который в дальнейшем и будет отвечать в частности за определения планет. В конце XIX века астрономы предположили существование 9-й планеты на основе наблюдений за Нептуном, а именно небольших отклонений его орбиты от предполагаемой. В 1930 Клайд Томбо открывает Плутон и его тут же признают 9-й Планетой. Астрономов тогда не смутила странная орбита с большим наклонением и эксцентриситетом, а также тот факт, что она пересекает орбиту Нептуна. Всё же Планета-то большая, 0.94 массы Земли (оценка 1931-го года)! И даже постоянное уменьшение массы Плутона, вплоть до 0.0017 масс Земли, долго не заставляло ученых пересмотреть статус Планеты.

Фотокарточки на которых Клайд Томбо обнаружил Плутон.

Фотокарточки на которых Клайд Томбо обнаружил Плутон

В 1992 году открывают 1992QB, второй объект пояса Койпера. Непривычная для крупных планет орбита Плутона очень хорошо вписывается в орбиты других представителей пояса, и становится понятно, что Плутон просто крупнейший из них. Начиная с 2000-го года начинают открывать крупные ТНО: Варуна, Иксион, Квавар, Орк. Но они всё ещё были существенно меньше Плутона, из-за чего пересмотр его статуса откладывался. Всё изменилось с открытием Эриды в 2003 году, а точнее — измерение её объема в 2006 году которое показало, что Эрида даже больше Плутона. Стало понятно, что определение планеты нужно пересмотреть. Майк Браун (первооткрыватель Эриды) уже вовсю празднует, так как понимает, что в любом случае войдёт в историю. Либо он уберёт Плутон из списка планет, либо станет первооткрывателем 10-й планеты. Прах Клайда Томбо вместе с «Новыми горизонтами» отправляется ко всё ещё планете, Плутону, а в МАС уже начинают серьезно думать над обозначением планет.

XXVI Ассамблея МАС, голосование жёлтыми карточками

XXVI Ассамблея МАС, голосование жёлтыми карточками

14-го Августа 2006 года начинается XXVI Ассамблея МАС. 16 Августа МАС опубликовал первоначальное предложение по определению. Согласно ему, планета — это небесное тело, которое:

(а) имеет массу, достаточную для его самогравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела, так что она находится в гидростатическом равновесии, имеет «почти круглую» форму;

(б) находится на орбите вокруг звезды, и не является ни звездой, ни спутником Планеты.

Если бы предложение приняли, то Планетами также были бы признаны Церера, Эрида и Харон. Плутон и Харон считались бы двойной Планетой, поскольку в определении был пункт, что пара объектов представляет собой систему с двумя планетами, если каждый компонент независимо удовлетворяет планетарным критериям, а барицентр находится снаружи обоих тел. Также, при более точном определении размеров других крупных ТНО, они тоже становились планетами, при условии что они находятся в гидростатическом равновесии. В таком случае через несколько лет количество планет измерялось бы десятками, а возможно и сотнями. В проекте было несколько весомых плюсов, например использование природных факторов при определении. Так, пункт (а), что объект должен находится в гидростатическом равновесии, не был придуман людьми (это природный фактор, который зависит от размеров и состава тела), не было таких факторов, как определённое наклонение орбиты или минимальный размер, определяемый в километрах. Но критики было больше, никому не хотелось раздувать количество планет до такого, когда все их невозможно будет запомнить.

Было также альтернативное предложение, составленное Уругвайскими астрономами, оно делило все объекты в солнечной системе на 3 типа и выглядело так:

I Планета — это небесное тело, которое:

(а) является безусловно самым крупным объектом в своем местном населении;

(б) имеет достаточную массу для собственной гравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела, так что оно находится в гидростатическом равновесии, принимает «почти круглую» форму;

(в) не производит энергию по какому-либо механизму ядерного синтеза.

II Есть объекты, которые отвечают критериям (б) и (в), но не критерию (a). Эти объекты определены как «карликовые» планеты. Церера, а также Плутон и несколько других крупных транснептуновых обьектов относятся к этой категории. В отличие от планет, эти объекты обычно имеют сильно наклонённые орбиты и/или большие эксцентриситеты.

III Все другие природные объекты, вращающиеся вокруг Солнца, которые не удовлетворяют ни одному из предыдущих критериев, в совокупности будут называться «малыми телами Солнечной системы».

Подгруппа МАС, которая собралась 18 августа, провела опрос, какое предложение поставить на голосование. После дискуссии которая длилась почти час, около трети присутствующих проголосовали за первоначальное предложение, а 2/3 — за альтернативное. Около десятка участников воздержались.

 

Эйлерова диаграмма, показывающая типы тел в Солнечной системе.

Эйлерова диаграмма, показывающая типы тел в Солнечной системе

24 августа 2006 года предложили окончательный, третий проект определения, который взял за основу альтернативное предложение с разделением объектов на 3 категории. После обсуждения и голосования за несколько резолюций, которые внесли незначительные поправки, проект выглядит так:

МАС решает, что планеты и другие тела, за исключением спутников в Солнечной системе, следует разделить на три категории следующим образом:

I Планета — это небесное тело, которое:

(а) находится на орбите вокруг Солнца;

(б) имеет достаточную массу для собственной гравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела, так что оно находится в гидростатическом равновесии, принимает «почти круглую» форму;

(в) очистило окрестности вокруг своей орбиты.

II Карликовая Планета — это небесное тело, которое:

(а) находится на орбите вокруг Солнца;

(б) имеет достаточную массу для собственной гравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела, так что оно находится в гидростатическом равновесии, принимает «почти круглую» форму;

(в) не очистило окрестности вокруг своей орбиты;

(г) не является спутником.

III Все другие объекты за исключением спутников, вместе именуются «малыми телами Солнечной системы».

