Ми раніше думали, що знаємо, що таке планета. Ви бачили її на небі. Це не зірка. Вона рухається. Все.
Але наука рідко залишає речі такими простими.
Слово походить від грецької planētes, що просто означає «блукаючий». Стародавні астрономи помітили, що ці крапки, що світяться, переміщаються на тлі нерухомих зірок. Це було єдиним правилом упродовж тривалого часу.
Потім у нас з’явилися досконаліші телескопи. Потім – космічні зонди. Потім ми з’ясували, що Плутон – дивна штука.
Тепер у нас є визначення, яке є конкретним, дещо довільним та технічно точним. Згідно з Міжнародним астрономічним союзом (МАС), планета — це природне тіло, що обертається навколо Сонця. Воно має бути досить масивним, щоб мати округлу форму. І воно має очистити свою орбітальну околицю.
Останній пункт є вирішальним.
МАС – це організація, відповідальна за найменування та класифікацію астрономічних об’єктів. Вони тримають перо. У 2006 році вони прийняли правило, яке викреслило Плутон із клубу планет. До цього ми мали дев’ять планет. Тепер їх вісім.
Чому відбулася зміна?
Тому що ми перестали дивитися тільки на власне подвір’я.
До кінця XX століття планетами були просто об’єкти у нашій Сонячній системі. Потім астрономи підтвердили, що інші зірок теж мають планети. Екзопланети. Шлюзи відкрилися. Якби все, що обертається навколо чогось, вважалося б планетою, цей термін втратив би всякий сенс.
Тому МАС запровадив обмеження.
Розмір має значення. Форма має значення. Маса має значення.
Об’єкт має бути досить великим, щоб його власна гравітація стискала його у сферу. Зазвичай це означає діаметр щонайменше 700 кілометрів (близько 435 миль), залежно від густини речовини. Якщо він скелястий, він має бути більшим. Якщо крижаний, він може бути меншим.
Він також не повинен світитися сам собою. Жодного внутрішнього термоядерного синтезу. Якщо він виробляє власне світло та тепло за допомогою синтезу, це зірка. Чи не планета.
І ось тут починається найскладніше.
Деякі вчені хочуть підняти планку ще вищою. Вони стверджують, що планета має бути більшою за Цереру, найбільшого відомого астероїда. Це приблизно 1000 кілометрів (600 миль) у діаметрі. Або вони наполягають, що об’єкт повинен очистити свою орбіту від інших уламків.
Плутон не пройшов цей тест. Він ділить свою орбіту з багатьма іншими об’єктами пояса Койпера. Він не господар своєї смуги.
Тому його понизили у статусі.
Це не було злістю. Це було прагненням до ясності.
Вісім планет, які ми визнаємо сьогодні, це Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Перелічені як видалення від Сонця.
Але що щодо решти?
Тих, які мають округлу форму, але чи не очистили свої орбіти? МАС має назву і для них.
Карликові планети.
Ця відмінність важлива. Не тому, що Плутон менш гарний. Він чудовий. Але тому, що мова формує наше мислення. Якщо все є планетою, то ніщо не планета.
Нам потрібен був кордон.
МАС провів її.
Деякі люди досі ненавидять це. Це нормально. Наука – штука заплутана. Але визначення залишається чинним. Поки що.
У міру того, як ми виявляємо все більше світів навколо далеких зірок, ми побачимо, чи витримає це визначення перевірку часом. Або нам знадобиться
як визначення планети змінилося від міфу до науки
Слово “планета” не завжди означало те, що ми маємо на увазі під ним зараз. Спочатку це було культурне позначення. Стародавні спостерігачі неба дивилися нагору і бачили об’єкти, що рухаються на тлі статичної зоряної пелени. Вони назвали ці рухомі тіла планетами. До цього списку входило Сонце. До нього входив Місяць. До нього входили Меркурій, Венера, Марс, Юпітер та Сатурн. Ці п’ять були очевидні. Вони блукали небом. Телескопа ще не було винайдено, але неозброєного ока вистачало, щоб помітити їх.
Потім настав коперніканський переворот. Земля перестала бути центром Всесвіту. Визначення стало суворішим. Тепер вважалися лише тіла, що обертаються навколо Сонця. Сонце та Місяць були виключені зі списку.
