Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Согласно геофизическому определению , любой объект планетарной массы является планетарным телом . Определения различаются относительно того, являются ли все планетные тела планетами .

Определения [ править ]

В 2002 году планетологи Алан Стерн и Гарольд Левисон предложили следующие правила, чтобы определить, удовлетворяет ли объект в космосе определению планетарного тела, которые были разработаны с целью сохранения Плутона как планеты. [1]

Планетарное тело определяются как любое тело в пространстве , которое удовлетворяет следующее проверяемое верхнее и нижнюю грань критерии в отношении его массы: Если изолированно от внешних возмущений (например, динамических и тепловых), сусло тела:

  1. Быть достаточно малой массой, чтобы ни в какое время (в прошлом или в настоящем) он не мог генерировать энергию внутри себя из-за какой-либо самоподдерживающейся цепной реакции ядерного синтеза (иначе это был бы коричневый карлик или звезда ). А также,
  2. Быть достаточно большим, чтобы его форма определялась в первую очередь силой тяжести, а не механической силой или другими факторами (например, поверхностным натяжением, скоростью вращения) менее чем за время Хаббла , чтобы тело могло в этом масштабе времени или быстрее достичь состояния гидростатического равновесия в его интерьер.

Они пояснили, что отличительной чертой планетности является коллективное поведение массы тела, которое преодолевает механическую силу и превращается в равновесный эллипсоид, форма которого определяется его собственной гравитацией, и что определение допускает ранний период, в течение которого гравитация может еще не полностью сформироваться. проявила себя как доминирующая сила . Они разделили планетные тела на следующие подклассы:

  • планеты , которые вращаются вокруг своих звезд напрямую
  • спутников планетарного масштаба , которых в Солнечной системе семь (Луна, Галилеевы спутники , Титан и Тритон, причем последний, по-видимому, «раньше сам по себе планета»)
  • несвязанные планеты , планеты- изгои между звездами
  • двойные планеты , в которых планета и массивный спутник вращаются вокруг точки между двумя телами (единственный пример в Солнечной системе - Плутон-Харон)

Кроме того, есть важные динамические категории:

  • сверхпланеты вращаются вокруг звезд и являются достаточно динамически доминирующими, чтобы очистить соседние планетезимали за время Хаббла.
  • внеземные планеты , которые не могут очистить свое окружение, например, находятся на нестабильных орбитах или находятся в резонансе или вращаются по орбите более массивного тела. Они устанавливают границу на Λ = 1 .

В версии алгоритма 2018 года все планетные тела определены как планеты. Он был сформулирован для более широкой аудитории и был задуман как альтернатива определению планеты МАС . Он отметил, что планетологи считают другое определение «планеты» более полезным для своей области, так же как разные поля определяют «металл» по-разному. Для них планета - это: [2]

тело субзвездной массы, которое никогда не подвергалось ядерному синтезу и обладает достаточной гравитацией, чтобы быть круглым из-за гидростатического равновесия, независимо от его орбитальных параметров.

Согласно геофизическим определениям планеты, в Солнечной системе, по крайней мере, столько же спутников и карликовых планет, сколько классических планет, а, скорее всего, больше.

Геофизические планеты Солнечной системы [ править ]

Число геофизических планет в Солнечной системе неизвестно. Во время определения МАС в 2006 году считалось, что предел, при котором ледяные астрономические тела, вероятно, будут находиться в гидростатическом равновесии, составляет около 400 км в диаметре, что предполагает наличие большого количества карликовых планет в поясе Койпера и Рассеянный диск , что делает карликовые планеты самым распространенным типом планет в Солнечной системе . [3]Однако с тех пор было показано, что ледяные спутники диаметром до 1500 км не находятся в равновесии и что по крайней мере некоторые транснептуновые объекты диаметром от 900 до 1000 км даже не являются твердыми телами, что позволяет предположить, что может существовать только несколько карликовых планет в Солнечной системе. Изучение изображений космического корабля предполагает, что порог, при котором объект становится достаточно большим, чтобы его можно было обогнуть за счет самогравитации (либо за счет чисто гравитационных сил, как в случае с Плутоном и Титаном , либо за счет приливного нагрева, как в случае Ио и Европы ), составляет примерно на пороге геологической активности. [4] Однако есть исключения, такие как Каллисто и Мимас., которые имеют равновесные формы (исторические в случае Мимаса), но не показывают признаков прошлой или настоящей геологической активности, и Энцелад , который геологически активен из-за приливного нагрева, но, по-видимому, в настоящее время не находится в равновесии. [5]

Сравнение с определением планеты IAU [ править ]

