18 марта 2017 г. | Автор: Тигран Оганесян
Как Плутон перестали считать за планету

В 2006 году Международный Астрономический Союз (МАС) исключил Плутон из числа планет Солнечной системы, причислив его к карликовым планетам. Прежде чем узнать, почему так произошло, и что теперь следует понимать под термином "планета", вспомним, как человечество открыло звездные тела.  

Наша Солнечная система - это центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются вокруг нее, включая Землю. Несмотря на огромные размеры (по современным оценкам протяженность Солнечной системы не менее 60 млрд километров), она всего лишь одна из сотен миллиардов систем, входящих в состав галактики Млечный Путь. В свою очередь, многие миллиарды галактик, больших или меньших чем Млечный Путь — составляют всю Вселенную.

Большинство звезд и планет Солнечной системы сформировалось в космическом пространстве около 4.5 миллиардов лет назад. Сначала из гигантского газопылевого облака образовался центральный и самый большой объект – звезда Солнце. Затем вокруг Солнца из оставшегося строительного материала стали формироваться различные твердые тела значительно меньшего размера и массы: астероиды, кометы и планеты. Все они появились благодаря последовательному “захвату” более мелких объектов. Например, астероиды состоят из камня и металлов, кометы изо льда. Мы не зря назвали их мелкими, на фоне Солнца даже самые большие планеты смотрятся очень скромно: ученые подсчитали, что 99.86% от всей массы Солнечной системы приходится именно на нашу центральную звезду.

Гиганты и карлики

В солнечной системе 8 наиболее крупных небесных тел или планет, включая Землю. Кроме нее, вокруг Солнца совершают свое путешествие в космосе еще 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Две последние можно наблюдать только в телескоп, остальные видны невооруженным глазом.

Ближайшие к Солнцу планеты: Меркурий, Венера, Марс и Земля принято называть “планетами земного типа”. Такое название они получили потому, что обладают рядом признаков, близких к земным

Вторую группу планет Солнечной системы астрономы называют “газовыми гигантами”, сюда входят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Гигантами они условно называются из-за того, что намного крупнее планет земной группы.

Критерии различия планет: 

ЗЕМНОЙ ТИПГАЗОВЫЕ ГИГАНТЫ
  • Очень мало или вообще нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, а Венера и Меркурий — “планеты-одиночки”
  • Смогли сохранить мощные газовые оболочки, предположительно окружающие очень небольшие плотные ядра
  • Недра состоят из силикатов (различных смесей кремния и кислорода) и железа
  • Средняя плотность этих планет выше плотности воды
  • Медленно вращаются вокруг своих осей
  • Смогли сохранить мощные газовые оболочки, предположительно окружающие очень небольшие плотные ядра
  • Вообще не имеют твердых поверхностей
  • Обладают большим числом спутников. У Юпитера их более 60, Сатурна — более 50, Урана — 27, а у Нептуна — 13
  • Атмосфера в основном состоит из самых легких элементов — водорода и гелия, и они обладают малыми средними плотностями, близкими к плотности воды (т.е. около 1 г/см3)
  • Планеты-гиганты вращаются вокруг своих осей намного быстрее
  • Находятся на значительном расстоянии от Солнца
От античности до нового времени

Открытие планет Солнечной системы произошло не сразу, а шаг за шагом, на основании побед и ошибок.

Марс, Венера, Юпитер и Сатурн – очень яркие объекты, хорошо различимые в ночном небе, поэтому все они были известны человечеству с античных времен.

Сложнее было обнаружить существование небольшого Меркурия (его диаметр – около 4900 км), двигающегося по самой близкой к Солнцу орбите. Однако и он был успешно идентифицирован древнегреческими астрономами.

Пополнить планетарный список земные ученые смогли лишь в конце XVII столетия благодаря важнейшему техническому изобретению, – оптическому телескопу.

Следующим по счету стал Уран, открытый британским астрономом Уильямом Гершеле 13 марта 1781 г. Коллеги Гершеля – европейские астрономы и математики совместными усилиями рассчитали примерные размеры и орбиту Урана и уже после первых подсчетов стало ясно, что новая планета находится примерно в два раза дальше от Солнца, чем Сатурн. Благодаря открытию Урана границы нашей Солнечной системы были существенно расширены.

Планета Нептун была вообще открыта учеными “заочно”. Точнее, о ее существовании и предполагаемом местоположении ученые узнали еще до того, как она была реально обнаружена. В начале 40-х гг. XIX века англичанин Джон Кауч Адамс и француз Урбен Леверье независимо друг от друга установили, что вычисленная ранее теоретиками орбита Урана немного не совпадает с экспериментально зафиксированной траекторией ее движения. Адамс и Леверье заявили о том, что причиной этого должно являться гравитационное притяжение Урана со стороны другой планеты, пока еще неизвестной науке. Им удалось достаточно точно определить орбиту этой “незнакомки”, ее массу и текущее местоположение на небосводе.

Леверье направил письмо сотруднику Берлинской обсерватории Иоганну Галле с просьбой проверить эти выкладки и в ночь с 23 на 24 сентября 1846 г. Галле при помощи телескопа обнаружил восьмую планету от Солнца на расстоянии менее 1° от предсказанной Леверье точки. 