МАС также решил, что «планеты и карликовые планеты являются двумя различными классами объектов», что означает, что планеты-карлики, несмотря на их название, не будут считаться планетами.

И теперь у нас есть:

I 8 Планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун;

II 5 Планет-карликов: Церера, Плутон, Эрида, Хаумеа, Макемаке;

III Малые тела Солнечной системы, к ним относятся астероиды, большинство ТНО, кометы и другие небольшие тела.

Майк Браун представляет косвенные доказательства существования 9-й планеты. Он же в 2012 году издал книгу «Как я убил Плутон».

Майк Браун представляет косвенные доказательства существования 9-й планеты. Он же в 2012 году издал книгу «Как я убил Плутон»

Забавный факт: Эрида была названа в честь этой же Генеральной Ассамблеи МАС. Эрида — греческий бог раздора, именно это имя открыватель Майк Браун нашел подходящим в свете академического волнения, последовавшего за его открытием.

Проблемы существующего определения:

(а) находится на орбите вокруг Солнца.

Казалось бы, что может быть проще чем этот пункт, но и тут не указано про системы с барицентром, вынесенным за Солнечную поверхность. Так, например, барицентр системы Солнце-Юпитер находится за пределами Солнца: можно ли сказать что в данном случае Юпитер вращается вокруг Солнца? Или например, если другая звезда вращалась бы на орбите вокруг Солнца? Её тогда, получается, также можно назвать планетой. Всё же, наверное, не стоило убирать пункт (в) «не производит энергию по какому-либо механизму ядерного синтеза» из окончательно проекта определения, тем более что при определении экзопланет он также бы пригодился. Но всё же с этим пунктом проблем меньше всего. В основном МАС критикуют за последующие 2 пункта.

(б) имеет достаточную массу для собственной гравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела, так что оно находится в гидростатическом равновесии, принимает «почти круглую» форму.

Основная проблема состоит в том, что точные правила относительно того, как будет измеряться гидростатическое равновесие, в настоящее время остаются неопределенными. Без официальной процедуры расчета нижней границы размера карликовой Планеты, никакие тела не могли быть официально признаны карликовыми планетами. Таким образом, в 2008 году в МАС объявили, что для принятия ТНО в карликовые планеты его абсолютная звездная величина должна быть ярче чем +1. Математически наименьший возможный объект, который мог бы иметь абсолютную величину +1 (идеально отражающий обьект с альбедо 1), имел бы диаметр 838 км. Но даже это условие не гарантирует, что объект будет находиться в гидростатическом равновесии, например, спутник Сатурна Япет при диаметре 1468 км, по данным АМС Кассини, не находится в гидростатическом равновесии.

(в) очистил окрестности вокруг своей орбиты.

Здесь та же проблема, что и в предыдущем пункте, у МАС также нет официальной процедуры расчета очистки орбиты и также того насколько она должна быть очищенной. Несколько астрономов предложили свои алгоритмы, например Λ Стерн-Левисона, µ Соттера, П Марго, но ни один из вариантов так и не приняли в качестве официального.

Ну и напоследок пункт (г) «не является спутником».

Всё те же проблемы: нет официального определения термина «спутник». И непонятно как классифицировать бинарные объекты.

Казалось бы, что сложного в определении планеты, но на самом деле это очень сложная задача, в которой астрономы всё никак не могут достичь согласия, и определение планеты ещё не раз будут пересматривать лучшие умы мира.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

22
Войдите, чтобы читать и оставлять комментарии.
Павел Поцелуев
Администратор

Сократ, огромное спасибо за такой хороший материал!
Позволил себе его отредактировать, обязательно опубликуем в социальных сетях.

Один из лучших пользовательских оригинальных материалов на сайте на данный момент.

Марк Романов
Участник

Веста и Паллада чуть по форме не дотянули 🙂
Спасибо за отличный материал!

Power Of Idiocy
Участник

Получается, новые горизонты вылетел к планете Плутон, но не долетел до планеты…

dzmitry
Участник

Пока летел, власть сменилась 🙂

Vartan Agayanz
Участник

Интересная статья. Удивительным является то, что астрономическое сообщество не может сесть и выработать нормальные и чёткие определения, что же такое планета. К тому же, я не понимаю, что так всех смущает термин «Карликовая планета»?

Plyerv80 Kanal
Участник

У Весты есть все права стать карликовой планетой, она находится в гидростатическом равновесии(ГСР),НО, у нее есть кратер занимающий весь Южный Полюс. ГСР закладывается при рождении, и не может быть сформировано после него. Веста просто не может заполнить кратер, так как столкновение создал объект, который по массе был примерно 70% от Весты и другие астероиды отобрали осколки, не дав Весте закрыть ими кратер.

Scooter Scooter
Участник

Ну вообще-то любой из «спутников» так же вращается вокруг звезды (в данном случае — Солнца), как и «планета», только траектория (орбита) не эллипс или окружность, а, например, спираль (мысленно уберите «материнскую» планету и представьте, как двигался бы «спутник» вокруг Солнца) 😉 Что, кстати, перекликается с материалами недавней статьи этого сайта «Тёмная материя не нужна: «антинаучные» идеи Кеплера могут подтвердиться в новом исследовании» — такое движение — способ максимизации энтропии объекта, т.е. спутника 😉 Так что астрономам ещё придётся попотеть, чтобы придумать адекватное определение «планете», спутнику и т.д.
Лично я бы причислил к планетам любой НЕзвёздный космический объект естественного (природного) происхождения, имеющий «почти шарообразную» форму (а это объекты примерно от 500 км в диаметре). В том числе и спутники планет. Это как дети людей — тоже люди, только маленькие 😉

Показать скрытые комментарии

[скрыть] Последние комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.