Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Число карликовых планет в Солнечной системе неизвестно. Оценки достигли 200 в поясе Койпера [1] и более 10 000 в других регионах. [2] Однако рассмотрение удивительно низкой плотности многих кандидатов в карликовые планеты предполагает, что их число может быть намного меньше (например, не более 10 среди известных на данный момент тел). [3] Международный астрономический союз (IAU) отмечает пять , в частности: Ceres в внутренней части Солнечной системы и четыре в транснептунового регионе: Плутон , Эрида , Хаумеа и Макемаке, последние две из которых были приняты как карликовые планеты для целей наименования. Только Плутон подтвержден как карликовая планета, и он также был объявлен МАС карликовой планетой независимо от того, соответствует ли он определению МАС карликовой планеты.

Процедуры присвоения имен IAU [ править ]

В 2008 году IAU изменил свои процедуры присвоения имен таким образом, что объекты, которые, скорее всего, являются карликовыми планетами, обрабатываются иначе, чем другие. Объекты с абсолютной звездной величиной (H) меньше +1 и, следовательно, с минимальным диаметром 838 километров (521 миль), если альбедо ниже 100%, [4] контролируются двумя комитетами по присвоению имен, одним для малых планет и другим. для планет. Однажды названные объекты объявляются карликовыми планетами. Макемаке и Хаумеаявляются единственными объектами, которые прошли процесс присвоения имен как предполагаемые карликовые планеты; в настоящее время нет других органов, отвечающих этому критерию. Все остальные тела названы только комитетом по наименованию малых планет, и МАС не сообщил, как и будут ли они приняты в качестве карликовых планет.

Предельные значения [ править ]

Расчет диаметра Ixion зависит от альбедо (доли света, который он отражает). По текущим оценкам, альбедо составляет 13–15%, что немного ниже средней точки диапазона, показанного здесь, и соответствует диаметру 620 км.

Помимо прямого вращения вокруг Солнца, отличительной чертой карликовой планеты является то, что она имеет «достаточную массу для своей самогравитации, чтобы преодолевать силы твердого тела, так что она принимает гидростатическую равновесную ( почти круглую ) форму». [5] [6] [7] Текущих наблюдений обычно недостаточно для прямого определения того, соответствует ли тело этому определению. Часто единственный ключ к разгадке транснептуновых объектов - это грубая оценка их диаметров и альбедо. Ледяные спутники размером до 1500 км в диаметре оказались неравновесными, тогда как темные объекты во внешней Солнечной системе часто имеют низкую плотность, что подразумевает, что они даже не твердые тела, а тем более карликовые планеты, контролируемые гравитацией.

Церера , которая имеет в своем составе значительное количество льда, является единственной подтвержденной карликовой планетой в поясе астероидов, хотя Гигея также может быть одной из них. [8] [9] 4 Веста , второй по величине астероид и астероид базальтового состава, кажется, имеет полностью дифференцированный интерьер и, следовательно, в какой-то момент своей истории находился в равновесии, но уже не сегодня. [10] Третий по величине объект, 2 Паллада , имеет несколько неровную поверхность и, как полагают, имеет лишь частично дифференцированный интерьер; он также менее ледяной, чем Церера. Майкл Браунподсчитал, что, поскольку скалистые объекты, такие как Веста, более жесткие, чем ледяные, скалистые объекты диаметром менее 900 километров (560 миль) могут не находиться в гидростатическом равновесии и, следовательно, не карликовые планеты. [1] [11]

