Даследуем Сонечную сістэму

Як людзі ўяўляюць сабе Сонечную сістэму? Гэта Сонца, восем планет, іх спадарожнікі і пояс астэроідаў. Але ці так на самай справе? І што знаходзіцца ў поясе астэроідаў? Калі Плутон — не планета, то што? Што знаходзіцца за Плутонам? І што яшчэ ёсць у Сонечнай сістэме? Разбіраем сёння гэтыя пытанні.

Плутон

Пачнем з Плутона. Яго адкрылі ў 1930 годзе, нейкі час ён лічыўся планетай, але праз 76 гадоў, Міжнародны астранамічны саюз (МАС) перавеў яго ў ранг планет-карлікаў. Але на гэтым яго прыгоды не скончыліся. У 1978 годзе быў адкрыты яго галоўны спадарожнік — Харон і ен лічыўся спадарожнікам Плутона, але цяпер лічаць, што гэта падвойная планета, паколькі агульны цэнтр цяжару размешчаны па-за галоўнай планеты. Думаю, больш зразумела будзе па наступным малюнку.

Сістэма Плутон-Харон ў рэальных прапорцыях

Плутон

Харон

Як магла ўтварыцца гэтая сістэма з двух планет? Ёсць дзве самыя распаўсюджванне гіпотэзы. Некаторыя навукоўцы лічаць, што планеты ўтварыліся ў поясе Койпера і ўжо адтуль былі выдраныя гравітацыяй планет-гігантаў. Па іншай гіпотэзе мяркуецца, што сістэма ўтварылася пасля сутыкнення ўжо прота-Плутона з прота-Харонам. З выкінутых абломкаў і ўтварыліся цяперашнія спадарожнікі.

Утварэнне Харона. Верагодна, ў ранняй Сонечнай сістэме прота-Харон сутыкнуўся з прота-Плутонам, утварыўшы аскепкі. Лічыцца, што з гэтых аскепкаў сфармаваліся чатыры малых спадарожніка Плутона

У Плутона ёсць яшчэ некалькі спадарожнікаў: Стыкс, Нікта, Кербер, Гідра. Тэарэтычныя разлікі таксама паказваюць, што ў Плутона можа быць яшчэ больш спадарожнікаў.

Карлікавыя планеты

Калі карлікавая планета Плутон, ці ёсць яшчэ такія планеты ў Сонечнай сістэме? Так, ёсць: Міжнародным астранамічным саюзам афіцыйна прызнаныя пяць карлікавых планет — самы вялікі вядомы астэроід Цэрэра і транснептунавыя аб’екты Макемаке, Плутон, Хаумеа і Эрыс.

Карлікавыя планеты

Аб Плутоне мы ўжо казалі, таму пачнем з планеты Эрыда, якая ідзе наступнай па памеры. Да 2006 года яна прэтэндавала на статус дзесятай планеты, але, так як 24 жніўня 2006 года было зацверджана вызначэнне класічнай планеты, якому Эрыда, не адпавядала, ей прысвоілі статус карлікавай планеты. У планеты ёсць спадарожнік — Дыснамія.

Трэцяя па велічыні карлікавая планета — Макемаке, з’яўляецца транснептунавым аб’ектам. На арбіце планеты ў яе не выяўлена не аднаго спадарожніка, і гэта адрознівае яе ад іншых буйных транснептунавых аб’ектаў, якія валодаюць хоць бы адным спадарожнікам.

Хаумеа — чацвертая па памеры карлікавая планета Сонечнай сістэмы. Таксама як Плутон і Макемаке з’яўляецца транснептунавым аб’ектам. Валодае моцна выцягнутай формай. У планеты выяўлена два спадарожніка — Намака і Хііака. На паверхні Хііакі, як мяркуецца, знаходзіцца вялікая колькасць чыстага вадзянога лёду, што рэдкасць для аб’ектаў пояса Койпера.

Самая маленькая з карлікавых планет Сонечнай сістэмы, але самая цікавая — гэта Цэрэра. З’яўляецца самай блізкай да Зямлі карлікавай планетай і размешчана яна не ў поясе Койпера, а ў поясе астэроідаў. Нейкі час яна разглядалася як паўнавартасная планета Сонечнай сістэмы і, хоць у 1802 годзе яна была класіфікаваная як астэроід, яшчэ некалькі дзесяцігоддзяў працягвала лічыцца планетай. На ўсе на той жа сустрэчы 24 жніўня 2006 года МАС прысвоіў ей статус карлікавай планеты. Спадарожнікаў у яе няма, хоць сустракаюцца і астэроіды са спадарожнікамі.

