За 700 лет вокруг Солнца

В Солнечной системе стало на одну карликовую планету больше

Снимок Плутона, сделанный New Horizons (цвета искусственные). Иллюстрация: NASA/JHUAPL/SwRI

Астрономы, работающие в проекте исследования эволюции внешней части Солнечной системы (Outer Solar System Origins Survey, OSSOS), обнаружили новую карликовую планету. Что она собой представляет, много ли таких еще в Солнечной системе и есть ли они у других звезд, рассказывают ученые.

Мишель Баннистер (Michele Bannister) из Университета Виктории в Канаде и ее коллеги впервые заметили новую карликовую планету в феврале 2016 года на снимках, сделанных в обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях. Теперь ее существование официально признано Центром малых планет Международного астрономического союза. Карликовая планета пока называется 2015 RR245, имя она получит через несколько лет, когда ученые уточнят ее орбиту.

Снимки, на которых была обнаружена карликовая планета 2015 RR245
Снимки, на которых была обнаружена карликовая планета 2015 RR245. Фото: OSSOS team


«Удивительно, что этот объект не был до сих пор известен. RR245, по меркам современной астрономии, довольно яркий объект, и его могли обнаружить и предыдущие исследования. Это напоминает нам о том, как неполны наши знания об объектах такого размера. Думаю, это не последняя находка», — пояснила Баннистер.

В 120 раз дальше от Солнца чем Земля

RR245 в три раза меньше Плутона. Ее диаметр — около 700 километров, а орбита — одна из самых больших среди карликовых планет. Оборот вокруг Солнца занимает 700 лет, а в самой далекой от Солнца точке орбиты планета оказывается в 120 раз дальше от звезды, чем Земля. Ближе всего к Земле RR245 подойдет в 2096 году: между планетами будет всего пять миллиардов километров.

Предположительная орбита RR245 (оранжевым цветом)
Предположительная орбита RR245 (оранжевым цветом). Иллюстрация: Alex Parker OSSOS team


Предположительно, поверхность планеты покрыта льдом из воды, азота и, возможно, угарного газа. На ней жутко холодно: всего около 50 градусов по Кельвину, то есть на 50 градусов выше абсолютного нуля. Жизнь при таких условиях невозможна.

Сотни планет

Еще десяток лет назад в Солнечной системе было девять всем известных планет, самой далекой из которых был Плутон. Однако Плутон заметно выбивался из общего ряда своим несолидным для планеты размером и наклоном плоскости орбиты. Так что ученые давно подозревали, что он лишь один из многих объектов, населяющих совершенно неизученную в то время область за орбитой Нептуна.

Снимок Плутона, сделанный New Horizons (цвета искусственные)
Снимок Плутона, сделанный New Horizons (цвета искусственные). Иллюстрация: NASA/JHUAPL/SwRI


К началу 2000-х годов это предположение уже подтверждалось сотнями небесных тел, найденных за орбитой Нептуна. Плутон по-прежнему был самым большим из них, но в 2005 году астрономы нашли сопоставимую с ним по размерам планету Эриду. Плутон был «разжалован» и стал лишь одним из представителей нового класса карликовых планет.

Сколько их еще в Солнечной системе

В настоящий момент карликовых планет официально пять: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида.

«Нет сомнений, что известными пятью планетами-карликами их семейство в Солнечной системе не ограничивается. В феврале 2015 года один из первооткрывателей этих объектов Майк Браун опубликовал оценку числа планет-карликов: 10 существуют практически наверняка, 26 — весьма вероятно, 49 — вполне вероятно, 86 — возможно, 371 — не исключено», — рассказал Владимир Сурдин, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга МГУ.

При попытках оценить, сколько еще карликовых планет может быть в Солнечной системе, нужно учитывать два момента, считает Дмитрий Вибе, ведущий научный сотрудник Института астрономии РАН.

Во-первых, эти оценки основываются на количестве и свойствах уже известных объектов за орбитой Нептуна. «Однако за орбитой Нептуна существует несколько различных семейств небесных тел. Для некоторых семейств статистика пока слишком бедна, чтобы делать хоть сколько-нибудь определенные оценки. Какие-то группы объектов и вовсе могут быть нам пока неизвестны», — сказал ученый.