Геофизические определения более или менее эквивалентны второму пункту определения планеты МАС . Определение Стерна 2018 года (но не его определение 2002 года) исключает первое предложение (о том, что планета находится на орбите вокруг Солнца) и третье предложение (о том, что планета очистила окрестности вокруг своей орбиты). Таким образом, он считает планеты карликов и луны планетарной массы . Пять тел в настоящее время признаны или названы МАС карликовыми планетами: Церера , Плутон (карликовая планета с наибольшим известным радиусом), [6] Эрида (карликовая планета с наибольшей известной массой), [7] Хаумеа и Макемаке., хотя на самом деле не было доказано, что последние три являются карликовыми планетами. [8]

Реакция на определение IAU [ править ]

Геофизические определения планеты - это альтернативные определения того, что является планетой, а что нет . [9] [10] [2] Ранняя петиция, отвергающая определение МАС, собрала более 300 подписей, хотя не все критики поддержали геофизическое определение. [11] [12] [13] Сторонники геофизического определения показали, что такие концепции о том, что такое планета, использовались планетологами в течение десятилетий и продолжались после того, как определение МАС было установлено, и что астероиды обычно рассматривались как «второстепенные» планеты, хотя их использование значительно варьируется. [14] [15]Многие критики решения МАС были сосредоточены конкретно на сохранении Плутона как планеты, не уточняя, какой должна быть планета. [16] [17]

Применимость к экзопланетам [ править ]

Для определения экзопланет использовались геофизические определения. Определение IAU 2006 года целенаправленно не рассматривает сложности экзопланет, хотя в 2003 году IAU объявил, что «минимальная масса, необходимая для внесолнечного объекта, чтобы считаться планетой, должна быть такой же, как и в Солнечной системе» [18]. что эквивалентно геофизическому пределу. Хотя геофизические определения применяются в теории экзопланет и планет - изгоев , [10] они не были использованы на практике, из - за незнания геофизических свойств большинства экзопланет. Геофизические определения обычно исключают объекты, которые когда-либо подвергались ядерному синтезу, и поэтому могут исключать объекты с большей массой.включены в каталоги экзопланет, а также объекты с меньшей массой. Экзопланет Encyclopaedia , Exoplanet Проводник данных и NASA Exoplanet Архив все включают объекты значительно более массивные , чем теоретическая 13- масс Юпитера порога , при котором слитый дейтерий , как полагают, поддерживается, [19] по причинам , в том числе: неопределенность в том , как будет применяться этот предел к телу со скалистым ядром, неопределенности масс экзопланет и спорам о том, является ли синтез дейтерия или механизм образования наиболее подходящим критерием, чтобы отличить планету от звезды. Эти неопределенности в равной степени применимы и к концепции планеты МАС. [20] [21] [22]

