Планета

Восемь известных планет [а] в Солнечной системе : Эти планеты земной Меркурий , Венера , Земля и Марс Эти гигантские планеты Юпитер и Сатурн ( газовые гиганты ) Уран и Нептун ( ледяные гиганты ) Показано по порядку от Солнца и в полном цвете . Размеры не в масштабе.

Планета является астрономическим тело на орбите в звезде или звездный остаток , который массивные достаточно , чтобы быть закруглены по своей собственной тяжести , не массивные достаточно , чтобы вызвать термоядерный синтез , и - в соответствии с Международным астрономическим союзом , но не во всех планетарные ученый - уже очистила его соседний регион из планетезималей . ^{[b] [1] [2]}

Термин « планета» является древним и связан с историей , астрологией , наукой , мифологией и религией . Помимо самой Земли, невооруженным глазом часто видны пять планет Солнечной системы . Во многих ранних культурах они считались божественными или посланниками божеств . По мере развития научных знаний человеческое восприятие планет изменилось, включив в себя ряд разрозненных объектов. В 2006 году Международный астрономический союз (МАС) официально принял резолюцию, определяющую планеты.в Солнечной системе. Это определение является спорным , поскольку она исключает многие объекты планетарной массы , основанных на том, где и что они вращаются. Хотя восемь планетных тел, обнаруженных до 1950 года, остаются «планетами» в соответствии с нынешним определением, некоторые небесные тела, такие как Церера , Паллада , Юнона и Веста (каждое - объект в поясе солнечных астероидов), и Плутон (первый транснептуновый) объект обнаружен), которые когда-то считались планетами научным сообществом, больше не рассматриваются как планеты в соответствии с текущим определением планеты .

Птолемей считал, что планеты вращаются вокруг Земли в обратном и эпициклическом движениях. Хотя идея о том, что планеты вращаются вокруг Солнца, высказывалась много раз, только в 17 веке эта точка зрения была подтверждена данными первых телескопических астрономических наблюдений , выполненных Галилео Галилеем . Примерно в то же время, путем тщательного анализа данных дотелескопических наблюдений, собранных Тихо Браге , Иоганн Кеплер обнаружил, что орбиты планет были скорее эллиптическими , чем круговыми . По мере совершенствования инструментов наблюдения астрономыувидел, что, как и Земля, каждая из планет вращается вокруг оси, наклоненной по отношению к ее орбитальному полюсу , и некоторые из них имеют такие особенности, как ледяные шапки и времена года . С самого начала космической эры тщательное наблюдение с помощью космических зондов показало, что Земля и другие планеты имеют общие характеристики, такие как вулканизм , ураганы , тектоника и даже гидрология .

Планеты в Солнечной системе подразделяются на два основные типа: большая низкая плотность планет - гигантов , и небольшие скалистые землянин . Согласно определению МАС, в Солнечной системе восемь планет. ^[1] В порядке увеличения расстояния от Солнца это четыре земных объекта: Меркурий , Венера , Земля и Марс , затем четыре планеты-гиганты, Юпитер , Сатурн , Уран и Нептун . Шесть планет вращаются вокруг одного или нескольких естественных спутников .

В Млечном Пути было обнаружено несколько тысяч планет вокруг других звезд (« внесолнечные планеты » или «экзопланеты») . По состоянию на 1 февраля 2021 года было обнаружено 4414 известных внесолнечных планет в 3257 планетных системах (включая 722 множественные планетные системы ), размером от чуть превышающих размер Луны до газовых гигантов, примерно вдвое больших, чем Юпитер , из которых больше более 100 планет имеют такой же размер, как Земля , девять из которых находятся на таком же относительном расстоянии от своей звезды, как Земля от Солнца, то есть в околозвездной зоне обитаемости . ^{[3] [4]} 20 декабря 2011 года Кеплер Космический телескоп команда сообщила об обнаружении первого земного размера экзопланеты, Kepler-20e ^[5] и Kepler-20f , ^[6] , обращающийся вокруг звезды типа Солнца , Кеплер-20 . ^{[7] [8] [9]} Исследование 2012 года, посвященное анализу данных гравитационного микролинзирования , оценивает в среднем не менее 1,6 связанных планет для каждой звезды в Млечном Пути. ^[10] Считается, что примерно у каждой пятой звезды типа Солнца ^[c] есть планета размером с Землю ^[d] в своей обитаемой зоне ^[e] . ^{[11] [12]}

История

Идея планет развивалась на протяжении своей истории, от божественных огней древности до земных объектов эпохи науки. Концепция расширилась, включив миры не только в Солнечной системе, но и в сотнях других внесолнечных систем. Неопределенность, присущая определению планет, вызвала множество научных споров.

Пять классических планет по Солнечной системе , будучи видна невооруженным глазом, были известны с древних времен и оказали значительное влияние на мифологии , религиозной космологии и древней астрономии . В древние времена астрономы отмечали, как определенные огни перемещались по небу, в отличие от « неподвижных звезд », которые сохраняли постоянное относительное положение на небе. ^[13] Древние греки называли эти огни πλάνητες ἀστέρες ( Planetes asteres , "блуждающие звезды") или просто πλανῆται ( planētai , "странники"), ^[14]от которого произошло сегодняшнее слово «планета». ^{[15] [16] [17]} В Древней Греции , Китае , Вавилоне и во всех досовременных цивилизациях ^{[18] [19]} почти повсеместно считалось, что Земля была центром Вселенной и что все «планеты» "облетел Землю. Причины такого восприятия заключались в том, что звезды и планеты, казалось, вращаются вокруг Земли каждый день ^[20], и очевидно здравомыслящие представления о том, что Земля тверда и стабильна и что она не движется, а находится в состоянии покоя.

Вавилон

Первой цивилизацией, которая, как известно, имела функциональную теорию планет, были вавилоняне , которые жили в Месопотамии в первом и втором тысячелетиях до нашей эры. Самым старым из сохранившихся планетных астрономических текстов является вавилонская табличка с изображением Венеры Аммисадука , копия списка наблюдений за движением планеты Венеры, датируемая 7 веком до н.э., которая, вероятно, датируется вторым тысячелетием до нашей эры. ^[21] mul.apin представляет собой пару клинообразных таблеток , начиная с 7 - го века до нашей эры , что раскладывает движения Солнца, Луны и планет в течение года. ^[22] В вавилонские астрологитакже заложил основы того, что в конечном итоге стало западной астрологией . ^[23] Энума Ану Энлиль , написанная во время нео-ассирийский период в 7 веке до н.э., ^[24] содержит список предзнаменований и их взаимоотношений с различными небесными явлениями , включая движения планет. ^{[25] [26]} Венера , Меркурий и внешние планеты Марс , Юпитер и Сатурн были идентифицированы вавилонскими астрономами . Они останутся единственными известными планетами до изобретения телескопа.в раннее современное время. ^[27]

Греко-римская астрономия

Древние греки изначально не придавали планетам такого большого значения, как вавилоняне. В пифагорейцев , в 6 - м и 5 - м веках появляются до н.э., развили свою собственную независимую планетарную теорию, которая состояла из Земли, Солнца, Луны и планет , вращающихся вокруг «центрального огня» в центре Вселенной. Пифагор или Парменид, как говорят, был первым, кто идентифицировал вечернюю звезду ( Гесперос ) и утреннюю звезду ( Фосфор ) как одно и то же ( Афродита , греческое слово , соответствующее латинскому Венере ) ^[28], хотя это давно было известно Вавилоняне. В 3 веке до нашей эрыАристарх Самосский предложил гелиоцентрическую систему, согласно которой Земля и планеты вращались вокруг Солнца. Геоцентрическая система оставалась доминирующей до научной революции .

