С чего все началось
Для начала нам нужно сесть в воображаемую машину времени и перенестись назад. Далеко назад. Скажем, на 4,5 миллиарда лет назад. Во времена бурной молодости нашей Солнечной Системы, когда она только формировалась.
Вокруг еще совсем юного Солнца вместе с протопланетами вращался огромный диск из льда и пыли, частицы которого скапливались в глыбы вплоть до сотен километров в диаметре. Но таких размеров было недостаточно, чтобы противостоять гравитации газовых гигантов. Многие из этих огромных кусков льда, что не были захвачены и поглощены планетами, болтались туда-сюда от гиганта к гиганту.
И хотя каждый из этих кусков не мог значительно повлиять на планеты, за счет огромного количества и очень продолжительного времени произошло следующее. Уран и Нептун начали отдаляться от Солнца, в то время как Юпитер напротив — приблизился. Данная модель поведения ранней Солнечной Системы была впервые предложена в городе Ницца. А как мы знаем, астрономы не особо парятся с названиями (вспомните «Большое Красное Пятно» или «30-метровый телескоп”), поэтому и модель называли „Модель Ниццы“.
Благодаря таким перетрубациям, орбиты этих ледяных глыб были либо „отодвинуты“ дальше от Солнца, либо преварщены в вытянутые эллипсы. К слову, именно вышеописанные события, согласно нашему нынешнему пониманию, привели к активной бомбардировке планет через несколько миллионов лет после формирования их формирования.
Седна
Седна была открыта в 2003 году и является самым отдаленным небесным телом Солнечной Системы, расстояние до Солнца в афелии – почти 1000 астрономических единиц! Из-за этого, многие ученые полагают, что она была захвачена нашей системой из облака Оорта или даже другой звездной системы. Ее существование также связывают с гипотезой, что за орбитой Нептуна должна находиться десятая массивная планета из класса суперземель, гравитация которой придала Седне такой вытянутый эксцентриситет.
Статус Седны в классификации тоже был спорным – она долго претендовала на статус карликовой планеты, но в итоге так его и не удостоилась. Хотя многие астрономы это оспаривают. Период вращения вокруг Солнца – 11500 лет, диаметр – порядка 1000 километров, то есть в два раза меньше Плутона. Седна подойдет к точке перигелия к Солнцу в 2076 году и будет находиться на расстоянии примерно 76 а.е.
Интересной особенностью этого SDO является его красный цвет, наподобие Марса. Основные гипотезы гласят, что он обусловлен толином, который образовался в результате воздействия ультрафиолета на метановый лед. Некоторые ученые предполагают, что под поверхностью планеты может быть океан жидкой воды. Несмотря на температуру поверхности в минус 235 градусов Цельсия, это может быть возможно из-за радиоактивного распада в ее мантии.
Показательно, что астрономы возлагают большие надежду на Седну, как на объект научных исследований будущего. Ее уникальная орбита и расположение помогут изучать ранние этапы эволюции Солнечной Системы, продвинуться в изучении облака Оорта, строить модели захвата планетами долгопериодических комет и влияние блуждающих космических тел на нашу систему.
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
Карликовые планеты
Появление инновационного оборудования и постоянный запуск космических аппаратов позволили собрать немало информации о карликовых планетах.
Плутон
Плутон — крупнейший объект в поясе Койпера. Его открытие состоялась в далеком 1930 год и первоначально он получил статус планеты, который сохранял за собой вплоть до начала XX века. Но, из-за своих небольших размеров и минимальных значений гравитации, не способной очищать орбиту от многочисленных астероидов и мусора был “разжалован” в “карлики”.
Поверхность Плутона образована из горных пород метанового и азотного льда. В его оболочке также присутствует большое количество углеводородных примесей, за счет которых она приобретает выраженный коричневый оттенок.
Атмосфера планета разряжена и фактически состоит из метано-углеводородных испарений.
Траектория движения “карлика” по орбите напоминает вытянутый на полюсах эллипсом.
Ученые насчитывают у Плутона пять спутников, названия которых связано с мифологическими существами, которые по древнеримским легендам обитают в царстве мертвых: Стикс, Гидра, Харон и т.д.
Церера
Церера — единственный планетарный карлик, который находится за пределами пояса Койпера. По своим размерам и весу он находится на последнем, пятом месте среди других небесных тел своей группы. Церера также известна тем, что ее открытие состоялось раньше всех остальных объектов группы — в 1801 году. Свое название объект получил в честь римской богини плодородия.
Поверхность Цереры образована глинистыми породами с небольшим количеством льда. Под твердой оболочкой находится ледяная мантия, которая окружает твердое каменное ядро. Атмосфера объекта образована разряженным водяным паром. Собственных спутников у него нет.
Макемаке
Макемаке была открыта практически одновременно со своей «соседкой» Эридой. Названа планета в честь богини плодородия с острова Пасхи.
Значительное расстояние от Макемаке до Земли и Солнца обусловили ее малую изученность. Несмотря на все старания исследователей, они вплоть до настоящего времени не смогли доподлинно установить ее массу и размеры.
Согласно одной из версий, Макемаке находится на четвертом место среди карликов по размерам и пятое — по весу. Она не имеет постоянной атмосферы.
Ее оболочка состоит преимущественно из испаряющихся углеводородов, а поверхность образована метановым льдом. Десять лет назад NASA смогли обнаружить крошечный спутник этого карлика.
