Раньше мы думали, что знаем, что такое планета. Вы видели ее на небе. Это не звезда. Она движется. Всё.
Но наука редко оставляет вещи такими простыми.
Слово происходит от греческого planētes, что просто означает «блуждающие». Древние астрономы заметили, что эти светящиеся точки перемещаются на фоне неподвижных звезд. Это было единственным правилом в течение долгого времени.
Затем у нас появились более совершенные телескопы. Затем — космические зонды. Затем мы выяснили, что Плутон — странная штука.
Теперь у нас есть определение, которое является конкретным, несколько произвольным и технически точным. Согласно Международному астрономическому союзу (МАС), планета — это естественное тело, вращающееся вокруг Солнца. Оно должно быть достаточно массивным, чтобы иметь округлую форму. И оно должно очистить свою орбитальную окрестность.
Последний пункт является решающим.
МАС — это организация, ответственная за наименование и классификацию астрономических объектов. Они держат перо. В 2006 году они приняли правило, которое вычеркнуло Плутон из клуба планет. До этого у нас было девять планет. Теперь их восемь.
Почему произошло изменение?
Потому что мы перестали смотреть только на свой собственный двор.
До конца XX века планетами были просто объекты в нашей Солнечной системе. Затем астрономы подтвердили, что у других звезд тоже есть планеты. Экзопланеты. Шлюзы открылись. Если бы всё, что вращается вокруг чего-либо, считалось планетой, этот термин потерял бы всякий смысл.
Поэтому МАС ввел ограничения.
Размер имеет значение. Форма имеет значение. Масса имеет значение.
Объект должен быть достаточно большим, чтобы его собственная гравитация сжимала его в сферу. Обычно это означает диаметр не менее 700 километров (около 435 миль), в зависимости от плотности вещества. Если он скалистый, он должен быть больше. Если ледяной, он может быть меньше.
Он также не должен светиться сам по себе. Никакого внутреннего термоядерного синтеза. Если он производит собственный свет и тепло посредством синтеза, это звезда. Не планета.
И вот здесь начинается самое сложное.
Некоторые ученые хотят поднять планку еще выше. Они утверждают, что планета должна быть больше Цереры, крупнейшего известного астероида. Это примерно 1000 километров (600 миль) в диаметре. Или они настаивают на том, что объект должен очистить свою орбиту от других обломков.
Плутон не прошел этот тест. Он делит свою орбиту со множеством других объектов пояса Койпера. Он не хозяин своей полосы.
Поэтому его понизили в статусе.
Это не было злобой. Это было стремлением к ясности.
Восемь планет, которые мы признаем сегодня, — это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Перечисленные в порядке удаления от Солнца.
Но что насчет остальных?
Тех, которые имеют округлую форму, но не очистили свои орбиты? У МАС есть название и для них.
Карликовые планеты.
Это различие важно. Не потому, что Плутон менее красив. Он прекрасен. Но потому, что язык формирует наше мышление. Если всё является планетой, то ничто не является планетой.
Нам нужна была граница.
МАС провел ее.
Некоторые люди до сих пор ненавидят это. Это нормально. Наука — штука запутанная. Но определение остается в силе. Пока что.
По мере того как мы обнаруживаем все больше миров вокруг далеких звезд, мы увидим, выдержит ли это определение проверку временем. Или нам понадобится
как определение планеты изменилось от мифа к науке
Слово планета не всегда означало то, что мы подразумеваем под ним сейчас. Изначально это было культурное обозначение. Древние наблюдатели неба смотрели вверх и видели объекты, движущиеся на фоне статичной звездной пелены. Они назвали эти движущиеся тела планетами. В этот список входило Солнце. В него входила Луна. В него входили Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Эти пять были очевидны. Они блуждали по небу. Телескоп еще не был изобретен, но невооруженного глаза хватало, чтобы заметить их.
Затем наступил коперниканский переворот. Земля перестала быть центром Вселенной. Определение стало более строгим. Теперь считались только тела, вращающиеся вокруг Солнца. Солнце и Луна были исключены из списка.
В 1781 году появился Уран. В 1846 году за ним последовал Нептун. Они соответствовали общей закономерности. Они были большими. Они вращались вокруг Солнца. Никто не спорил. Это были планеты.