1781 року з’явився Уран. У 1846 році за ним пішов Нептун. Вони відповідали загальній закономірності. Вони були великі. Вони оберталися навколо Сонця. Ніхто не сперечався. То були планети.
Плутон був іншим. Відкритий 1930 року, він здавався дев’ятим членом клубу. Або ми так думали.
чому Плутон втратив статус планети
Плутон маленький. Навіть крихітний. Його орбіта дивна. Він складається з льоду та каменю, а не з газу чи розплавленої породи, як його сусіди. Астрономи почали чухати потилицю. Чи справді Плутон був планетою? Чи це було щось зовсім інше?
1990-ті роки відкрили шлях до дискусії.
За межами орбіти Нептуна виникли інші об’єкти. Вони були розміром із Плутон. Деякі були меншими. Плутон був унікальним. Він був просто першим із знайдених. Виявилося, що це шматок уламків. Залишковий матеріал, що залишився з часу формування Сонячної системи. Ми називаємо цю зону поясом Койпера.
Плутон – не аномалія. Він представник.
Отже, яке сьогодні визначення планети в Сонячній системі? Справа не лише у обертанні навколо Сонця. Важливо очищати свою околицю. Плутон ділить свій простір з мільярдами іншого крижаного каміння. Він не зміг очистити цю область. Саме тому він був знижений у статусі. Не тому, що вона маленька. А тому що там тісно.
Тут згадується термін “планетезималь”. Це будівельні блоки. Плутон по суті є великим планетезимальним тілом. Цеглою, що залишилася, зі стадії будівництва Сонячної системи.
Чи робить це його менш цікавим? Ні. Це робить його більш загадковим. Це брама в пояс Койпера. Вікно у ранню Сонячну систему. Але це планета. Принаймні не за нинішніми правилами.
А правила? Вони все ще розвиваються.
Чому Плутон втратив свій статус і що насправді говорять правила МАС
Голосування відбулося у серпні 2006 року. Воно не пройшло безшумно. Міжнародний астрономічний союз (МАС) зібрався, щоб відповісти на запитання, яке мучило астрономів протягом десятиліть: чи є Плутон планетою? Асамблея затвердила суворе визначення. Воно виключало Плутон. Водночас було створено нову категорію. Їх назвали “карликовими планетами”. Плутон підходив під це визначення. Одразу ж.
Вчені обурювалися. Багато хто називав ці визначення помилковими. Науково необґрунтовані. Вони голосно протестували проти рішення, вимагаючи його перегляду. Дебати розгорілися, бо ставки здавалися вищими, ніж просто таксономія. Йшлося про ідентичність.
То що ж вирішив МАС? Вони встановили три критерії планетарного статусу. Небесне тіло має обертатися довкола Сонця. Є. Воно має бути округлим, сформованим власною гравітацією у сферу або близьку до неї форму. Є. Третя умова стала вирішальною. Воно має очистити околиці своєї орбіти.
Ця фраза означає домінування. Ваша маса повинна бути досить великою, щоб змітати або поглинати скельні та крижані уламки, що розділяють з вами шлях. Ви очищаєте смугу. Плутон не зміг цього зробити. Він обертається частково всередині пояса Койпера. Він ділить свій простір з безліччю інших об’єктів. Він частина натовпу, а не правитель. Оскільки він не очистив свої околиці, він не пройшов тест. Визначення залишилося чинним. Плутон залишився за бортом.
Що насправді вважається карликовою планетою?
Визначення МАС (Міжнародної астрономічної спілки) суворе. Ви повинні відповідати першим двом критеріям, про які ми говорили. Потім ви повинні не впоратися з очищенням своєї орбітальної околиці. І ви не можете бути супутником. Якщо ви відповідаєте цим умовам, ви карликова планета.
Плутон підходить. Церера підходить. Так само підходить і Еріда. Цей великий об’єкт було виявлено у 2005 році, ховаючись за орбітою Плутона у поясі Койпера.
Харон? Ні. Незважаючи на те, що він величезний — більше половини розміру Плутона, він є супутником. Супутники не здобувають цей титул. Це тверда межа.
Список не завершено. Певно, ми додамо ще об’єкти. У міру виявлення нових об’єктів, що відповідають правилам, ряди карликових планет зростатимуть.
