Отличать карликовые планеты от «обычных» оказалось для астрономов трудной задачей.
В августе 2006 г. было принято определение, которое, однако, применимо только в Солнечной системе. Договорились, что планета - это небесное тело, которое (а) обращается вокруг Солнца, (б) имеет достаточную массу для того, чтобы собственное его тяготение превосходило твердотельные силы и тело могло принять близкую к сферической форму и (в) очистило окрестности своей орбиты. Под это определение не подходит Плутон, и поэтому он сейчас считается карликовой планетой. То же самое верно и в отношении Цереры - самого крупного объекта в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Но это новое определение все еще остается предметом споров. Некоторые астрономы считают его слишком неточным, потому что оно не содержит критериев описания «окрестностей» планеты, а также не уточняет, в каком случае следует считать эти окрестности «очищенными». Они также отмечают, что по всей Солнечной системе носятся мелкие небесные тела.
На рисунке. На иллюстрации изображены основные небесные тела нашей Солнечной системы в одном масштабе. Справа от Солнца сверху вниз расположены Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вместе с их крупнейшими спутниками. В самом низу расположена карликовая планета Плутон вместе со своим спутником.
Определение
Определение карликовой планеты звучит как: небесное тело, не являющееся спутником, вращающееся вокруг звезды, имеющее достаточную массу, чтобы принять форму шара с помощью гравитации, но не способное очищать свою орбиту от различного космического мусора и планетезималей.
Данный термин весьма размыт и неточен, отчего вызывает массу споров в научном сообществе. Точно известно, что карликовая планета НЕ является ни планетой, ни спутником.
Размер и масса
Для принятия формы шара, сплюснутого у полюсов, необходимо, чтобы гравитация небесного тела была достаточно сильной, чтобы влиять на его округление. Ее внутреннее давление в итоге делает поверхность более пластичной, выравнивает возвышенности, наполняет глубокие впадины. Особо мелкие небесные тела, типа астероидов, не могут себе такого позволить. Их гравитация слишком мала, чтобы поддерживать округлую форму.
Максимально близкими к карликовым планетам являются сфероиды – тела, длинной в пару километров, гравитация которых уже значительно больше простых астероидов, но все еще не достаточная, чтобы принять правильную форму. Думаю, всем понятно, что чем больше размер и масса небесного тела, тем быстрее повышается его внутреннее давление. Оно растет до тех пор, пока не станет превышать внутреннюю силу сжатия. Тогда объект и округляется на столько, на сколько это возможно. Так и появляется карликовая планета, которая по сути просто большой кусок камня в поясе астероидов, типа Цереры.
Однако вращение планеты вокруг собственной оси может влиять на ее округлость. Если она не вращается, она будет оставаться ровной сферой. Вращение же заставит ее слегка вытянуться. И чем быстрее оно будет происходить, тем больше тело будет вытягиваться. Ярчайший пример быстрого вращения – Хаумеа.
Пределы размеров карликовых планет четко не определены. Минимальный размер и масса небесного тела для превращения его в карликовую планету должно быть достаточным для достижения гидростатического равновесия. И для каждого небесного тела этот порог свой из-за разных составов и происхождения.
Жесткие силикаты, например, достигают этого равновесия только при размерах больше полутысячи километров. Не на столько жесткие объекты могут сделать это и после достижения размеров более 300км. Поэтому и нет точных стандартов размера и массы карликовых планет. И принадлежность небесного тела к таким объектам выясняется больше по его форме.
Очищение орбиты
Одного гидростатического равновесия оказалось мало для подведения суждений о небесном теле. Поэтому ученые решили изучать еще и их способность к очищению собственной орбиты. Говоря простым языком, планеты должны уметь убирать мелкие объекты в окрестностях рядом с собой, сталкиваясь с ними или захватывая гравитацией. Карликовые планеты такой способностью не обладают.
Для определения вероятности успешного очищения небесным телом своей орбиты придумали особый параметр, который показывает вероятность столкновения его с другими объектами. Американские астрономы даже предлагали использовать данный параметр, чтобы наконец определить границу между обычными планетами и карликовыми.
Признанные и возможные карликовые планеты
Признанных карликовых планет в Солнечной системе пока пять: всем известные Плутон и Церера, описанная выше вытянутая Хаумеа, а еще Эрис и Макемаке. Но лишь первые два представителя этого списка достаточно тщательно изучались, чтобы полноценными членами клуба карликовых планет.
Есть еще несколько возможных кандидатов на это звание. Среди них: Седна, Орк и Квавар. Список на самом деле гораздо больше, около 40, и в основном эти объекты располагаются в поясе Койпера. Исключением является лишь Седна.
Ученые говорят, что в поясе Койпера могут располагаться еще около двух сотен карликовых планет, а за ним их и вовсе может быть тысячи.
Разногласия
Принятие определения о том, что такое карликовая планета в 2006-ом потянуло за собой всяческие разногласия между разными учеными. Кто-то голосовал за то, что планет в Солнечной системе должно быть только восемь, другие говорили, что данное определение некорректно.
Противников этого определения можно понять, потому что ровно, как и Плутон, так и Земля, и некоторые другие планеты Солнечной системы не до конца очищают окрестности собственных орбит. Рядом с Землей вращаются вокруг звезды еще несколько тысяч астероидов, избавиться от которых она не может. А около орбиты Юпитера таких небесных тел и вовсе сотни тысяч.
Ответным аргументом на это противоречие было то, что планеты пусть и не до конца могут очистить свои окрестности, но при этом они целиком и полностью могут контролировать орбиты более мелких тел в своей орбитальной зоне.
Также это определение не позволяет классифицировать объекты вне Солнечной системы. Невозможно точно определить, очищает ли внесолнечное тело окрестности собственной орбиты или нет. Точного определения так и не было дано, но были заданы минимальные рамки размеров и массы тел вне нашей системы, которые позволят считать его планетой. Общепринято, что эти параметры должны быть такими же, какие установлены для планет Солнечной системы. И это определение кажется еще более сомнительным, чем термин карликовых планет. Потому что высказываться по поводу небесных тел, основываясь на такой маленькой выборке из восьми объектов, как-то ненаучненько.
Как вы уже поняли, не все ученые, являющиеся членами MAC (организации, принимавшей данное решение) высказались в пользу термина карликовых планет. Однако определение все же прижилось, хоть споры о нем ведутся до сих пор. Аналогично минимальным требованиям для определения планеты, термин карликовых планет также основан на слишком маленькой выборке, поэтому, возможно, более точное их описание будет тогда, когда астрономы обнаружат их гораздо больше.