К I веку до нашей эры, в эллинистический период , греки начали разрабатывать свои собственные математические схемы для предсказания положения планет. Эти схемы, которые были основаны на геометрии, а не на арифметике вавилонян, в конечном итоге затмили вавилонские теории по сложности и полноте и объясняли большинство астрономических движений, наблюдаемых с Земли невооруженным глазом. Эти теории найдут свое наиболее полное выражение в Альмагесте, написанном Птолемеем во 2 веке нашей эры. Доминирование модели Птолемея было настолько полным, что она вытеснила все предыдущие работы по астрономии и оставалась окончательным астрономическим текстом в западном мире на протяжении 13 веков. ^{[21] [29]}Грекам и римлянам было известно семь планет, каждая из которых считалась вращающейся вокруг Земли в соответствии со сложными законами, изложенными Птолемеем. Они были в порядке возрастания от Земли (в порядке Птолемея и с использованием современных названий): Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. ^{[17] [29] [30]}

Цицерон в своей книге «De Natura Deorum» перечислил планеты, известные в I веке до н. Э., Используя их названия, используемые в то время: ^[31]

"Но больше всего вызывает удивление движения пяти звезд, которые ложно называются блужданием; ложно, потому что ничто не блуждает, что на протяжении всей вечности сохраняет свое прямое и ретроградное направления, а также другие свои движения, постоянные и неизменные ... Ибо Например, звезда, которая находится дальше всего от Земли, известна как звезда Сатурна и называется греками Φαίνων ( Phainon), завершает свой курс примерно за тридцать лет, и хотя на этом пути он совершает много чудесного, сначала опережая солнце, а затем падая в скорости, становясь невидимым в вечернее время и возвращаясь в поле зрения утром, он никогда на протяжении бесконечных веков времени не совершает никаких изменений, а выполняет одни и те же движения в одно и то же время. Под ним и ближе к Земле движется планета Юпитер, которую по-гречески называют Φαέθων ( Фаэтон ); он завершает тот же круг из двенадцати знаков за двенадцать лет и совершает в своем ходе те же изменения, что и планета Сатурн. Следующий круг под ним держит Πυρόεις ( Pyroeis), которая называется планетой Марс, и проходит тот же оборот, что и две планеты над ней, за четыре и двадцать месяцев, почти все, кроме, я думаю, шести дней. Под ней находится планета Меркурий, которую греки называли Στίλβων ( Стилбон ); он проходит круг зодиака примерно во время годового обращения и никогда не удаляется от Солнца более чем на расстояние одного знака, двигаясь в один момент впереди него, а в другой - позади него. Самый низкий из пяти блуждающих звезд, и одно самое близкое к Земле, планета Венера, которая называется Φωσφόρος ( Фосфор ) в переводе с греческого, и Люцифер на латыни, когда он предшествующее солнце, но Ἕσπερος ( Геспер) когда он следует за ним; он завершает свой курс за год, пересекая зодиак как по широте, так и по долготе, как это делают и планеты над ним, и на какой бы стороне Солнца он ни находился, он никогда не удаляется от него на расстояние более двух знаков ".

Индия

В 499 году н.э. индийский астроном Арьябхата предложил модель планеты, которая явно учитывала вращение Земли вокруг своей оси, которое он объясняет как причину того, что кажется очевидным движением звезд на запад. Он также считал, что орбиты планет имеют эллиптическую форму . ^[32] Последователи Арьябхаты были особенно сильны в Южной Индии , где, среди прочего, следовали его принципам суточного вращения Земли и на них был основан ряд второстепенных работ. ^[33]

В 1500 году Нилаканта Сомаяджи из керальской школы астрономии и математики в своей « Тантрасанграхе» пересмотрел модель Арьябхаты. ^[34] В своем Aryabhatiyabhasya , комментарии к Aryabhatiya Арьябхаты , он разработал планетную модель, в которой Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн вращаются вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли, подобно системе Тихона, позже предложенной Тихо Браге в конец 16 века. Большинство последовавших за ним астрономов школы Кералы приняли его модель планеты. ^{[34] [35]}

Средневековая мусульманская астрономия

В XI веке прохождение Венеры наблюдал Авиценна , который установил, что Венера была, по крайней мере, иногда, ниже Солнца. ^[36] В XII веке Ибн Баджа наблюдал «две планеты как черные пятна на лице Солнца», что позже было идентифицировано как прохождение Меркурия и Венеры астрономом Мараги Котб ад-Дином Ширази в 13 веке. ^[37] Ибн Баджа не мог наблюдать прохождение Венеры, потому что ничего не происходило при его жизни. ^[38]

Европейский ренессанс

С приходом научной революции использование термина «планета» изменилось с чего-то, что движется по небу (по отношению к звездному полю ); телу, вращавшемуся вокруг Земли (или считавшемуся в то время таковым); и 18 - го века к чему - то , что непосредственно вокруг Солнца , когда гелиоцентрическая модель из Коперника , Галилея и Кеплера получили власть.

Таким образом, Земля была включена в список планет ^[39], тогда как Солнце и Луна были исключены. Сначала, когда в 17 веке были открыты первые спутники Юпитера и Сатурна, термины «планета» и «спутник» использовались как взаимозаменяемые, хотя в следующем столетии последние постепенно стали более распространенными. ^[40] До середины 19 века количество «планет» быстро росло, потому что любой недавно обнаруженный объект, вращающийся непосредственно вокруг Солнца, был включен научным сообществом в список планет.

19 век

В 19 веке астрономы начали понимать, что недавно обнаруженные тела, которые почти полвека классифицировались как планеты (такие как Церера , Паллада , Юнона и Веста ), сильно отличались от традиционных. Эти тела находились в одной и той же области пространства между Марсом и Юпитером ( пояс астероидов ) и имели гораздо меньшую массу; в результате они были переклассифицированы как « астероиды". В отсутствие какого-либо формального определения" планета "стала пониматься как любое" большое "тело, вращающееся вокруг Солнца. Поскольку между астероидами и планетами существовала огромная разница в размерах, и казалось, что поток новых открытий чтобы прекратить свое существование после открытия Нептуна в 1846 году, не было очевидной необходимости в формальном определении ^[41].

20 век

В 20 веке был открыт Плутон . После того, как первоначальные наблюдения привели к убеждению, что он больше Земли ^[42], объект сразу же был признан девятой планетой. Дальнейший мониторинг нашел тело было на самом деле гораздо меньше: в 1936 году, Рэй Lyttleton предположил , что Плутон может быть сбежавшим спутником Нептуна , ^[43] и Фред Уиппл предложил в 1964 году , что Плутон может быть кометой. ^[44] Поскольку он был все еще больше, чем все известные астероиды, а население карликовых планет и других транснептуновых объектов не было хорошо изучено, ^[45] он сохранял свой статус до 2006 года.