ПлутOIDи: далекі родичі
У червні 2008 року МАС додав нову категорію. ШахрайOIDи.
Розглядайте це як підкатегорію у межах карликових планет. Але з вимогою до розташування. Шахрай OIDи обертаються навколо Сонця далі, ніж Нептун. Вони – королі пояса Койпера.
Плутон – один із них. Еріда – інший. Церера? Ні. Вона застрягла в поясі астероїдів, надто близько до будинку. Це карликова планета, звісно. Але не шахрайOID.
Інші учасники Сонячної системи
Тепер подивимося на вісім офіційних планет. Вони діляться на два табори.
Чотири внутрішні – Меркурій, Венера, Земля, Марс – це “земні планети”. Кам’яні. Маленькі. Близькі.
Чотири зовнішні – Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун – це газові гіганти або jovian-планети. Великі. Газові. Далекі.
Між ними знаходиться безладний пояс малих тіл. Астероїди.
Ще на початку 1800-х років, коли були виявлені Церера та інші об’єкти, люди називали їх “малими планетами” або планетоїдами. Термінологія змінилася. Тепер астероїд це стандартний термін. Він чистіший. Менш заплутаний.
Планети інших зірок
Чому пошук чужих планет — це гра в хованки
Ми знаємо, як сформувалася наша Сонячна система. Гігантська хмара газу та пилу зникла під дією власної гравітації. Воно перетворилося на диск. У центрі стало досить жарко та щільно, щоб запалити Сонце. Уламки, що залишилися, в диску злиплися разом. Вони ставали все важчими і важчими, поки не перетворилися на планети. Нічого складного.
Але це питання не в тому, як ми сформувалися. А в тому, чи сталося те саме і в усіх інших.
Довгий час астрономи просто ворожили. Вони хотіли знати, чи є інші зірок свої власні планетні сім’ї. Проблема полягала у видимості. Планети малі. Вони тьмяні. І вони обертаються навколо зірок, сліпучо яскравих. Намагатися побачити екзопланету безпосередньо — все одно, що намагатися помітити світлячка поруч із стадіоном, залитим прожекторами. Не можна просто навести телескоп і зробити знімок. Принаймні не з Землі.
Тому вчені змінили тактику. Вони перестали дивитись на планети. Вони почали дивитись на зірки.
Планети мають багато. Маса має гравітацію. Ця гравітація тягне за зірку. Зірка починає злегка погойдуватися. Виявивши це похитування, можна довести існування планети. Це непрямий метод. Але хитрий.
Перша велика перемога припала на початок 1990-х років. Астрономи виявили три планети, що обертаються навколо пульсара під назвою PSR B1257+12. Пульсар – це нейтронна зірка, що швидко обертається. Це мертва зірка. Космічний труп. Виявлення планет там було дивним. Це довело, що планети можуть вижити після загибелі зірки. Але це не відповіло на найважливіше питання. Чи є у звичайних зірок звичайні планети?
Потім настав 1995 рік.
Оголошення про відкриття 51 Пегаса b змінило все. Це була потужна планета, що обертається навколо зірки, схожої на наше Сонце. Уперше хтось побачив цей процес довкола зірки головної послідовності. Заслінки відчинилися.
Перемотуємо до сьогоднішнього дня. Ми знаємо про більш ніж 5000 екзопланетів.
Технології наздогнали науку. 2005 року астрономи нарешті отримали прямі інфрачервоні зображення позасонячних планет. Більше ніяких припущень на основі погойдувань. Ми могли фактично бачити теплові сигнатури цих далеких світів.
Різноманітність вражає. Деякі крихітні. Приблизно розміром із Місяць Землі. Інші – монстри. Більш ніж у дюжину разів масивніший за Юпітер.
Цей масштаб створює плутанину у визначеннях. У нас досі немає суворого, загальноприйнятого визначення планети, яке б підходило для всіх цих нових відкриттів. Де провести кордон? Як відрізнити велику планету від маленької зірки? Зокрема, як відокремити екзопланети від коричневих карликів? Коричневі карлики – це зірки, що невдали. Вони надто великі, щоб бути планетами, але надто малі, щоб спалювати водень, як справжня зірка.
Наука випереджає термінологію. Ми маємо об’єкти. У нас є зображення. Ми ще не домовилися, як їх називати.