Основываясь на сравнении с ледяными лунами, которые посещали космические корабли, такими как Мимас (круглая, диаметром 400 км) и Proteus (неправильная форма диаметром 410–440 км), Браун оценил, что ледяное тело релаксирует до гидростатического равновесия при диаметр где-то от 200 до 400 км. [1] Однако после того, как Браун и Танкреди сделали свои вычисления, более точное определение их форм показало, что Мимас и другие эллипсоидальные спутники Сатурна среднего размера, по крайней мере, до Япета.(который имеет примерный размер Хаумеа и Макемаке) больше не находятся в гидростатическом равновесии; они также более ледяные, чем могут быть TNO. У них есть равновесные формы, которые застыли на месте некоторое время назад, и не соответствуют формам, которые равновесные тела имели бы при их текущей скорости вращения. [12] Таким образом, Церера диаметром 950 км является самым маленьким телом, для которого гравитационные измерения указывают на текущее гидростатическое равновесие. [13] Гораздо более крупные объекты, такие как Луна, сегодня не находятся вблизи гидростатического равновесия, [14] [15] [16]хотя Луна состоит в основном из силикатной породы (в отличие от большинства кандидатов в карликовые планеты, которые состоят из льда и камня). Спутники Сатурна могли быть подвержены тепловой истории, которая могла бы привести к возникновению равновесных форм в телах, слишком маленьких для того, чтобы одна гравитация могла это сделать. Таким образом, в настоящее время неизвестно, находятся ли какие-либо транснептуновые объекты, меньшие, чем Плутон и Эрида, в гидростатическом равновесии. [3]

Большинство ТНО среднего размера примерно до 900–1000 км в диаметре имеют существенно меньшую плотность (~1,0–1,2 г / мл ), чем более крупные тела, такие как Плутон (1,86 г / мл). Браун предположил, что это произошло из-за их состава, что они были почти полностью ледяными. Однако Grundy et al . [3] отмечают, что не существует известного механизма или эволюционного пути, по которому тела среднего размера могут быть ледяными, в то время как как более крупные, так и меньшие объекты являются частично каменными. Они продемонстрировали, что при преобладающих температурах пояса Койпера водяной лед достаточно прочен, чтобы поддерживать открытые внутренние пространства (промежутки) в объектах такого размера; они пришли к выводу, что TNO среднего размера имеют низкую плотность по той же причине, что и более мелкие объекты, - потому что они не уплотнились под действием самогравитации в полностью твердые объекты, и, следовательно, типичный TNO меньше, чемДиаметр 900–1000 км (в ожидании какого-либо другого механизма формирования) вряд ли будет карликовой планетой.

Оценка Танкреди [ править ]

В 2010 году Гонсало Танкреди представил в МАС отчет, в котором оценивался список из 46 кандидатов на статус карликовой планеты, основанный на анализе амплитуды кривой блеска и расчетах, согласно которым объект имел диаметр более 450 километров (280 миль). Некоторые диаметры были измерены, некоторые были оценками наилучшего соответствия, а другие использовали предполагаемое альбедо 0,10 для расчета диаметра. Из них он определил 15 как карликовые планеты по его критериям (включая 4, принятые МАС), еще 9 считались возможными. Чтобы быть осторожным, он посоветовал МАС "официально" принять в качестве карликовых планет тройку еще не принятых: Седну, Оркус и Квавар. [17] Хотя IAU ожидал рекомендаций Танкреди, десять лет спустя IAU так и не ответил.

Оценка Брауна [ править ]

EarthMoonCharonCharonNixNixKerberosStyxHydraHydraPlutoPlutoDysnomiaDysnomiaErisErisNamakaNamakaHi'iakaHi'iakaHaumeaHaumeaMakemakeMakemakeMK2MK2XiangliuXiangliuGonggongGonggongWeywotWeywotQuaoarQuaoarSednaSednaVanthVanthOrcusOrcusActaeaActaeaSalaciaSalacia2002 MS42002 MS4File:EightTNOs.png
Художественное сравнение Плутона , Эрида , Хаумеа , Макемаке , Gonggong , Кваваре , Седна , Орк , Salacia , 2002 MS 4 и Земли вместе с Луной .