Было девять, стало восемь

Вскоре после открытия Нептуна ученые предположили, что на еще большем расстоянии от Солнца должна находиться девятая планета. После многих десятилетий безуспешных поисков в 1930 году долгожданный успех пришел к американцу Клайду Томбо, наконец сумевшему разглядеть крошечную тусклую точку в звездном небе, названную Плутоном. Воодушевленные этим открытием астрономы сразу же официально признали его новым полноправным членом планетарного клуба. Однако последующие наблюдения за Плутоном показали, что он не похож на остальные восемь планет. Так, по своим размерам (диаметр Плутона - всего 2390 км) он уступает семи спутникам планет-гигантов Солнечной системы, его очень вытянутая орбита периодически пересекается с орбитой Нептуна, и иногда он даже становится ближе к Солнцу, чем Нептун. Кроме того, в 1978 г. рядом с Плутоном был обнаружен “спутник” Харон, размером в половину своего “хозяина” (его диаметр – чуть более 1200 км). Причем ученые затем установили, что на самом деле Харон – это скорее не спутник Плутона, а его сосед: Плутон и Харон совершают один полный оборот вокруг общего центра масс за шесть с лишним земных суток.

Более шести десятилетий Плутон казался ученым непонятной аномалией. Ситуация стала резко меняться в начале 90-х гг. XX века, когда, благодаря существенному прогрессу, достигнутому в телескопической технологии астрономы наконец смогли экспериментально обнаружить по соседству с Плутоном новые удаленные космические объекты со схожими свойствами.

Все эти очень холодные и твердые объекты принадлежали к похожему на огромный бублик региону нашей Солнечной системы, расположенному за орбитой Нептуна, существование которого было предсказано еще в 1951 г. голландским астрономом Герардом Койпером.

В честь голландца этот регион назвали поясом Койпера, но лишь в 1992 г. астрономы обнаружили его первого обитателя. А еще через несколько лет ученым стало понятно, что пояс Койпера действительно населен большим количеством различных небесных тел, размеры многих из которых, в теории, должны быть вполне сопоставимыми с плутоновскими.

До поры до времени Международный Астрономический Союз (МАС), главная мировая организация, отвечающая за наведение порядка в используемых научных терминах и понятиях, хранил молчание по поводу намечающегося большого конфуза с пониманием того, что теперь будет обозначаться столь привычным словом “планета”.

Расшевелить руководителей МАС удалось лишь в июле 2005 г., после того, как группа американских астрономов заявила о том, что им удалось обнаружить в поясе Койпера объект, который, возможно, даже больше Плутона. И МАС в спешном порядке создал спецкомиссию для разработки обновленного определения термина “планета”. После долгих и ожесточенных споров в конце августа 2006 г. на 26-й Ассамблее МАС в Праге было принято историческое решение, шокировавшее многих.

Вместо того, чтобы признать новый объект, позднее получивший имя Эрида в честь древнегреческой богини раздора, очередной десятой планетой Солнечной системы, МАС постановил, что не только Эриду, но и Плутон не следует считать нормальными планетами и вновь сократил официальный список планет до восьми.

Для того же, чтобы куда-то переместить Плутон, Эриду и прочих потенциальных кандидатов из пояса Койпера, МАС придумал новую специальную категорию, – “карликовые планеты”.

По различным оценкам учёных, в поясе Койпера или еще дальше от него могут обнаружиться от нескольких десятков до нескольких сотен новых объектов, которые обладают характеристиками “карликовых планет”.

В чем же заключаются новые критерии МАС, разделившего планеты на две категории, – “нормальных” и “карликовых”?

Двумя их общими характеристиками являются:

1) обращение вокруг Солнца, а не вокруг каких-либо иных небесных тел;

2) наличие достаточной массы для того, чтобы под действием сил гравитации иметь сферическую форму.

Принципиальное же отличие между ними, по мнению МАС, заключается в том, что карликовые планеты, в отличие от “нормальных”: “не могут расчистить окружающее космическое пространство от других соседних объектов”, то бишь, и не  поглощают другие объекты на своей орбите, и не выталкивают их своей гравитацией.

Этот критерий, безусловно, можно понимать по-разному, и очень многие ученые выражают сегодня резкое недовольство таким странным решением МАС. Целый ряд астрономов настаивает, что искусственное разделение планет на две подкатегории вообще неправильно и МАС следует все-таки признать Плутон, Эриду и прочих относительно крупных обитателей пояса Койпера полноправными планетами.

Ученый Университета Джона Хопкинса Кирби Руньон (Kirby Runyon) собирается защитить доклад на Научной лунной и планетарной конференции в Техасе, в котором намеревается доказать, что Плутон отвечает всем свойствам планет. Руньон и шестеро других ученых определяют понятие “планета” как “суб-звездные массивные тела, которые никогда не подвергались ядерному синтезу”. Но если это определение будет принято, оно не только вернет статус планеты Плутону, но и добавит порядка 110 планет в Солнечную систему.

Помимо нашей Солнечной системы, в течение последних двадцати с лишним лет ученые смогли обнаружить сотни планет далеко за ее пределами (такие объекты получили название “экзопланеты”). Поэтому наши надежды на то, что рано или поздно на некоторых из них удастся обнаружить признаки разумной жизни, сегодня сильно возросли.