Плутон был другим. Открытый в 1930 году, он казался девятым членом клуба. Или так мы думали.
почему Плутон потерял статус планеты
Плутон маленький. Даже крошечный. Его орбита странная. Он состоит из льда и камня, а не из газа или расплавленной породы, как его соседи. Астрономы начали чесать затылок. Действительно ли Плутон был планетой? Или это было что-то совершенно иное?
1990-е годы открыли путь для дискуссии.
За пределами орбиты Нептуна появились другие объекты. Они были размером с Плутон. Некоторые были меньше. Плутон не был уникальным. Он был просто первым из найденных. Оказалось, что это кусок обломков. Остаточный материал, оставшийся со времени формирования Солнечной системы. Мы называем эту зону поясом Койпера.
Плутон — не аномалия. Он — представитель.
Итак, каково сегодня определение планеты в Солнечной системе? Дело не только во вращении вокруг Солнца. Важно очищать свою окрестность. Плутон делит свое пространство с миллиардами других ледяных камней. Он не смог очистить эту область. Именно поэтому он был понижен в статусе. Не потому, что он маленький. А потому, что там тесно.
Здесь упоминается термин планетезималь. Это строительные блоки. Плутон по сути является крупным планетезимальным телом. Оставшимся кирпичом со стадии строительства Солнечной системы.
Делает ли это его менее интересным? Нет. Это делает его более загадочным. Это врата в пояс Койпера. Окно в раннюю Солнечную систему. Но это не планета. По крайней мере, не по нынешним правилам.
А правила? Они все еще развиваются.
Почему Плутон потерял свой статус и что на самом деле говорят правила МАС
Голосование состоялось в августе 2006 года. Оно не прошло бесшумно. Международный астрономический союз (МАС) собрался, чтобы ответить на вопрос, который мучил астрономов на протяжении десятилетий: является ли Плутон планетой? Ассамблея утвердила строгое определение. Оно исключало Плутон. В то же время было создано новая категория. Их назвали карликовыми планетами. Плутон подходил под это определение. Сразу же.
Ученые возмущались. Многие называли эти определения ошибочными. Научно необоснованными. Они громко протестовали против решения, требуя его пересмотра. Дебаты разгорелись, потому что ставки казались выше, чем просто таксономия. Речь шла об идентичности.
Так что же решил МАС? Они установили три критерия для планетарного статуса. Небесное тело должно вращаться вокруг Солнца. Есть. Оно должно быть округлым, сформированным собственной гравитацией в сферу или близкую к ней форму. Есть. Третье условие стало решающим. Оно должно очистить окрестности своей орбиты.
Эта фраза означает доминирование. Ваша масса должна быть достаточно большой, чтобы сметать или поглощать скальные и ледяные обломки, разделяющие с вами путь. Вы очищаете полосу. Плутон не смог этого сделать. Он вращается частично внутри пояса Койпера. Он делит свое пространство с бесчисленным количеством других объектов. Он часть толпы, а не правитель. Поскольку он не очистил свои окрестности, он не прошел тест. Определение осталось в силе. Плутон остался за бортом.
Что на самом деле считается карликовой планетой?
Определение МАС (Международного астрономического союза) строгое. Вы должны соответствовать первым двум критериям, о которых мы говорили. Затем вы должны не справиться с очисткой своей орбитальной окрестности. И вы не можете быть спутником. Если вы соответствуете этим условиям, вы — карликовая планета.
Плутон подходит. Церера подходит. Так же подходит и Эрида. Этот крупный объект был обнаружен в 2005 году, скрываясь за орбитой Плутона в поясе Койпера.
Харон? Нет. Несмотря на то, что он огромен — более половины размера Плутона, — он является спутником. Спутники не получают этот титул. Это жесткая граница.
Список не завершен. Вероятно, мы добавим еще объекты. По мере обнаружения новых объектов, соответствующих правилам, ряды карликовых планет будут расти.
ПлутOIDы: далёкие родственники
В июне 2008 года МАС добавил новую категорию. ПлутOIDы.
Рассматривайте это как подкатегорию в рамках карликовых планет. Но с требованием к местоположению. ПлутOIDы вращаются вокруг Солнца дальше, чем Нептун. Они — короли пояса Койпера.
Плутон — один из них. Эрида — другой. Церера? Нет. Она застряла в поясе астероидов, слишком близко к дому. Это карликовая планета, конечно. Но не плутOID.
Остальные участники Солнечной системы
Теперь посмотрим на восемь официальных планет. Они делятся на два лагеря.
Четыре внутренние — Меркурий, Венера, Земля, Марс — это земные планеты. Каменные. Маленькие. Близкие.
Четыре внешние — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун — это газовые гиганты или jovian-планеты. Большие. Газовые. Далёкие.
Между ними находится беспорядочный пояс малых тел. Астероиды.
Ещё в начале 1800-х годов, когда были обнаружены Церера и другие объекты, люди называли их малыми планетами или планетоидами. Терминология изменилась. Теперь астероид — это стандартный термин. Он чище. Менее запутанный.
Планеты других звёзд
Почему поиск чужих планет — это игра в прятки
Мы знаем, как сформировалась наша собственная Солнечная система. Гигантское облако газа и пыли схлопнулось под действием собственной гравитации. Оно превратилось в диск. В центре стало достаточно жарко и плотно, чтобы зажечь Солнце. Оставшиеся обломки в диске слиплись вместе. Они становились всё тяжелее и тяжелее, пока не превратились в планеты. Ничего сложного.
Но настоящий вопрос не в том, как мы сформировались. А в том, произошло ли то же самое и у всех остальных.
Долгое время астрономы просто гадali. Они хотели знать, есть ли у других звёзд свои собственные планетные семьи. Проблема заключалась в видимости. Планеты малы. Они тусклые. И они вращаются вокруг звёзд, ослепительно ярких. Пытаться увидеть экзопланету напрямую — всё равно что пытаться заметить светлячка рядом со стадионом, залитым прожекторами. Нельзя просто навести телескоп и сделать снимок. По крайней мере, не с Земли.
Поэтому учёные изменили тактику. Они перестали смотреть на планеты. Они стали смотреть на звёзды.
Планеты имеют массу. Масса обладает гравитацией. Эта гравитация тянет за звезду. Звезда начинает слегка покачиваться. Обнаружив это покачивание, можно доказать существование планеты. Это косвенный метод. Но хитрый.
Первая крупная победа пришлась на начало 1990-х годов. Астрономы обнаружили три планеты, вращающиеся вокруг пульсара под названием PSR B1257+12. Пульсар — это быстро вращающаяся нейтронная звезда. Это мёртвая звезда. Космический труп. Обнаружение планет там было странным. Это доказало, что планеты могут выжить после гибели звезды. Но это не ответило на более важный вопрос. Есть ли у обычных звёзд обычные планеты?
Затем наступил 1995 год.
Объявление об открытии 51 Пегаса b изменило всё. Это была массивная планета, вращающаяся вокруг звезды, похожей на наше Солнце. Впервые кто-то увидел этот процесс вокруг звезды главной последовательности. Заслонки открылись.
Перематываем вперёд к сегодняшнему дню. Мы знаем о более чем 5000 экзопланетах.
Технологии догнали науку. В 2005 году астрономы наконец получили прямые инфракрасные изображения внесолнечных планет. Больше никаких догадок на основе покачиваний. Мы могли фактически видеть тепловые сигнатуры этих далёких миров.
Разнообразие поражает. Некоторые крошечные. Примерно размером с Луну Земли. Другие — монстры. Более чем в дюжину раз массивнее Юпитера.
Этот масштаб создаёт путаницу в определениях. У нас до сих пор нет строгого, общепринятого определения планеты, которое подходило бы для всех этих новых открытий. Где провести границу? Как отличить крупную планету от маленькой звезды? В частности, как отделить экзопланеты от коричневых карликов? Коричневые карлики — это неудавшиеся звёзды. Они слишком велики, чтобы быть планетами, но слишком малы, чтобы сжигать водород, как настоящая звезда.
Наука опережает терминологию. У нас есть объекты. У нас есть изображения. Мы просто ещё не договорились, как их называть.