Майк Браун считает 130 транснептуновых тел «вероятно» карликовыми планетами, ранжируя их по предполагаемому размеру. [18] Он не рассматривает астероиды, заявляя, что «в поясе астероидов Церера, диаметром 900 км, является единственным объектом, достаточно большим, чтобы быть круглым». [18]

Термины для различной степени вероятности он разделил их на:

  • Почти определенность : диаметр оценивается / измеряется как более 900 километров (560 миль). Достаточно уверенно сказать, что они должны находиться в гидростатическом равновесии, даже если они преимущественно скалистые. 10 объектов по состоянию на 2020 год.
  • Весьма вероятно : диаметр оценивается / измеряется как более 600 километров (370 миль). Размер должен быть «в значительной степени ошибочным», или они должны быть в основном каменистыми, чтобы не быть карликовыми планетами. 17 объектов по состоянию на 2020 год.
  • Вероятно : диаметр оценивается / измеряется более 500 километров (310 миль). Неопределенности в измерениях означают, что некоторые из них будут значительно меньше и, следовательно, сомнительны. 41 объект по состоянию на 2020 год.
  • Вероятно : диаметр оценивается / измеряется как более 400 километров (250 миль). Ожидается, что планеты будут карликовыми, если они ледяные, и эта цифра верна. 62 объекта по состоянию на 2020 год.
  • Возможно : диаметр оценивается / измеряется как более 200 километров (120 миль). Ледяные луны переходят от круглой к неправильной форме в диапазоне 200–400 км, что позволяет предположить, что та же цифра верна и для KBO . Таким образом, некоторые из этих объектов могли быть карликовыми планетами. 611 объектов по состоянию на 2020 год.
  • Вероятно, нет : диаметр оценивается / измеряется как менее 200 км. Никакая ледяная луна на расстоянии менее 200 км не является круглой, и то же самое можно сказать о КБО. Предполагаемый размер этих объектов должен быть ошибочным, чтобы они были карликовыми планетами.

Помимо пяти, принятых МАС, в категорию «почти наверняка» входят Гонггонг , Квавар , Седна , Оркус , 2002 MS 4 и Салация .

Оценка Гранди и др . [ Править ]

Гранди и др . предлагают темные TNO с низкой плотностью в диапазоне размеров приблизительно400–1000 км - это переходный период между более мелкими, пористыми (и, следовательно, с низкой плотностью) телами и большими, более плотными, яркими и геологически дифференцированными планетными телами (такими как карликовые планеты). Тела в этом диапазоне размеров должны были начать разрушать промежуточные промежутки, оставшиеся от их образования, но не полностью, оставляя некоторую остаточную пористость. [3]

Многие ТНО размером около 400–1000 км имеют необычно низкие плотности, в диапазоне около1,0–1,2 г / см 3, которые существенно меньше карликовых планет, таких как Плутон, Эрида и Церера, плотность которых близка к 2. Браун предположил, что большие тела с низкой плотностью должны состоять почти полностью из водяного льда, поскольку он предполагал, что тела такого размера будут обязательно быть твердым. Однако остается необъяснимым, почему TNO и больше 1000 км, и меньше 400 км, и действительно кометы, состоят из значительной части горных пород, поэтому только этот диапазон размеров остается преимущественно ледяным. Эксперименты с водяным льдом при соответствующих давлениях и температурах показывают, что значительная пористость может оставаться в этом диапазоне размеров, и возможно, что добавление породы к смеси еще больше повысит сопротивление разрушению в твердое тело. Тела с внутренней пористостью, оставшейся от их образования, в лучшем случае могли быть дифференцированы лишь частично,в их глубоких недрах. (Если тело начало коллапсировать в твердое тело, должно быть свидетельство в виде систем разломов с момента сжатия его поверхности.) Более высокое альбедо более крупных тел также свидетельствует о полной дифференциации, поскольку такие тела предположительно были повторно покрыты лед из их интерьеров. Грандии др . [3] поэтому предполагают, что тела среднего размера (<1000 км), низкой плотности (<1,4 г / мл) и низкого альбедо (<~ 0,2), такие как Salacia , Varda , Gǃkúnǁʼhòmdímà и (55637) 2002 UX 25, являются недифференцированные планетные тела, такие как Оркус , Квавар и Харон . Граница между двумя популяциями будет находиться в диапазоне примерно900–1000 км . [3]

Если Гранди и др . [3] верны, то среди известных тел во внешней Солнечной системе только Плутон – Харон, Эрида, Хаумеа, Гонггонг, Макемаке, Кваоар, Оркус, Седна и, возможно, Салация (которая, если бы она была сферической и имела такое же альбедо, что и ее спутник будет иметь плотность от 1,4 до 1,6 г / см 3 , рассчитанную через несколько месяцев после первоначальной оценки Гранди и др., хотя альбедо все еще составляет всего 0,04) [19] , вероятно, уплотнились в полностью твердые тела и, таким образом, возможно, в какой-то момент в прошлом стали карликовыми планетами или все еще остаются карликовыми планетами в настоящее время.

Наиболее вероятные карликовые планеты [ править ]

По оценкам IAU, Tancredi et al., Brown and Grundy et al. для десятка крупнейших потенциальных карликовых планет выглядят следующим образом. Для IAU критерии приемлемости были для целей наименования. Некоторые из этих объектов еще не были обнаружены, когда Tancredi et al. сделали свой анализ. Единственный критерий Брауна - диаметр; он считает, что многие другие планеты с высокой вероятностью являются карликовыми планетами (см. ниже). Гранди и др. не определяла, какие тела были карликовыми планетами, а какие не могли быть. Красным цветом отмечены объекты, слишком темные или недостаточно плотные, чтобы быть твердыми телами, вопросительным знаком - более мелкие тела, соответствующие дифференцированным (вопрос текущего равновесия не рассматривался).

Япет, Луна Земли и Фиби включены для сравнения, поскольку ни один из этих объектов сегодня не находится в равновесии. Тритон (который сформировался как TNO и, вероятно, все еще находится в равновесии) и Харон также включены.

Наибольшие кандидаты [ править ]

Следующие транснептуновые объекты имеют оценочный диаметр не менее 400 километров (250 миль) и поэтому считаются "вероятными" карликовыми планетами по оценке Брауна. Включены не все тела такого размера. Список усложняется такими телами, как 47171 Lempo , которые сначала считались большими одиночными объектами, но позже было обнаружено, что они являются двойными или тройными системами меньших тел. [27] Карликовая планета Церера добавлена ​​для сравнения. Пояснения и источники для измеренных масс и диаметров можно найти в соответствующих статьях, указанных в столбце «Обозначение» таблицы.

В столбце « Лучший диаметр» используется измеренный диаметр, если таковой существует, в противном случае используется предполагаемый диаметр альбедо Брауна. Если Браун не перечисляет тело, размер рассчитывается исходя из предполагаемого альбедо 9% по Джонстону. [28]

  1. ^ Измеренный диаметр, иначе расчетный диаметр Брауна, иначе диаметр, рассчитанный из H с использованием предполагаемого альбедо 9%.
  2. ^ Это полная масса системы (включая спутники), за исключением Плутона и Цереры.
  3. ^ Геометрическое альбедо рассчитывается по измеренной абсолютной величине и измеренному диаметрупо формуле:
  4. ^ Диаметры с красным текстом указывают на то, что бот Брауна получил их из эвристически ожидаемого альбедо.

См. Также [ править ]

  • Списки астрономических объектов
  • Список транснептуновых объектов
  • Список гравитационно закругленных объектов Солнечной системы
  • Список бывших планет

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Майк Браун . «Карликовые планеты» . Проверено 20 января 2008 года .
  2. Стерн, Алан (24 августа 2012 г.). «Пояс Койпера в 20 лет: изменения парадигмы в наших знаниях о Солнечной системе» . Лаборатория прикладной физики . Сегодня мы знаем о более чем дюжине карликовых планет в Солнечной системе, [и] по оценкам, окончательное количество карликовых планет, которые мы обнаружим в поясе Койпера и за его пределами, может значительно превысить 10 000.
  3. ^ Б с д е е г ч Grundy, WM; Нолл, Канзас; Буйе, МВт; Бенекки, SD; Ragozzine, D .; Роу, HG (декабрь 2019 г.). «Взаимная орбита, масса и плотность транснептуновой двойной системы Gǃkúnǁʼhòmdímà ( (229762) 2007 UK 126(PDF) . Икар . 334 : 30–38. DOI : 10.1016 / j.icarus.2018.12.037 . Архивировано из оригинального (PDF) 7 апреля 2019 года.
  4. ^ Брутон, Дэн. «Преобразование абсолютной величины в диаметр для малых планет» . Департамент физики и астрономии ( Государственный университет Стивена Ф. Остина ) . Архивировано из оригинального 23 марта 2010 года . Проверено 13 июня 2008 года .
  5. ^ «Генеральная ассамблея IAU 2006: Результат голосов Резолюции IAU» . Международный астрономический союз . 24 августа 2006 Архивировано из оригинала 3 января 2007 года . Проверено 26 января 2008 года .
  6. ^ "Карликовые планеты" . НАСА . Архивировано из оригинала на 4 июля 2012 года . Проверено 22 января 2008 года .
  7. ^ «Плутонид выбран как имя для объектов Солнечной системы, таких как Плутон» (пресс-релиз). 11 июня 2008. Архивировано из оригинала 2 июля 2011 года . Проверено 15 июня 2008 года .
  8. ^ "Научная статья ESO 1918a" (PDF) . [ требуется полная ссылка ]
  9. ^ Hanuš, J .; Vernazza, P .; Виикинкоски, М .; Ferrais, M .; Rambaux, N .; Podlewska-Gaca, E .; Drouard, A .; Jorda, L .; Jehin, E .; Carry, B .; Marsset, M .; Маркис, Ф .; Warner, B .; Behrend, R .; Asenjo, V .; Berger, N .; Брониковская, М .; Братья, Т .; Charbonnel, S .; Colazo, C .; Coliac, JF .; Duffard, R .; Jones, A .; Leroy, A .; Marciniak, A .; Melia, R .; Molina, D .; Надольный, Дж .; Человек, М .; и другие. (2020). "arXiv paper 1911.13049". Астрономия и астрофизика . A65 : 633. arXiv : 1911.13049 . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201936639 . S2CID 208512707 . [ требуется полная ссылка ]
  10. ^ Сэвидж, Дон; Джонс, Тэмми; Вильярд, Рэй (19 апреля 1995). «Астероид или мини-планета? Хаббл наносит на карту древнюю поверхность Весты» . HubbleSite (пресс-релиз). Пресс-релиз STScI-1995-20 . Проверено 17 октября 2006 года .
  11. ^ https://www.sciencenews.org/article/hygiea-may-be-solar-system-smallest-dwarf-planet
  12. ^ "Бесподобный экваториальный хребет Япета" . www.planetary.org . Проверено 2 апреля 2018 .
  13. ^ "DPS 2015: Первая разведка Цереры Рассветом" . www.planetary.org . Проверено 2 апреля 2018 .
  14. ^ Гаррик; Бетелл; и другие. (2014). «Приливно-вращательная форма Луны и свидетельство полярного блуждания» . Природа . 512 (7513): 181–184. Bibcode : 2014Natur.512..181G . DOI : 10,1038 / природа13639 . PMID 25079322 . S2CID 4452886 .  
  15. ^ Балог, А .; Ксанфомалити, Леонид; Штайгер, Рудольф фон (23 февраля 2008 г.). Гидростатическое равновесие Меркурия . ISBN 9780387775395 - через Google Книги.[ требуется полная ссылка ]