У 2014 годзе з дапамогай тэлескопа «Гершэль» вакол Цэрэры былі выяўленыя згусткі вадзянога пара. Так яна стала чацвертым целам у Сонечнай сістэме, на якім зафіксаваная водная актыўнасць. Да гэтага такая актыўнасць была толькі на Зямлі, Еўропе (спадарожнік Юпітэра) і Энцэладзе (спадарожнік Сатурна).

Яшчэ адным прэтэндэнтам на статус карлікавай планеты была Сэдна і, хоць МАС не прысвоіў ей гэты статус, дастаткова шмат навукоўцаў лічаць яе такой. Па памеры яна больш чым Цэрэра. Сэдна — транснептунавы аб’ект, які з’яўляецца адным з самых аддаленых вядомых аб’ектаў Сонечнай сістэмы, за выключэннем доўгаперыядычных камет.

Сэдна. Мастацкі малюнак NASA. Правільна адлюстраваны яе вялікая аддаленасць ад Сонца і чырвоны колер паверхні

Арбіта Седны (чырвоная) у параўнанні з арбіты Юпітэра (аранжавая), Сатурна (жоўтая), Ўрана (зяленая), Нептуна (сіняя) і Плутона (бэзавая)

Чаму гэтыя планеты называюць карлікавымі? Асноўным адрозненнем з’яўляецца тое, што карлікавая планета сваей гравітацыяй не можа ачысціць сваю арбіту ад іншых цел.

Мяркуецца, што яшчэ сорак з вядомых аб’ектаў Сонечнай сістэмы належаць да гэтай катэгорыі. Паводле ацэнак навукоўцаў, можа быць выяўлена яшчэ каля двухсот карлікавых планет у поясе Койпера, і да двух тысяч карлікавых планет за яго межамі.

Транснептуновыя аб’екты

Былі ўжо згаданыя транснептунавыя аб’екты, але што ж гэта такое? Гэта касмічныя целы, якія звяртаюцца па арбіце вакол Сонца, і ў якіх сярэдняе адлегласць да Сонца больш чым у Нептуна.

Транснептунавыя аб’екты ўтвараюць пояс Койпера, рассеяны дыск і воблака Оорта. Пра іх пагаворым крыху пазней.

Першым транснептунавым аб’ектам лічыцца Плутон, які быў адкрыты ў 1930 годзе. Наступны транснептунавы аб’ект 1992 QB₁ быў адкрыты толькі праз шэсцьдзесят гадоў. Да ліпеня 2014 года стала вядома ўжо пра 1500 транснептунавых аб’екта.

Мы ўжо казалі аб самых буйных транснептунавых аб’ектах. Яны так жа з’яўляюцца карлікавымі планетамі: Плутон, Эрыс, Макемаке, Хаумеа. Іншыя буйныя транснептунавыя аб’екты з’яўляюцца кандыдатамі на атрыманне статусу карлікавай планеты: 2007 OR₁₀, Харон (спадарожнік Плутона), Квавар, Сэдна, 2002 MS₄, Орк і яшчэ каля дваццаці нябесных цел.

Найбуйнейшыя транснептунавыя аб’екты

Пояс астэроідаў

А дзе знаходзіцца пояс астэроідаў? Ен размешчаны паміж арбітамі Марса і Юпітэра, і ў ім знаходзіцца вялікая колькасць аб’ектаў разнастайных памераў. Гэтыя аб’екты пераважна маюць няправільную форму і называюцца астэроідамі або малымі планетамі. Таксама яго называюць галоўны пояс, каб падкрэсліць яго адрозненне ад іншых падобных абласцей навалы нябесных аб’ектаў, такіх як: пояс Койпера, рассеянага дыска і воблака Оорта.

Пояс астэроідаў

Маса ўсіх астэроідаў ў поясе роўная прыкладна чатыром працэнтам масы Месяца. Прычым вялікая частка масы пояса засяроджаная ў чатырох найбуйнейшых аб’ектах. Цэрэра — гэта самае буйное і найбольш масіўнае цела ў поясе астэроідаў, па сваіх памерах праўзыходнае многія буйныя спадарожнікі планет-гігантаў, і змяшчае амаль траціну (32 %) агульнай масы пояса. Разам з трыма найбуйнейшымі астэроідамі: Вестай (9 %), Палладай (7 %) і Гігеяй (3 %), маса гэтых чатырох астэроідаў даходзіць да 51 %, гэта значыць абсалютная большасць астэроідаў маюць нікчэмную, па астранамічным мерках, масу.

Дыяметр большасці астэроідаў, якіх налічваюць некалькі мільенаў, усяго пара дзясяткаў метраў. Гэтыя астэроіды наколькі моцна рассеяны ў дадзенай галіне касмічнай прасторы, што яшчэ не адзін касмічны апарат, які пралятаў пояс астэроідаў, не быў пашкоджаны імі.

Да астэроідаў Веста і Цэрэра ў 2007 годзе адправілі касмічны апарат «Dawn», і таму цяпер у нас ёсць дакладныя дадзеныя гэтых астэроідаў (маса, дыяметр і г. д.), а таксама іх здымкі.

Анімацыя кручэння Весты

Здымак Цэрэры ў натуральным колеры, зроблены «Dawn» 4 мая 2015 года

Арбіта Цэрэры

Хоць Зямля значна больш ўсіх вядомых астэроідаў, аднак сутыкненне з астэроідам больш трох кіламетраў у памеры, прывядзе да вымірання чалавецтва. Нават дробныя касмічныя целы могуць прывесці да непапраўных наступстваў. Напрыклад, аб’ект, які выклікаў Тунгусскую катастрофу, меў памер за ўсе 50-80 метраў!

Пояс Койпера

Вобласць Сонечнай сістэмы ад арбіты Нептуна (трыццаць астранамічных адзінак (а. а.) ад Сонца) да адлегласці каля пяцідзесяці пяці а. а. ад Сонца называецца «Поясам Койпера». Складаецца ў асноўным з малых цел. Хоць ен і падобны на пояс астэроідаў, яго маса прыкладна ў 20-200 разоў больш і прыкладна ў дваццаць разоў шырэй. У гэтай вобласці знаходзяцца чатыры карлікавыя планеты з пяці. Знешні край пояса Койпера можна было б назваць мяжой Сонечнай сістэмы, але гэта не так. Далей размешчана Воблака Оорта.

Пояс Койпера

Воблака Оорта

Межы Сонечнай сістэмы яшчэ дрэнна вывучаны, але ўжо вядома, што за межамі арбіты Нептуна знаходзяцца трыльены камет і астэроідаў, якія засталіся ад фарміравання Сонечнай сістэмы. Раен, у якім яны знаходзяцца, называюць воблакам Оорта або «Царства камет».

Як мяркуецца, мае сферычную форму і служыць крыніцай доўгаперыядычных камет. Існаванне аблок пакуль не пацверджана, але многія фактары, ускосна паказваюць на яго існаванне. Напрыклад, назіранні за падобнымі сонечнымі сістэмамі. Таксама назіранне ўскладняецца тым, што Сонца амаль не асвятляе аб’екты на такой адлегласці. Адлегласць да знешняй мяжы воблака прыкладна адзін светлавы год, які роўны 9 460 000 мільенаў кіламетраў. Гэта настолькі далека, што гэта складае адну чацвертую адлегласці да Проксімы Цэнтаўра, зоркі бліжэйшай да Зямлі пасля Сонца!

Воблака Оорта

Калі дабрацца да мяжы нашай Сонечнай сістэмы, то апынецца, што гэта вельмі халоднае і далекае месца, а Сонца будзе здавацца толькі маленькай яркай зоркай. Ці варта ўвогуле вывучаць такія аддаленыя месцы? Вядома, варта. Бо гэта дапаможа нам даведацца пра тое, як фарміравалася наша Сонечная сістэма і наогул Сусвет. Сёння мы даведаліся, што Сонечная сістэма — гэта не толькі Сонца і восем планет, а велізарная сістэма з шматлікімі аб’ектамі, якія ўплываюць адзін на аднаго і на нашу з вамі планету!