В 1992 году астрономы Александр Вольшчан и Дейл Frail объявили об открытии планет вокруг пульсара , PSR B1257 + 12 . ^[46] Это открытие обычно считается первым окончательным обнаружением планетной системы вокруг другой звезды. Затем, 6 октября 1995 года, Мишель Майор и Дидье Келоз из Женевской обсерватории объявили о первом достоверном обнаружении экзопланеты, вращающейся вокруг обычной звезды главной последовательности ( 51 Пегаса ). ^[47]

Открытие внесолнечных планет привело к другой неоднозначности в определении планеты: точке, в которой планета становится звездой. Масса многих известных внесолнечных планет во много раз превышает массу Юпитера, что приближается к массе звездных объектов, известных как коричневые карлики . Коричневые карлики обычно считаются звездами из-за их способности плавить дейтерий , более тяжелый изотоп водорода . Хотя объекты более массивные, чем в 75 раз массивнее Юпитера, объединяют водород, объекты массой всего 13 Юпитера могут синтезировать дейтерий. Дейтерий встречается довольно редко, и большинство коричневых карликов перестали бы синтезировать дейтерий задолго до своего открытия, что сделало бы их практически неотличимыми от сверхмассивных планет. ^[48]

21-го века

С открытием во второй половине 20-го века большего количества объектов в Солнечной системе и крупных объектов вокруг других звезд возникли споры о том, что должно составлять планету. Были определенные разногласия по поводу того, следует ли объект считаться планета , если она была частью отдельной популяции , такие как ремень , или если он был достаточно большим , чтобы генерировать энергию с помощью термоядерного синтеза с дейтерием .

Все большее число астрономов выступали за рассекречивание Плутона как планеты, поскольку многие похожие объекты, приближающиеся к его размеру, были обнаружены в одном и том же регионе Солнечной системы ( пояс Койпера ) в 1990-х и начале 2000-х годов. Плутон оказался всего лишь одним маленьким телом из тысяч населения.

Некоторые из них, такие как Квавар , Седна и Эрида , были объявлены в популярной прессе десятой планетой , не получив широкого научного признания. Объявление об Эриде в 2005 году, объект, который тогда считался на 27% более массивным, чем Плутон, вызвал необходимость и общественное стремление к официальному определению планеты.

Признавая проблему, МАС приступил к созданию определения планеты и выпустил его в августе 2006 года. Количество планет упало до восьми значительно более крупных тел, которые очистили свою орбиту (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), и был создан новый класс карликовых планет , первоначально содержащий три объекта ( Церера , Плутон и Эрида). ^[49]

Внесолнечные планеты

Официального определения внесолнечных планет нет . В 2003 году Рабочая группа Международного астрономического союза (МАС) по внесолнечным планетам опубликовала заявление о позиции, но это заявление никогда не предлагалось в качестве официальной резолюции МАС и никогда не принималось членами МАС на голосовании. Заявление о позициях включает следующие руководящие принципы, в основном сосредоточенные на границе между планетами и коричневыми карликами: ^[2]

1. Объекты с истинной массой ниже предельной массы для термоядерного синтеза дейтерия (в настоящее время рассчитано, что в 13 раз больше массы Юпитера для объектов с тем же изотопным содержанием, что и Солнце ^[50] ), которые вращаются вокруг звезд или звездных остатков, являются «планетами» (нет независимо от того, как они образовались). Минимальная масса и размер, необходимые для того, чтобы внесолнечный объект считался планетой, должны быть такими же, как и в Солнечной системе.
2. Субзвездные объекты с истинной массой, превышающей предельную для термоядерного синтеза дейтерия, являются « коричневыми карликами », независимо от того, как они образовались и где они находятся.
3. Свободно плавающие объекты в молодых звездных скоплениях с массами ниже предельной массы для термоядерного синтеза дейтерия не являются «планетами», а являются «суб-коричневыми карликами» (или как бы там ни было).

Это рабочее определение с тех пор широко используется астрономами при публикации открытий экзопланет в академических журналах . ^[51] Хотя это временное определение, оно остается эффективным рабочим определением до тех пор, пока формально не будет принято более постоянное. В нем не рассматривается спор о нижнем пределе массы ^[52], и поэтому он избегает споров относительно объектов в Солнечной системе. Это определение также не комментирует планетарный статус объектов, вращающихся вокруг коричневых карликов, таких как 2M1207b .

Одно определение суб-коричневого карлика - это объект с массой планеты, который образовался в результате схлопывания облака, а не аккреции . Это различие в формациях между коричневым карликом и планетой не является общепризнанным; астрономы делятся на два лагеря относительно того, следует ли рассматривать процесс формирования планеты как часть ее классификации в классификации. ^[53] Одна из причин разногласий заключается в том, что зачастую невозможно определить процесс формирования. Например, планета, образованная в результате аккреции вокруг звезды, может быть выброшена из системы, чтобы стать свободно плавающей, и аналогично суб-коричневый карлик, который сформировался сам по себе в звездном скоплении в результате коллапса облака, может оказаться захваченным на орбиту вокруг звезды. .

Одно исследование показывает , что объекты выше 10  M _Юп формируется за счет гравитационной неустойчивости и не должны рассматриваться как планеты. ^[54]

Граница массы 13 Юпитера представляет собой среднюю массу, а не точное пороговое значение. Большие объекты будут сливаться большую часть дейтерия и мелкие расплавится только немного, и 13 M _J значение находится где - то между ними. На самом деле, расчеты показывают , что объект предохранители 50% от его первоначального содержания дейтерия , когда общая масса находится в пределах от 12 до 14 М _Дж . ^[55] Количество слитого дейтерия зависит не только от массы, но и от состава объекта, от количества присутствующего гелия и дейтерия . ^[56] По состоянию на 2011 год Энциклопедия внесолнечных планет.включили объекты массой до 25 Юпитера, заявив: «Тот факт, что в наблюдаемом спектре масс нет особой особенности около 13  М _Юп, усиливает решение забыть об этом пределе массы». ^[57] По состоянию на 2016 год этот предел был увеличен до 60 масс Юпитера ^[58] на основе изучения взаимосвязей между массой и плотностью. ^[59] Exoplanet данные Проводник включает в себя объектами до 24 масс Юпитера с консультативным: «13 - Юпитером-массовое различие Рабочей группой IAU физически немотивированное для планет со скалистыми ядрами и наблюдательно проблематично из - за грех я неоднозначность». ^[60] NASA Exoplanet Архиввключает объекты с массой (или минимальной массой), равной или менее 30 масс Юпитера. ^[61]

Другой критерий для разделения планет и коричневых карликов, а не синтез дейтерия, процесс образования или местоположение, заключается в том, доминирует ли давление в ядре кулоновское давление или давление вырождения электронов . ^{[62] [63]}

2006 IAU определение планеты

Вопрос о нижнем пределе был рассмотрен на заседании Генеральной ассамблеи МАС в 2006 году . После долгих дебатов и одного неудавшегося предложения подавляющее большинство оставшихся на собрании проголосовало за принятие резолюции. Резолюция 2006 г. определяет планеты в Солнечной системе следующим образом: ^[1]

«Планета» [1] - это небесное тело, которое (а) находится на орбите вокруг Солнца, (б) имеет достаточную массу для того, чтобы его собственная гравитация преодолела силы твердого тела, так что оно принимает гидростатическую равновесную (почти круглую) форму. , и (c) очистил окрестности вокруг своей орбиты.

[1] Восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Согласно этому определению Солнечная система состоит из восьми планет. Тела, которые соответствуют первым двум условиям, но не третьему (например, Церера, Плутон и Эрида), классифицируются как карликовые планеты , при условии, что они также не являются естественными спутниками других планет. Первоначально комитет IAU предложил определение, которое включало бы гораздо большее количество планет, поскольку оно не включало (c) в качестве критерия. ^[64] После долгих обсуждений голосованием было решено, что эти тела следует классифицировать как карликовые планеты. ^[65]

Это определение основано на теориях формирования планет, в которых планетарные зародыши изначально очищают свое орбитальное окружение от других более мелких объектов. Как описывает астроном Стивен Сотер : ^[66]

«Конечным продуктом вторичной дисковой аккреции является небольшое количество относительно больших тел (планет) на непересекающихся или резонансных орбитах, которые предотвращают столкновения между ними. Малые планеты и кометы, включая KBO [объекты пояса Койпера], отличаются от планет в том, что они могут сталкиваться друг с другом и с планетами ».

Определение IAU 2006 года представляет некоторые проблемы для экзопланет, потому что язык специфичен для Солнечной системы и потому что критерии округлости и очистки орбитальной зоны в настоящее время не наблюдаются. Астроном Жан-Люк Марго предложил математический критерий, который определяет, может ли объект очистить свою орбиту в течение жизни своей звезды-хозяина, на основе массы планеты, ее большой полуоси и массы звезды-хозяина. ^{[67] [68]} Эта формула дает значение π больше 1 для планет. Восемь известных планет и все известные экзопланеты имеют значения π выше 100, в то время как Церера, Плутон и Эрида имеют значения π 0,1 или меньше. Объекты с πзначения 1 или более также должны быть приблизительно сферическими, так что объекты, которые удовлетворяют требованию зазора в орбитальной зоне, автоматически удовлетворяют требованию округлости. ^[69]

Объекты, ранее считавшиеся планетами

В таблице ниже перечислены тела Солнечной системы, которые когда-то считались планетами, но больше не считаются таковыми МАС, а также будут ли они считаться планетами в соответствии с определениями Стерна 2002 и 2018 годов ^{[ необходима ссылка ]} .

Сообщение о недавно обнаруженных крупных объектах пояса Койпера как о планетах, особенно об Эриде, вызвало в августе 2006 года решение МАС о том, что такое планета.

Мифология и нейминг

Названия планет в западном мире происходят от обычаев именования римлян, которые, в конечном итоге, происходят от греков и вавилонян. В Древней Греции два великих светила - Солнце и Луна - назывались Гелиос и Селена ; самая дальняя планета (Сатурн) называлась Файноном , сияющим ; за ним следует Фаэтон (Юпитер), «яркий»; красная планета (Марс) была известна как Pyroeis , «огненная»; самая яркая (Венера) была известна как Фосфор , светоносец; а мимолетная последняя планета (Меркурий) называлась Стилбон, мерцание. Греки также сделали каждую планету священной для одного из их пантеона богов, олимпийцев : Гелиос и Селена были именами как планет, так и богов; Файнон был священным для Кроноса , Титана, который породил олимпийцев; Фаэтон был священным для Зевса , сына Кроноса, который сверг его с престола; Пироей был подарен Аресу , сыну Зевса и богу войны; Фосфором правила Афродита , богиня любви; и Гермес , посланник богов и бог учености и ума, правил Стилбоном. ^[21]

Греческий обычай наносить имена своих богов на планеты почти наверняка был заимствован у вавилонян. Вавилоняне назвали Фосфор в честь своей богини любви Иштар ; Пироей - после своего бога войны, Нергал , Стилбон - после своего бога мудрости Набу , а Фаэтон - после их главного бога Мардука . ^[76] Между греческими и вавилонскими соглашениями об именах слишком много совпадений, чтобы они возникли отдельно. ^[21] Перевод не был идеальным. Например, вавилонский Нергал был богом войны, и поэтому греки отождествляли его с Аресом. В отличие от Ареса, Нергал был также богом эпидемии и преисподней. ^[77]

Сегодня большинство людей в западном мире знают планеты по названиям, взятым из олимпийского пантеона богов. Хотя современные греки по-прежнему используют свои древние названия планет, другие европейские языки из-за влияния Римской империи, а позже и католической церкви , используют римские (латинские) имена, а не греческие. Римляне, которые, как и греки, были индоевропейцами , разделяли с ними общий пантеон под разными именами, но им не хватало богатых повествовательных традиций, которые греческая поэтическая культура дала своим богам . В более поздний период Римской республикиРимские писатели заимствовали большую часть греческих повествований и применили их к своему собственному пантеону до такой степени, что они стали практически неразличимы. ^[78] Когда римляне изучали греческую астрономию, они дали планетам имена их собственных богов: Меркурий (от Гермеса), Венера (Афродита), Марс (Арес), Юппитер (Зевс) и Сатурн (Кронос). Когда в XVIII и XIX веках были открыты последующие планеты, практика именования была сохранена с Нептунусом ( Посейдоном ). Уран уникален тем, что назван в честь греческого божества, а не его римского аналога .

Некоторые римляне , следуя вере, возможно, зародившейся в Месопотамии, но развившейся в эллинистическом Египте , полагали, что семь богов, в честь которых были названы планеты, почасовой смены заботились о делах на Земле. По порядку смещения пошли Сатурн, Юпитер, Марс, Солнце, Венера, Меркурий, Луна (от самой дальней планеты к самой близкой). ^[79] Следовательно, первый день был начат Сатурном (1-й час), второй день - Солнцем (25-й час), за которым следовали Луна (49-й час), Марс, Меркурий, Юпитер и Венера. Поскольку каждый день был назван богом, который его начал, это также порядок дней недели в римском календаре после нулевого цикла.был отвергнут - и до сих пор сохраняется на многих современных языках. ^[80] На английском языке суббота, воскресенье и понедельник являются прямым переводом этих римских имен. Остальные дни были переименованы в честь Тив (вторник), Воден (среда), Тунор (четверг) и Фриге (пятница), англосаксонских богов, считающихся подобными или эквивалентными Марсу, Меркурию, Юпитеру и Венере соответственно.

Земля - ​​единственная планета, название которой на английском языке не происходит из греко-римской мифологии. Поскольку это была общепринятая планета только в 17 веке ^[39], нет традиции называть ее в честь бога. (То же самое верно, по крайней мере, для английского языка, Солнца и Луны, хотя они больше не считаются планетами.) Название происходит от англосаксонского слова erda 8-го века , что означает земля или почва, и впервые было использовано в письменном виде как название сферы Земли, возможно, около 1300 года. ^{[81] [82]} Как и в других германских языках , оно происходит от протогерманского слова ertho , «земля»,^[82] как можно видеть на английской земле , немецком Erde , голландском aarde и скандинавском jord . Во многих романских языках сохранилось старое римское слово terra (или его разновидность), которое использовалось в значении «суша», а не «море». ^[83] В неломанских языках используются собственные родные слова. Греки сохранили свое первоначальное название Γή (Ge) .

Неевропейские культуры используют другие системы именования планет. Индия использует систему, основанную на Наваграхе , которая включает семь традиционных планет ( Сурья для Солнца, Чандра для Луны, Будха для Меркурия, Шукра для Венеры, Мангала для Марса, Брихаспати для Юпитера и Шани для Сатурна) и восходящие планеты. и нисходящие лунные узлы Раху и Кету .