«Во-вторых, в подавляющем большинстве случаев мы не можем напрямую определить ни форму, ни хотя бы даже просто размер транснептунового объекта. Мы видим только его яркость, которую можно пересчитать в размер, сделав некоторые предположения об оптических свойствах поверхности объекта (при одной и той же видимой яркости он может быть маленьким и светлым или большим и темным). При этом мы знаем, что среди транснептуновых объектах попадаются как довольно светлые, так и весьма темные тела. Неправильно задав свойства поверхности, можно очень сильно ошибиться в размерах», — отметил Вибе.

С учетом этих оговорок количество транснептуновых объектов поперечником более 100 км оценивается сейчас, как минимум, в несколько десятков тысяч.

Однако для поиска новых планет потребуются другие исследовательские проекты. «Разумеется, далекие от Солнца планеты открыть будет сложно — там очень темно. Нужны большие широкоугольные телескопы, которых пока мало, а работы у них много. Но астрономы никогда не прекращали поиски новых тел в Солнечной системе. Такое открытие для астронома — высшая награда», — сказал Сурдин.

Вблизи карликовые планеты уже изучали два космических аппарата — New Horizons, который в июле 2015 года долетел до Плутона и теперь направляется к небольшому небесному телу 2014 MU69, и Dawn, который сейчас исследует Цереру.

Церера на снимке Dawn
Церера на снимке Dawn. Фото: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Ранняя Солнечная система

Карликовые планеты интересны тем, что по их орбитам можно судить о том, как формировалась ранняя Солнечная система и как большие планеты оказались на своих орбитах, выкинув карликовые на окраину. «Как это произошло? Сколько времени это заняло? Транснептуновые объекты — ключ к пониманию истории Солнечной системы», — объяснила Баннистер.

Недавно расчеты, основанные на анализе траекторий небесных тел за орбитой Нептуна, позволили ученым предположить, что в Солнечной системе есть еще одна, отнюдь не карликовая, планета — газовый гигант массой в 10 раз больше земной, который обращается вокруг Солнца за 15 тысяч лет. Пока эту планету никто не видел, но астрономы считают эти расчеты весьма убедительными.

Как живут карликовые планеты

В настоящее время в истории карликовых планет наступило затишье. Большую часть времени они проводят вдали от Солнца и друг от друга, так что им не грозит опасность развалиться на части, как это происходит с кометами при приближении к звезде, или столкнуться друг с другом.

«На ранней стадии развития Солнечной системы они существовали в очень активной среде: близко друг к другу и к Солнцу, а теперь они меняются очень медленно и сохраняют отпечаток условий тех ранних времен», — рассказала ученый.

«Карлики» у других звезд

За последние несколько лет астрономы нашли множество планет не только в Солнечной системе, но и за ее пределами. В основном благодаря телескопу «Кеплер» на сегодняшний день известно почти пять тысяч кандидатов в экзопланеты и более двух тысяч подтвержденных экзопланет.

Вполне вероятно, что в других звездных системах есть и карликовые планеты, правда, напрямую наблюдать эти относительно небольшие объекты у других звезд пока невозможно.

«Открыть индивидуальные карликовые планеты у других звезд еще долго будет невозможно. Но зоны, подобные поясу Койпера, плотно населенные такими и менее крупными объектами, уже обнаруживаются по суммарному тепловому излучению этих тел», — рассказал Сурдин.

«О наличии подобных тел в системах других звезд мы можем судить только по косвенным признакам. И такие признаки есть. К ним относят, например, так называемые осколочные (или обломочные) диски у молодых звёзд. Предполагается, что такие диски состоят из мелких частиц, образующихся в результате дробления более крупных тел (потенциальных карликовых
планет). Конечно, на основании этой информации сложно судить о том, насколько эти карликовые планеты похожи или не похожи на карликовые планеты в Солнечной системе», - объяснил Вибе.
Теги:

Читать еще на Чердаке: