Досліджуємо Сонячну систему

Як люди уявляють собі Сонячну систему? Це Сонце, вісім планет, їх супутники і пояс астероїдів. Але чи так це насправді? І що знаходиться в поясі астероїдів? Якщо Плутон — не планета, то що? Що знаходиться за Плутоном? І що ще є в Сонячній системі? Розбираємо сьогодні ці питання.

Плутон

Почнемо з Плутона. Його відкрили в 1930 році, і якийсь час він вважався планетою, але через 76 років Міжнародний астрономічний союз (МАС) перевів його в ранг планет-карликів. Але на цьому пригоди небесного тіла не закінчилися. У 1978 році був відкритий його головний супутник — Харон і він вважався супутником Плутона, але тепер вважають, що це подвійна планета, оскільки загальний центр ваги розташований поза головною планетою. Думаю, більш зрозуміло буде за наступним зображенням.

Система Плутон-Харон в реальних пропорціях

Плутон

Харон

Як могла утворитися ця система з двох планет? Є дві найпоширеніші гіпотези. Деякі вчені вважають, що планети утворилися в поясі Койпера і вже звідти були вирвані гравітацією планет-гігантів. За іншою гіпотезою передбачається, що система утворилася після зіткнення вже прото-Плутона з прото-Хароном. З викинутих уламків і утворилися нинішні супутники.

Утворення Харона. Ймовірно, в ранній Сонячній системі прото-Харон зіткнувся з прото-Плутоном, утворивши осколки. Вважається, що з цих осколків сформувалися чотири малих супутника Плутона

У Плутона є ще кілька супутників: Стікс, Нікс, Кербер, Гідра. Теоретичні розрахунки також показують, що у Плутона може бути ще більше супутників.

Карликові планети

Якщо Плутон карликова планета, чи є ще такі планети в Сонячній системі? Так, є: Міжнародним астрономічним союзом офіційно були визнані п’ять карликових планет — найбільший відомий астероїд Церера і транснептунові об’єкти Макемаке, Плутон, Хаумеа і Еріда.

Карликові планети

Про Плутон ми вже говорили, тому почнемо з планети Еріда, яка йде наступною за розміром. До 2006 року вона претендувала на статус десятої планети, але, так як 24 серпня 2006 було затверджено визначення класичної планети, якому Еріда не відповідала, їй присвоїли статус карликової планети. У планети є супутник — Дисноміїя.

Третя за величиною карликова планета — Макемаке, яка є транснептуновим об’єктом. На орбіті у планети не виявлено жодного супутника, і це відрізняє її від інших великих транснептунових об’єктів, які мають хоча б один супутник.

Хаумеа — четверта за розміром карликова планета Сонячної системи. Також як Плутон і Макемаке являється транснептуновим об’єктом. Має сильно витягнуту форму. У планети виявлено два супутника — Намака і Хііака. На поверхні Хііака ймовірно знаходиться велика кількість чистого водяного льоду, що рідкість для об’єктів пояса Койпера.

Найменша з карликових планет Сонячної системи, але найцікавіша — це Церера. Є найближчою до Землі карликовою планетою і розташована вона не в поясі Койпера, а в поясі астероїдів. Якийсь час вона розглядалася як повноцінна планета Сонячної системи і, хоч в 1802 році вона була класифікована як астероїд, ще кілька десятиліть продовжувала вважатися планетою. Та все на тій же зустрічі 24 серпня 2006 року МАС присвоїла їй статус карликової планети. Супутників у неї немає, хоча зустрічаються і астероїди із супутниками.

У 2014 році за допомогою телескопа «Гершель» навколо Церери були виявлені згустки водяної пари. Так вона стала четвертим тілом в Сонячній системі, на якому зафіксована водна активність. До цього така активність була тільки на Землі, Європі (супутник Юпітера) і Енцеладі (супутник Сатурна).

Ще одним претендентом на статус карликової планети була Седна і, хоч МАС не присвоїв їй цей статус, досить багато вчених вважають її такою. За розміром вона більше ніж Церера. Седна — транснептуновий об’єкт, який є одним з найбільш віддалених відомих об’єктів Сонячної системи, за винятком довгоперіодичних комет.

Седна. Художнє зображення NASA. Правильно відображені її велика віддаленість від Сонця і червоний колір поверхні

Орбіта Седни (червона) в порівнянні з орбітами Юпітера (помаранчева), Сатурна (жовта), Урана (зелена), Нептуна (синя) і Плутона (бузкова)

Чому ці планети називають карликовими? Основною відмінністю є те, що карликова планета своєю гравітацією не може розчистити свою орбіту від інших тіл.

Передбачається, що ще сорок з відомих об’єктів Сонячної системи належать цій категорії. За оцінками вчених, може бути виявлено ще близько двохсот карликових планет в поясі Койпера, і до двох тисяч карликових планет за його межами.

Транснептунові об’єкти

Були вже згадані транснептунові об’єкти, але що ж це таке? Це космічні тіла, які обертаються по орбіті навколо Сонця, і у яких середня відстань до Сонця більше ніж у Нептуна.

Транснептунові об’єкти утворюють пояс Койпера, розсіяний диск і хмару Оорта. Про них поговоримо трохи пізніше.

Першим транснептуновим об’єктом вважається Плутон, який був відкритий в 1930 році. Наступний транснептуновий об’єкт 1992 QB₁ був відкритий лише через шістдесят років. До липня 2014 року стало відомо вже про 1500 транснептунових об’єктів.

Ми вже говорили про найбільші транснептунові об’єкти. Вони так само є карликовими планетами: Плутон, Еріда, Макемаке, Хаумеа. Інші великі транснептунові об’єкти є кандидатами на отримання статусу карликової планети: 2007 OR₁₀, Харон (супутник Плутона), Квавар, Седна, 2002 MS₄, Орк і ще близько двадцяти небесних тіл.

Найбільші транснептунові об’єкти

Пояс астероїдів

А де знаходиться пояс астероїдів? Він розташований між орбітами Марса і Юпітера, і в ньому знаходиться велика кількість об’єктів всіляких розмірів. Ці об’єкти переважно мають неправильну форму і називаються астероїдами або малими планетами. Також його називають головний пояс, щоб підкреслити його відмінність від інших подібних областей скупчення небесних об’єктів, таких як: пояс Койпера, розсіяного диска і хмари Оорта.

Пояс астероїдів

Маса всіх астероїдів в поясі дорівнює приблизно чотирьом відсоткам маси Місяця. Причому більша частина маси пояса зосереджена в чотирьох найбільших об’єктах. Церера — це найбільше і найбільш масивне тіло в поясі астероїдів, за своїми розмірами перевершує багато великих супутників планет-гігантів, і містить майже третину (32 %) загальної маси пояса. Разом з трьома найбільшими астероїдами: Вестою (9 %), Палладой (7 %) і Гігея (3 %), маса цих чотирьох астероїдів доходить до 51 %, тобто абсолютна більшість астероїдів мають незначну, за астрономічними мірками, масу.

Діаметр більшості астероїдів, яких налічують кілька мільйонів, всього пара десятків метрів. Ці астероїди настільки сильно розпорошені в даній області космічного простору, що ще не один космічний апарат, який пролітав пояс астероїдів, не був пошкоджений ними.

До астероїда Веста і Церера в 2007 році відправили космічний апарат «Dawn», і тому зараз у нас є точні дані цих астероїдів (маса, діаметр і т. д.), а також їх знімки.

Анімація обертання Вести

Знімок Церери в натуральному кольорі, зроблений «Dawn» 4 травня 2015 року

Орбіта Церери

Хоча Земля значно більша всіх відомих астероїдів, однак зіткнення з астероїдом більше трьох кілометрів в розмірі, призведе до вимирання людства. Навіть невеликі космічні тіла можуть привести до непоправних наслідків. Наприклад, об’єкт, який викликав Тунгуську катастрофу, мав розмір всього 50–80 метрів!

Пояс Койпера

Область Сонячної системи від орбіти Нептуна (тридцять астрономічних одиниць (а. о.) Від Сонця) до відстані близько п’ятдесяти п’яти а. о. від Сонця називається «Поясом Койпера». Складається в основному з малих тіл. Хоча він і схожий на пояс астероїдів, його маса приблизно в 20–200 разів більша і приблизно в двадцять разів ширша. У цій області знаходяться чотири карликові планети з п’яти. Зовнішній край пояса Койпера можна було б назвати кордоном Сонячної системи, але це не так. Далі розташовано Хмара Оорта.

Пояс Койпера

Хмара Оорта

Межі Сонячної системи ще погано вивчені, але вже відомо, що за межами орбіти Нептуна знаходяться трильйони комет і астероїдів, що залишилися від формування Сонячної системи. Район, в якому вони знаходяться, називають хмарою Оорта або «Царство комет».

Ймовірно має сферичну форму і служить джерелом довгоперіодичних комет. Існування хмари поки не підтверджено, але багато факторів опосередковано вказують на її існування. Наприклад, спостереження за схожими сонячними системами. Також спостереження ускладнюється тим, що Сонце майже не висвітлює об’єкти на такій відстані. Відстань до зовнішнього кордону хмари приблизно один світловий рік, який дорівнює 9 460 000 мільйонів кілометрів. Це настільки далеко, що це становить одну четверту відстані до Проксіма Центавра, найближчої зірки до Землі після Сонця!

Хмара Оорта

Якщо дістатися до кордону нашої Сонячної системи, то виявиться, що це дуже холодне і далеке місце, а Сонце буде здаватися лише маленькою яскравою зіркою. Чи варто взагалі вивчати такі віддалені місця? Звичайно, варто. Адже це допоможе нам дізнатися про те, як формувалася наша Сонячна система і взагалі Всесвіт. Сьогодні ми дізналися, що Сонячна система — це не тільки Сонце і вісім планет, а величезна система з численними об’єктами, які впливають один на одного і на нашу з вами планету!