Китай и страны Восточной Азии, исторически подверженные китайскому культурному влиянию (такие как Япония, Корея и Вьетнам ), используют систему именования, основанную на пяти китайских элементах : вода (Меркурий), металл (Венера), огонь (Марс), дерево ( Юпитер) и Земля (Сатурн). ^[80]

В традиционной еврейской астрономии семь традиционных планет имеют (по большей части) описательные имена: Солнце - חמה חמה ammah или «горячая», Луна - Levanah или «белая», Венера - וכב נוגה Kokhav Nogah или «яркая планета», Меркурий - כוכב Кохав или «планета» (из-за отсутствия отличительных черт), Марс - מאדים Маадим или «красный», а Сатурн - תאי Шаббатай или «покоящийся» (в ссылка на его медленное движение по сравнению с другими видимыми планетами). ^[84] Необычным является Юпитер, называемый צדק Tzedeq или «справедливость».Стейглиц предполагает, что это может бытьэвфемизм для оригинального имени כוכב בעל Кохав Ba'al или « Ваали планеты«S», который рассматривается как идолопоклоннические и эвфемизируются аналогичным образом к Иевосфея из II Самуила . ^[84]

По-арабски Меркурий - عُطَارِد ( ʿUṭārid , родственник Иштар / Астарта ), Венера - الزهرة ( аз-Зухара , «яркая», ^[85] эпитет богини Аль-Узза ^[86] ), Земля - ​​الأرض ( al-Arḍ , от того же корня, что и eretz ), Марс - اَلْمِرِّيخ ( al-Mirrīkh , что означает «стрела без перьев» из-за его ретроградного движения ^[87] ), Юпитер - المشتري ( al-Muštarī , «надежный», от аккадского ^[88] ), а Сатурн - زُحَل ( Зугал , « отступающий » ^[89] ).^{[90] [91]}

Формирование

Точно неизвестно, как образуются планеты. Преобладает теория, что они образуются во время коллапса туманности в тонкий диск из газа и пыли. В ядре формируется протозвезда , окруженная вращающимся протопланетным диском . В результате аккреции (процесса липкого столкновения) частицы пыли в диске постоянно накапливают массу, образуя все более крупные тела. Формируются локальные концентрации массы, известные как планетезимали , и они ускоряют процесс аккреции, втягивая дополнительный материал за счет своего гравитационного притяжения. Эти концентрации становятся все более плотными, пока они не схлопываются внутрь под действием силы тяжести, образуя протопланеты . ^[92]После того, как планета достигает массы, несколько превышающей массу Марса , она начинает накапливать расширенную атмосферу ^{[93], что} значительно увеличивает скорость захвата планетезималей за счет сопротивления атмосферы . ^{[94] [95]} В зависимости от истории аккреции твердых тел и газа может возникнуть планета-гигант , ледяной гигант или планета земного типа . ^{[96] [97] [98]}

Когда протозвезда выросла так, что воспламенилась, образуя звезду , уцелевший диск удаляется изнутри наружу за счет фотоиспарения , солнечного ветра , сопротивления Пойнтинга – Робертсона и других эффектов. ^{[99] [100]} После этого может быть много протопланет, вращающихся вокруг звезды или друг друга, но со временем многие из них столкнутся, либо сформируя одну большую планету, либо высвободив материал для поглощения другими большими протопланетами или планетами. ^[101] Те объекты, которые стали достаточно массивными, захватят большую часть материи в своих орбитальных окрестностях и станут планетами. Протопланеты, избежавшие столкновений, могут стать естественными спутникамипланет в процессе гравитационного захвата, или оставаться в поясах других объектов, чтобы стать карликовыми планетами или маленькими телами .

Энергетические удары более мелких планетезималей (а также радиоактивный распад ) нагреют растущую планету, заставляя ее хотя бы частично расплавиться. Внутренняя часть планеты начинает дифференцироваться по массе, образуя более плотное ядро. ^[102] Более мелкие планеты земной группы теряют большую часть своей атмосферы из-за этой аккреции, но потерянные газы могут быть заменены выделением газа из мантии и последующим ударом комет . ^[103] (Меньшие планеты теряют любую атмосферу, которую они получают из-за различных механизмов побега .)

С открытием и наблюдением планетных систем вокруг звезд, отличных от Солнца, появляется возможность уточнить, пересмотреть или даже заменить это описание. Уровень металличности - астрономический термин, описывающий изобилие химических элементов с атомным номером больше 2 ( гелий ) - теперь считается, что определяет вероятность того, что у звезды будут планеты. ^[104] Следовательно, считается, что у богатой металлами звезды I с населением , вероятно, будет более существенная планетная система, чем у бедной металлами звезды с населением II .

Солнечная система

Согласно определению МАС , в Солнечной системе есть восемь планет, которые находятся на все большем расстоянии от Солнца :

1. ☿ Меркурий
2. ♀ Венера
3. ⊕ Земля
4. ♂ Марс
5. ♃ Юпитер
6. ♄ Сатурн
7. ♅ Уран
8. ♆ Нептун

Юпитер - самый большой, с массой 318 Земных масс, а Меркурий - самый маленький, с массой 0,055 Земли.

Планеты Солнечной системы можно разделить на категории в зависимости от их состава:

• Земляне : планеты, похожие на Землю, тела которых в основном состоят из горных пород : Меркурий, Венера, Земля и Марс. При массе 0,055 Земли Меркурий является самой маленькой планетой земного типа (и самой маленькой планетой) в Солнечной системе. Земля - ​​самая большая планета земного типа.
• Гигантские планеты (юпитериане): массивные планеты значительно массивнее земных: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
  • Газовые гиганты Юпитер и Сатурн - это планеты-гиганты, состоящие в основном из водорода и гелия, и они являются самыми массивными планетами Солнечной системы. Юпитер с массой 318 Земных масс - самая большая планета в Солнечной системе, а Сатурн на треть меньше по массе при 95 земных массах.
  • Ледяные гиганты , Уран и Нептун, в основном состоят из материалов с низкой температурой кипения, таких как вода, метан и аммиак, с плотной атмосферой из водорода и гелия. Они имеют значительно меньшую массу, чем газовые гиганты (всего 14 и 17 масс Земли).

Число геофизических планет в Солнечной системе неизвестно - ранее считалось, что потенциально оно исчисляется сотнями, но теперь оценивается только с помощью низких двузначных цифр. ^[105]

Планетарные атрибуты

Экзопланеты

Экзопланета (внесолнечная планета) - это планета за пределами Солнечной системы. По состоянию на 1 февраля 2021 года насчитывается 4414 подтвержденных экзопланет в 3257 системах , из которых 722 системы имеют более одной планеты . ^{[106] [107] [108] [109]}

В начале 1992 года радиоастрономы Александр Вольщан и Дейл Фрейл объявили об открытии двух планет, вращающихся вокруг пульсара PSR 1257 + 12 . ^[46] Это открытие было подтверждено и обычно считается первым окончательным обнаружением экзопланет. Считается, что эти планеты-пульсары образовались из необычных остатков сверхновой , породившей пульсар, во втором раунде формирования планет, или же являются оставшимися скалистыми ядрами планет-гигантов, которые пережили сверхновую и затем распались на свои текущие орбиты. .

Первым подтвердили открытие экзопланеты на орбите обычной звезды главной последовательности произошло 6 октябрь 1995 года, когда Мишель Майор и Дидье Queloz из Женевского университета объявили об обнаружении экзопланет вокруг 51 Пегаса . С тех пор и до миссии Кеплера самые известные внесолнечные планеты были газовыми гигантами, сопоставимыми по массе с Юпитером или крупнее, поскольку их легче было обнаружить. Каталог планет-кандидатов Кеплера состоит в основном из планет размером с Нептун и меньше, вплоть до меньших, чем Меркурий.