  16. ^ "[название не указано]". DOI : 10.1002 / 2015GL065101 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )[ требуется полная ссылка ]
  17. ^ a b c Танкреди, Г. (2010). «Физические и динамические характеристики ледяных« карликовых планет »(плутоидов)» . Ледяные тела Солнечной системы: Труды IAU Symposium No. 263, 2009 . 263 : 173–185. Bibcode : 2010IAUS..263..173T . DOI : 10.1017 / S1743921310001717 .
  18. ^ а б в г д Майкл Э. Браун (13 сентября 2019 г.). «Сколько карликовых планет есть во внешней Солнечной системе? (Обновляется ежедневно)» . Калифорнийский технологический институт. Архивировано из оригинального 13 октября 2019 года . Проверено 24 ноября 2019 года .
  19. ^ a b Гранди, WM; Нолл, Канзас; Роу, HG; Буйе, МВт; Портер, SB; Паркер, AH; и другие. (Декабрь 2019 г.). "Взаимные ориентации орбит транснептуновых двойных систем" (PDF) . Икар . 334 : 62–78. Bibcode : 2019Icar..334 ... 62G . DOI : 10.1016 / j.icarus.2019.03.035 . Архивировано из оригинального (PDF) 7 апреля 2019 года.
  20. Мацуяма, Исаму (январь 2013 г.). «Вклад ископаемой фигуры в лунную фигуру». Икар . 222 (1): 411–414. Bibcode : 2013Icar..222..411M . DOI : 10.1016 / j.icarus.2012.10.025 .
  21. Бурса, М. (октябрь 1984 г.). «Светские числа любви и гидростатическое равновесие планет». Земля, Луна и планеты . 31 (2): 135–140. Bibcode : 1984EM & P ... 31..135B . DOI : 10.1007 / BF00055525 . S2CID 119815730 . 
  22. Thomas, PC (декабрь 2000 г.). «Форма тритона по профилям конечностей». Икар . 148 (2): 587–588. Bibcode : 2000Icar..148..587T . DOI : 10.1006 / icar.2000.6511 .
  23. 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 .
  24. ^ Холшевниковаб, К.В. Борухаа, Массачусетс; Эскина, ББ; Микрюков Д.В. (23 октября 2019 г.). «Об асферичности фигур Плутона и Харона». Икар . 181 : 104777. дои : 10.1016 / j.pss.2019.104777 .
  25. ^ Raymond, C .; Castillo-Rogez, JC; Парк, РС; Ермаков, А .; и другие. (Сентябрь 2018 г.). "Рассветные данные показывают сложную эволюцию земной коры Цереры" (PDF) . Европейский конгресс по планетарной науке . 12 .
  26. ^ Цзя-Руи К. Кук; Дуэйн Браун (26 апреля 2012 г.). «Кассини обнаруживает, что Луна Сатурна обладает планетными качествами» . Лаборатория реактивного движения / НАСА. Архивировано из оригинального 27 апреля 2012 года .
  27. ^ "AstDys (47171) 1999TC36 Эфемериды" . Департамент математики Пизанского университета, Италия . Проверено 7 декабря 2009 года .
  28. ^ Джонстон, Wm. Роберт (24 мая 2019 г.). «Список известных транснептуновых объектов» . Архив Джонстона . Дата обращения 11 августа 2019 .
  29. ^ «Список транснептуновых объектов» . Центр малых планет .
  30. ^ «Список кентавров и объектов с разбросанным диском» . Центр малых планет .

Внешние ссылки [ править ]

  • Поисковая система по базам данных малых тел NASA JPL
  • TNO - это крутая публичная база данных , в т.ч. диаметры и альбедо, измеренные на сегодняшний день Herschel и Spitzer, Herschel OT KP «TNOs are Cool: A Survey of the Transneptunian Region»
  • Сколько карликовых планет находится во внешней части Солнечной системы? (обновляется ежедневно) (Майк Браун)
  • Подробная информация о расчетах размеров карликовых планет (Майк Браун)
  • Какие карлики в Солнечной системе? Tancredi, G .; Фавр, С. Икар , том 195, выпуск 2, стр. 851–862.