И геофизические определения, и определение IAU учитывают форму объекта с учетом гидростатического равновесия . Для определения округлости тела требуются измерения по нескольким хордам (и даже этого недостаточно, чтобы определить, находится ли оно на самом деле в равновесии), но методы обнаружения экзопланет позволяют определить только массу планеты, отношение площади ее поперечного сечения к площади ее поперечного сечения. родительская звезда или ее относительная яркость. Одна небольшая экзопланета, Kepler-1520b , имеет массу менее чем в 0,02 раза больше Земли, и аналогия с объектами в Солнечной системе предполагает, что этого может быть недостаточно для того, чтобы твердое тело было планетой. Другой, WD 1145 + 017 b, составляет всего 0,0007 массы Земли, в то время как SDSS J1228 + 1040 b может иметь размер всего 0,01 радиуса Земли, что значительно ниже верхнего предела равновесия для ледяных тел в Солнечной системе. (См. Список самых маленьких экзопланет .)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Стерн, С. Алан; Левисон, Гарольд Ф. (2002), Рикман, Х. (ред.), «Относительно критериев планетарной принадлежности и предлагаемых схем планетарной классификации», Основные моменты астрономии , Сан-Франциско, Калифорния: Астрономическое общество Тихого океана , 12 , стр. 205–213, Bibcode : 2002HiA .... 12..205S , ISBN 1-58381-086-2. См. Стр. 208.
  2. ^ a b Руньон, Кирби Д.; Стерн, С. Алан (17 мая 2018 г.). «Определение органически выращенной планеты - действительно ли мы должны определять слово голосованием?» . Астрономия . Проверено 12 октября 2019 .
  3. ^ Танкреди, Гонсало; Фавр, София (июнь 2008 г.). «Какие карлики в Солнечной системе?». Икар . 195 (2): 851–862. DOI : 10.1016 / j.icarus.2007.12.020 . ISSN 0019-1035 . 
  4. ^ Сайкс, Марк В. (март 2008 г.). «Дебаты о планете продолжаются». Наука . 319 (5871): 1765. DOI : 10.1126 / science.1155743 . ISSN 0036-8075 . PMID 18369125 . S2CID 40225801 .   
  5. ↑ Thomas, PC (июль 2010 г.). «Размеры, формы и производные свойства спутников Сатурна после номинальной миссии Кассини» (PDF) . Икар . 208 (1): 395–401. Bibcode : 2010Icar..208..395T . DOI : 10.1016 / j.icarus.2010.01.025 .
  6. ^ Стерн, SA; Bagenal, F .; и другие. (Октябрь 2015 г.). «Система Плутона: первые результаты исследования New Horizons» . Наука . 350 (6258). aad1815. DOI : 10.1126 / science.aad1815 . ISSN 0036-8075 . PMID 26472913 .  
  7. ^ Браун, Майкл Э .; Шаллер, Эмили Л. (июнь 2007 г.). «Масса карликовой планеты Эрида». Наука . 316 (5831): 1585. DOI : 10.1126 / science.1139415 . ISSN 0036-8075 . PMID 17569855 . S2CID 21468196 .   
  8. ^ «Именование астрономических объектов» . Международный астрономический союз . Проверено 12 октября 2019 .
  9. ^ Runyon, KD; Стерн, С.А.; Лауэр, TR; Гранди, В .; Саммерс, Мэн; Певица, КН (март 2017 г.). «Геофизическое определение планеты» (PDF) . Тезисы докладов конференции по лунной и планетарной науке . Проверено 12 октября 2019 .
  10. ^ а б Джейсон, Дэвис. "Что такое планета?" . Планетарное общество . Дата обращения 23 августа 2020 .
  11. ↑ Чанг, Кеннет (1 сентября 2006 г.). «Споры по поводу определения планеты» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 октября 2019 .
  12. ^ Дебаты об определении планеты Алан Стерн и Рон Экерс
  13. ^ Flatow, Ира; Сайкс, Марк (28 марта 2008 г.). «Что определяет планету? (Стенограмма)» . NPR . Проверено 12 октября 2019 .
  14. ^ Runyon, KD; Metzger, PT; Стерн, С.А.; Белл, Дж. (Июль 2019 г.). «Карликовые планеты - это тоже планеты: планетарная педагогика после New Horizons» (PDF) . Система Плутона после тезисов семинара "Новые горизонты" . 2133 : 7016. Bibcode : 2019LPICo2133.7016R . Проверено 12 октября 2019 .
  15. ^ Мецгер, Филип Т .; Сайкс, Марк В .; Стерн, Алан; Руньон, Кирби (февраль 2019). «Реклассификация астероидов с планет на не планеты». Икар . 319 : 21–32. arXiv : 1805.04115v2 . DOI : 10.1016 / j.icarus.2018.08.026 . ISSN 0019-1035 . S2CID 119206487 .  
  16. ^ Бриденстайн, Джим, «Глава НАСА считает, что Плутон - это планета» , видео на Youtube с выступления на Международном астронавтическом конгрессе , получено 30 октября 2019 г.
  17. ^ Наука, Passant Rabie 2019-08-27T16: 08: 05Z; Астрономия. «Плутон по-прежнему заслуживает быть планетой, - говорит глава НАСА» . Space.com . Проверено 29 октября 2019 .
  18. ^ "Рабочая группа по внесолнечным планетам (WGESP) Международного астрономического союза" . IAU . 2001. Архивировано из оригинала на 2006-09-16 . Проверено 25 мая 2006 .
  19. ^ Saumon, D .; Хаббард, ВБ; Берроуз, А .; Гийо, Т .; Lunine, JI; Шабрие, Г. (апрель 1996 г.). «Теория внесолнечных планет-гигантов». Астрофизический журнал . 460 : 993–1018. arXiv : astro-ph / 9510046 . Bibcode : 1996ApJ ... 460..993S . DOI : 10.1086 / 177027 . ISSN 0004-637X . S2CID 18116542 .  
  20. ^ Schneider, J .; Dedieu, C .; Le Sidaner, P .; Savalle, R .; Золотухин, И. (август 2011). «Определение и каталогизация экзопланет: база данных exoplanet.eu» . Астрономия и астрофизика . 532 . A79. DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201116713 . ISSN 0004-6361 . 
  21. ^ Райт, JT; Fakhouri, O .; Марси, GW; Han, E .; Feng, Y .; Джонсон, Джон Ашер; Ховард, AW; Фишер Д.А.; Валенти, JA; Андерсон, Дж .; Пискунов, Н. (апрель 2011 г.). "База данных орбит экзопланеты". Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 123 (902): 412–422. arXiv : 1012,5676 . DOI : 10.1086 / 659427 . ISSN 1538-3873 . S2CID 51769219 .  
  22. ^ «Критерии включения экзопланет в архив» . Архив экзопланет НАСА . 26 марта 2019 . Проверено 12 октября 2019 .