Есть типы планет, которых не существует в Солнечной системе: суперземли и мини-Нептуны , которые могут быть каменистыми, как Земля, или смесью летучих веществ и газа, как Нептун - радиус в 1,75 раза больше, чем у Земли, является возможным разделением. линия между двумя типами планет. ^[110] Есть горячие юпитеры, которые вращаются очень близко к своей звезде и могут испариться, превратившись в хтонические планеты , которые являются оставшимися ядрами. Другой возможный тип планет - это углеродные планеты , которые образуются в системах с более высоким содержанием углерода, чем в Солнечной системе.

Исследование 2012 года, посвященное анализу данных гравитационного микролинзирования , оценивает в среднем не менее 1,6 связанных планет на каждую звезду Млечного Пути. ^[10]

20 декабря 2011 года Кеплер Космический телескоп команда сообщила об обнаружении первого земного размера экзопланет , Kepler-20e ^[5] и Kepler-20f , ^[6] , обращающийся вокруг звезды типа Солнца , Кеплер-20 . ^{[7] [8] [9]}

Примерно у 1 из 5 звезд, похожих на Солнце, есть планета размером с Землю ^[d] в обитаемой зоне ^[e] , поэтому ближайшая к Земле, как ожидается, будет находиться в пределах 12 световых лет от Земли. ^{[11] [111]} Частота появления таких планет земной группы является одной из переменных в уравнении Дрейка , которое оценивает количество разумных, общающихся цивилизаций , существующих в Млечном Пути . ^[112]

Есть экзопланеты, которые намного ближе к своей родительской звезде, чем любая планета в Солнечной системе к Солнцу, а также есть экзопланеты, которые находятся намного дальше от своей звезды. Меркурий , ближайшая к Солнцу планета на расстоянии 0,4 а. Е. , Занимает 88 дней для обращения по орбите, но самые короткие известные орбиты экзопланет занимают всего несколько часов, см. Планета с ультракоротким периодом . Система Кеплер-11 имеет пять планет на более коротких орбитах, чем у Меркурия, и все они намного массивнее Меркурия. Нептун в 30 а.е. от Солнца и занимает 165 лет на орбиту, но есть экзопланета, которые сотни а.е. от своей звезды и принять более тысячи лет на орбиту, например , 1RXS1609 б.

Планетно-массовые объекты

Объект планетарной массы ( PMO ), planmo , ^[113] или планетарное тело - это небесный объект с массой, которая попадает в диапазон определения планеты: достаточно массивный, чтобы достичь гидростатического равновесия (чтобы округляться под действием собственной гравитации ), но недостаточно, чтобы поддерживать ядерный синтез, как у звезды. ^{[114] [115]} По определению, все планеты являются объектами планетарной массы , но цель этого термина - обозначить объекты, которые не соответствуют типичным ожиданиям для планеты. К ним относятся карликовые планеты , которые округлены собственной гравитацией, но недостаточно массивны, чтобы очистить свою орбиту ,луны планетарной массы и свободно плавающие планеты, которые могли быть выброшены из системы ( планеты-изгоя ) или образовались в результате коллапса облаков, а не аккреции (иногда называемые суб-коричневыми карликами ).

Карликовые планеты

Карликовая планета - это объект планетарной массы, который не является ни настоящей планетой, ни естественным спутником; он находится на прямой орбите звезды и достаточно массивен, чтобы его сила тяжести сжала его до гидростатически равновесной формы (обычно сфероид), но не очистила окрестности от другого материала вокруг своей орбиты. Планетолог и главный исследователь New Horizons Алан Стерн , предложивший термин «карликовая планета», утверждал, что местоположение не должно иметь значения и что следует принимать во внимание только геофизические атрибуты, и что карликовые планеты, таким образом, являются подтипом планет. IAU принял этот термин (а не более нейтральный «планетоид»), но решил классифицировать карликовые планеты как отдельную категорию объектов. ^[116]

Планеты изгоев

Несколько компьютерных симуляторов образования звезд и планетных систем предположили, что некоторые объекты планетарной массы будут выброшены в межзвездное пространство . ^[117] Такие объекты обычно называют планетами-изгоями .

Суб-коричневые карлики

Звезды образуются в результате гравитационного коллапса газовых облаков, но более мелкие объекты также могут образовываться в результате коллапса облаков. Образованные таким образом объекты планетарной массы иногда называют суб-коричневыми карликами. Суб-коричневые карлики могут свободно плавать, например Cha 110913-773444 ^[119] и OTS 44 , ^[120], или вращаться вокруг более крупного объекта, такого как 2MASS J04414489 + 2301513 .

Теоретически возможны двойные системы суб-коричневых карликов; Первоначально предполагалось, что Oph 162225-240515 представляет собой двойную систему, состоящую из коричневого карлика с массой 14 масс Юпитера и суб-коричневого карлика с массой 7 масс Юпитера, но дальнейшие наблюдения пересмотрели оценочные массы в сторону увеличения до более 13 масс Юпитера, сделав их коричневыми карликами. согласно рабочим определениям IAU. ^{[121] [122] [123]}

Бывшие звезды

В тесных двойных звездных системах одна из звезд может потерять массу из-за более тяжелого компаньона. Пульсары, работающие на аккреции, могут вызвать потерю массы. Затем сжимающаяся звезда может стать объектом планетарной массы . Примером может служить объект массы Юпитера, вращающийся вокруг пульсара PSR J1719-1438 . ^[124] Эти усохшие белые карлики могут стать гелиевой или углеродной планетой .

Планеты-спутники

Некоторые большие спутники (луны) имеют такой же размер или больше, чем планета Меркурий , например, Галилеевы спутники Юпитера и Титан . Сторонники геофизического определения планет утверждают, что местоположение не должно иметь значения и что при определении планеты следует принимать во внимание только геофизические атрибуты. Алан Стерн предлагает термин « планета-спутник» для обозначения спутника размером с планету. ^[125]

Захваченные планеты

Планеты-бродяги в звездных скоплениях имеют скорость, аналогичную скорости звезд, и поэтому их можно снова поймать. Обычно их захватывают на широкие орбиты между 100 и 10 ⁵ а.е. Эффективность захвата снижается с увеличением объема кластера, а для данного размера кластера она увеличивается с увеличением массы хоста / первичного элемента. Он почти не зависит от массы планеты. Одиночные и множественные планеты могут быть захвачены на произвольные невыровненные орбиты, некомпланарные друг другу, со вращением звездного хозяина или уже существующей планетной системой. ^[126]

Атрибуты

Хотя каждая планета имеет уникальные физические характеристики, между ними существует ряд общих черт. Некоторые из этих характеристик, такие как кольца или естественные спутники, пока наблюдаются только у планет Солнечной системы, тогда как другие обычно наблюдаются и у внесолнечных планет.

Динамические характеристики

Орбита

Согласно современным определениям, все планеты должны вращаться вокруг звезд; таким образом, любые потенциальные « планеты-изгои » исключены. В Солнечной системе все планеты вращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и Солнце (против часовой стрелки, если смотреть сверху на северный полюс Солнца). По крайней мере, одна внесолнечная планета, WASP-17b , вращается по орбите в направлении, противоположном вращению ее звезды. ^[127] Период одного оборота орбиты планеты известен как ее сидерический период или год . ^[128]Год планеты зависит от расстояния до звезды; чем дальше планета находится от своей звезды, тем больше не только расстояние, которое она должна пройти, но и тем медленнее ее скорость, потому что на нее меньше влияет гравитация звезды . Орбита любой планеты не является идеально круговой, и поэтому расстояние до каждой из них меняется в течение года. Ближайшее приближение к звезде называется ее периастром ( перигелием в Солнечной системе), а самое дальнее расстояние от звезды называется ее апастроном ( афелий).). Когда планета приближается к периастру, ее скорость увеличивается, поскольку она обменивает гравитационную потенциальную энергию на кинетическую энергию, точно так же, как падающий объект на Земле ускоряется при падении; когда планета достигает апастрона, ее скорость уменьшается, так же как объект, брошенный вверх на Землю, замедляется, когда достигает вершины своей траектории. ^[129]

Орбита каждой планеты очерчена набором элементов:

• Эксцентриситет орбиты описывает , как удлиненная орбита планеты находится. Планеты с низким эксцентриситетом имеют больше круговых орбит, тогда как планеты с высоким эксцентриситетом имеют более эллиптические орбиты. Планеты в Солнечной системе имеют очень низкий эксцентриситет и, следовательно, почти круговые орбиты. ^[128] Кометы и объекты пояса Койпера (а также несколько внесолнечных планет) имеют очень высокий эксцентриситет и, следовательно, чрезвычайно эллиптические орбиты. ^{[130] [131]}
• Иллюстрация большой полуоси
  Большая полуось это расстояние от планеты до точки на полпути вдоль самого длинного диаметра его эллиптической орбите (см рисунок). Это расстояние отличается от его апастрона, потому что на орбите планеты нет звезды в точном центре. ^[128]
• Наклон планеты говорит , как далеко выше или ниже установленной опорной плоскости ее орбиты лежит. В Солнечной системе, базовая плоскость является плоскостью орбиты Земли, называется эклиптикой . Для внесолнечных планет плоскость, известная как плоскость неба или плоскость неба , - это плоскость, перпендикулярная линии обзора наблюдателя с Земли. ^[132] Все восемь планет Солнечной системы находятся очень близко к эклиптике; кометы и объекты пояса Койпера, такие как Плутон, находятся под гораздо более острыми углами к нему. ^[133] Точки, в которых планета пересекает выше и ниже своей базовой плоскости, называются ее восходящей инисходящие узлы . ^[128] долгота восходящего узла это угол между базовой плоскости в 0 и долготы восходящего узла планеты. Аргумент перицентра (или перигелия в Солнечной системе) это угол между восходящим узлом планеты и ее ближайшим подходом к своей звезде. ^[128]

Осевой наклон

Планеты также имеют разную степень наклона оси; они лежат под углом к плоскости экваторов своих звезд . Это приводит к тому, что количество света, получаемого каждым полушарием, изменяется в течение года; когда северное полушарие указывает от своей звезды, южное полушарие указывает на нее, и наоборот. Таким образом, на каждой планете есть времена года и изменения климата в течение года. Время, в которое каждое полушарие указывает дальше всего или ближе всего от своей звезды, известно как его солнцестояние.. На каждой планете по две на орбите; когда в одном полушарии летнее солнцестояние, когда его день самый длинный, в другом - зимнее солнцестояние, когда его день самый короткий. Различное количество света и тепла, получаемое каждым полушарием, приводит к ежегодным изменениям погодных условий для каждой половины планеты. Наклон оси Юпитера очень мал, поэтому его сезонные колебания минимальны; Уран, с другой стороны, имеет настолько большой наклон оси, что практически находится на его стороне, что означает, что его полушария либо постоянно находятся на солнечном свете, либо постоянно находятся в темноте во время солнцестояний. ^[134] Среди внесолнечных планет наклоны осей достоверно неизвестны, хотя считается, что у большинства горячих Юпитеров наклон оси незначителен или вообще отсутствует из-за близости к своим звездам. ^[135]

Вращение

Планеты вращаются вокруг невидимых осей через свои центры. Период вращения планеты известен как звездный день . Большинство планет Солнечной системы вращаются в том же направлении, что и вокруг Солнца, то есть против часовой стрелки, если смотреть сверху на северный полюс Солнца , за исключением Венера ^[136] и Урана ^[137], которые вращаются по часовой стрелке, хотя крайний наклон оси Урана означает, что существуют различные соглашения о том, какой из его полюсов является «северным», и, следовательно, вращается ли он по часовой стрелке или против часовой стрелки. ^[138] Независимо от того, какое соглашение используется, Уран имеет ретроградное вращение относительно своей орбиты.

Во время формирования вращение планеты может быть вызвано несколькими факторами. Чистый угловой момент может быть вызван вкладом отдельных угловых моментов аккрецированных объектов. Аккреция газа планетами-гигантами также может вносить вклад в угловой момент. Наконец, на последних этапах строительства планеты случайный процесс протопланетной аккреции может случайным образом изменить ось вращения планеты. ^[139] Продолжительность дня между планетами сильно различается: Венере требуется 243 дня для вращения, а планетам-гигантам - всего несколько часов. ^[140] Периоды вращения внесолнечных планет неизвестны. Однако для «горячих» Юпитеров их близость к своим звездам означает, что ониприливно заблокированы (т.е. их орбиты синхронизированы с их вращениями). Это означает, что они всегда показывают своим звездам одно лицо, одной стороной в вечный день, а другой - в вечную ночь. ^[141]

Орбитальная очистка

Определяющая динамическая характеристика планеты состоит в том, что она очистила свои окрестности . Планета, которая очистила свои окрестности, накопила достаточно массы, чтобы собрать или смести все планетезимали на своей орбите. По сути, он вращается вокруг своей звезды изолированно, а не делит свою орбиту с множеством объектов аналогичного размера. Эта характеристика была утверждена как часть официального определения планеты МАС в августе 2006 года. Этот критерий исключает такие планетарные тела, как Плутон , Эрида и Церера, из полноценной планетности, делая их вместо этого карликовыми планетами . ^[1]Хотя на сегодняшний день этот критерий применим только к Солнечной системе, был обнаружен ряд молодых внесолнечных систем, свидетельства которых свидетельствуют о том, что в их околозвездных дисках происходит очистка орбиты . ^[142]

Физические характеристики

Масса

Определяющей физической характеристикой планеты является то, что она достаточно массивна, чтобы сила собственной гравитации преобладала над электромагнитными силами, связывающими ее физическую структуру, что приводило к состоянию гидростатического равновесия . Это фактически означает, что все планеты имеют сферическую или сфероидальную форму. До определенной массы объект может иметь неправильную форму, но за пределами этой точки, которая зависит от химического состава объекта, сила тяжести начинает притягивать объект к его собственному центру масс, пока объект не схлопнется в сферу. ^[143]

Масса также является основным атрибутом, по которому планеты отличаются от звезд . Верхний предел массы для планетности примерно в 13 раз превышает массу Юпитера для объектов с изотопным содержанием солнечного типа , при превышении которого достигаются условия, подходящие для ядерного синтеза . Кроме Солнца, в Солнечной системе не существует объектов такой массы; но есть экзопланеты такого размера. Предел массы 13 Юпитера не является общепринятым, и Энциклопедия внесолнечных планет включает объекты массой до 60 Юпитера ^[58], а Exoplanet Data Explorer - до 24 масс Юпитера. ^[144]

Самая маленькая из известных планет - PSR B1257 + 12A , одна из первых обнаруженных внесолнечных планет, которая была обнаружена в 1992 году на орбите пульсара . Его масса составляет примерно половину массы планеты Меркурий. ^[4] Самая маленькая известная планета, вращающаяся вокруг звезды главной последовательности, отличной от Солнца, - это Kepler-37b , с массой (и радиусом) немного выше, чем у Луны .

Внутренняя дифференциация

Каждая планета начала свое существование в совершенно жидком состоянии; на ранней стадии формирования более плотные и тяжелые материалы опускались к центру, оставляя более легкие материалы у поверхности. Следовательно, у каждой есть дифференцированная внутренняя часть, состоящая из плотного планетарного ядра, окруженного мантией, которая либо является жидкостью , либо была жидкостью . Планеты земные запечатаны в жестких корках , ^[145] , но в гигантском планете мантия просто вписывается в верхние слои облаков. У планет земной группы есть ядра из таких элементов, как железо и никель , и силикатные мантии . Юпитер и СатурнСчитается, что у них есть ядра из камня и металла, окруженные мантией из металлического водорода . ^[146] Уран и Нептун , которые меньше по размеру, имеют скалистые ядра, окруженные мантией из воды , аммиака , метана и других льдов . ^[147] Действие жидкости в ядрах этих планет создает геодинамо, которое генерирует магнитное поле . ^[145]

Атмосфера

Все планеты Солнечной системы, за исключением Меркурия ^[148], имеют прочную атмосферу, потому что их сила тяжести достаточно сильна, чтобы удерживать газы близко к поверхности. Большие планеты-гиганты достаточно массивны, чтобы удерживать большое количество легких газов, водорода и гелия , тогда как меньшие планеты теряют эти газы в космос . ^[149] Состав атмосферы Земли отличается от атмосферы других планет, потому что различные жизненные процессы, которые произошли на планете, привели к появлению свободного молекулярного кислорода . ^[150]

Атмосфера планет подвержена влиянию различной инсоляции или внутренней энергии, что приводит к формированию динамических погодных систем, таких как ураганы (на Земле), планетарные пыльные бури (на Марсе), антициклон размером больше Земли на Юпитере. (так называемое Большое красное пятно ) и дыры в атмосфере (на Нептуне). ^[134] По крайней мере, на одной внесолнечной планете, HD 189733 b , была заявлена ​​такая погодная система, похожая на Большое Красное Пятно, но в два раза больше. ^[151]

Было показано, что горячие юпитеры из-за их крайней близости к своим звездам теряют свою атмосферу в космос из-за звездного излучения, во многом как хвосты комет. ^{[152] [153]} Эти планеты могут иметь огромные различия в температуре между дневной и ночной сторонами, что создает сверхзвуковые ветры, ^[154] хотя дневная и ночная стороны HD 189733b, кажется, имеют очень похожие температуры, что указывает на то, что атмосфера этой планеты эффективно перераспределяет энергию звезды по планете. ^[151]

Магнитосфера

Одной из важных характеристик планет является их собственный магнитный момент , который, в свою очередь, порождает магнитосферы. Наличие магнитного поля указывает на то, что планета все еще геологически жива. Другими словами, намагниченные планеты имеют потоки электропроводящего материала в их недрах, которые генерируют их магнитные поля. Эти поля существенно меняют взаимодействие планеты и солнечного ветра. Намагниченная планета создает вокруг себя полость в солнечном ветре, называемую магнитосферой, в которую ветер не может проникнуть. Магнитосфера может быть намного больше, чем сама планета. Напротив, немагниченные планеты имеют только небольшие магнитосферы, индуцированные взаимодействием ионосферы.с солнечным ветром, который не может эффективно защитить планету. ^[155]

Из восьми планет Солнечной системы только Венера и Марс не имеют такого магнитного поля. ^[155] Кроме того, спутник Юпитера Ганимед также имеет один. Из намагниченных планет магнитное поле Меркурия самое слабое, и оно едва ли может отклонять солнечный ветер . Магнитное поле Ганимеда в несколько раз больше, а Юпитер - самое сильное в Солнечной системе (настолько сильное, что представляет серьезную опасность для здоровья для будущих пилотируемых миссий к его спутникам). Магнитные поля других планет-гигантов примерно аналогичны по силе магнитным полям Земли, но их магнитные моменты значительно больше. Магнитные поля Урана и Нептуна сильно наклонены относительно оси вращения.и смещен из центра планеты. ^[155]

В 2004 году группа астрономов на Гавайях наблюдала внесолнечную планету вокруг звезды HD 179949 , которая, по-видимому, создала солнечное пятно на поверхности своей родительской звезды. Команда предположила, что магнитосфера планеты передает энергию на поверхность звезды, увеличивая и без того высокую температуру в 7760 ° C еще на 400 ° C. ^[156]

Вторичные характеристики

Несколько планет или карликовых планет в Солнечной системе (например, Нептун и Плутон) имеют периоды обращения, которые находятся в резонансе друг с другом или с меньшими телами (это также часто встречается в спутниковых системах). У всех, кроме Меркурия и Венеры, есть естественные спутники , часто называемые «лунами». У Земли один, у Марса - два, а у планет-гигантов есть множество спутников в сложных системах планетарного типа. Многие луны планет-гигантов имеют черты, похожие на те, что есть на планетах земной группы и карликовых планетах, и некоторые из них были изучены как возможные места обитания жизни (особенно Европа ). ^{[157] [158] [159]}

Четыре планеты-гиганта также вращаются вокруг планетарных колец разного размера и сложности. Кольца состоят в основном из пыли или твердых частиц, но могут содержать крошечные « лунки », гравитация которых формирует и поддерживает их структуру. Хотя происхождение планетных колец точно не известно, считается, что они являются результатом естественных спутников, которые упали ниже предела Роша их родительской планеты и были разорваны на части приливными силами . ^{[160] [161]}

Вокруг внесолнечных планет вторичных характеристик не наблюдается. Суб-коричневый карлик Cha 110913-773444 , который был описан как планеты мошенника , как полагают, вращался от крошечных допланетного диска ^[119] и суб-коричневого карликовых OTS 44 было показано, что в окружении существенной протопланетного диска не менее 10 масс Земли. ^[120]

Смотрите также

Примечания

Рекомендации

внешняя ссылка

Викискладе есть медиафайлы по теме планет .

В Wikiquote есть цитаты, связанные с: Planet

Найдите планету в Викисловаре, бесплатном словаре.

• Сайт Международного астрономического союза
• Фотожурнал НАСА
• НАСА Planet Quest - Исследование экзопланет
• Иллюстрация сравнения размеров планет друг с другом, Солнцем и другими звездами
• «IAU Пресс - релизы с 1999 года„статус Плутона: прояснение “ » . Архивировано из оригинала на 2007-12-14.
• «Относительно критериев планетарности и предлагаемых схем планетарной классификации». статья Стерна и Левинсона
• Planetary Science Research Discoveries (образовательный сайт с иллюстрированными статьями)
• Планеты , обсуждение BBC Radio 4 с Полом Мердином, Хью Джонсом и Кэролин Кроуфорд ( в наше время , 27 мая 2004 г.)