Эрида
Свое название Эрида получила в честь античной богини раздора. Этот весьма интересный с точки зрения астрономии планетарный карлик был открыт в 2005 г. Для этого исследователям из США пришлось изучить и сравнить миллионы фотографий Койпера, сделанные за 50 лет.
Эрида «прячется» в самой отдаленной части галактики. Сама планета состоит исключительно из углеводородного льда. Испаряясь, он образует нестабильную газовую оболочку. На сегодняшний день Эрида является самым «тяжелым» карликом, а по размерам ее обходит лишь Плутон.
Хаумеа
Последним, пятым “карликом” стала Хаумеа, открытие которой также состоялось чуть более пятнадцати лет назад, в 2005 году. От остальных космических объектов группы ее отличает стремительная скорость осевого вращения и достаточно специфическая вытянутая форма, схожая с куриным яйцом.
Именно из-за особенностей формы поперечные и продольные размеры карлика серьезно различаются. По диаметру экватора объект сопоставим с Плутоном, а поперек — он меньше его более, чем в два раза.
Уникальностью особенностью Хаумеа является наличие у нее сразу нескольких газовых колец и спутников, образовавшихся в результате ее столкновения в прошлом с астероидом, в разы превосходящим Хаумеа по размерам. На движение объекта по орбите оказывает значительное влияние гравитация от расположенного поблизости Нептуна.
В силу значительной удаленности от жаркого Солнца Хаумеа образована преимущественно из льда с незначительными примесями углеводородов и различных минералов. Собственной атмосферы у “карлика” нет.
Выходим в гелиопаузу
После пояса Койпера все становится туманнее, потому что сложно понять, когда именно начинается межзвездное пространство. Мы потихоньку перемещаемся в участок околосолнечного пространства – гелиосферу. Здесь плазма солнечного ветра перемещается по отношению к нашей звезде на сверхзвуковой скорости.
На удаленности в 85-95 а.е. от звезды солнечный ветер начинает притормаживать и возникает черта ударной волны. Именно этот порог в 2004 и 2007 годах прошли космические аппараты Вояджер-1 и Вояджер-2.
Преодолеем еще 40 а.е. и заметим столкновение солнечного ветра и межзвездного вещества. Друзья, мы оказались в гелиопаузе, которая по форме напоминает слегка растянутый от Солнца пузырь. Эти расстояния кажутся невероятными, но в 2018 году Вояджер-2 сумел преодолеть гелиопазу и выбраться в межзвездное пространство, а зонд Вояджер-1 выполнил это в 2012 году.
Общая характеристика
Солнце – это огромный разогретый шар из газа, чей диаметр оценивается в 1,392 млн км. Это в 109 раз больше диаметра нашей планеты. На звезду приходится 99,87% всей массы Солнечной системы.
С Земли кажется, что светило имеет желтый цвет, однако это иллюзия, связанная с влиянием атмосферы нашей планеты на солнечный свет. На самом деле Солнце излучает почти белый свет.
Солнце – это одна из сотен миллиардов звезд галактики Млечный путь. Ближайшая к Солнцу звезда – это Проксима Центавра, находящаяся от неё на расстоянии 4,24 световых лет. Для сравнения – расстояние от Земли до Солнца, принимаемое за астрономическую единицу (а.е.), солнечный свет проходит всего за 8,32 минут.
Влияние Солнца на окружающие небесные тела огромно. Солнечный ветер (частицы вещества, излучаемого звездой), доминируют в межпланетном пространстве на расстоянии до 100-150 а.е. от светила. Считается, что гравитация нашей звезды определяет орбиты тел, находящихся даже на расстоянии светового года от неё (в облаке Оорта).
Само Солнце также вращается вокруг своей оси. Так как оно состоит из газов, то разные его слои вращаются с разной угловой скоростью. Если в районе экватора период обращения составляет 25 дней, то на полюсах он увеличивается до 34 дней. Более того, последние исследования показывают, что внутренние области совершают оборот значительно быстрее, чем внешняя оболочка.
Внутреннее строение Солнца
Внутренняя структура нашей звезды включает следующие слои:
В центре светила располагается ядро. Именно в этой области идут термоядерные реакции. Радиус ядра оценивается в 150 тыс. км. Температура здесь не опускается ниже 13,5 млн градусов, а давление доходит до 200 млрд атм. Из-за этого вещество здесь находится в крайне плотном состоянии. Его плотность составляет 150 г/куб. см. Это в 7,5 раз выше плотности золота. Именно такие условия необходимы для протекания термоядерных реакций. Надо понимать, что именно в ядре вырабатывается энергия, которую и излучает Солнце. Все остальные области звезды лишь обогреваются ядром, но сами ее не вырабатывают.
Зона конвективного переноса
Выше располагается зона конвективного переноса толщиной 200 тыс. км. Здесь плотность уже невысока, и вещество активно перемешивается – нагретые газы поднимаются наверх, отдают тепло, остывают и снова погружаются вниз. Скорость газовых потоков может достигать 6 км/с. Именно это движение порождает магнитное поле Солнца. Температура на поверхности падает до 6000° С, а плотность на три порядка ниже плотности земной атмосферы.
Атмосфера
Атмосфера Солнца состоит из следующих слоев:
Фотосфера
Нижний слой атмосферы называют фотосферой. Именно она излучает тот свет, который согревает планеты Солнечной системы. Толщина фотосферы колеблется от 100 до 400 км. На внешней границе фотосферы температура падает до 4700° С.
Хромосфера
Над фотосферой располагается хромосфера – слой толщиной около 2000 км. Её яркость очень мала, поэтому с Земли её можно наблюдать довольно сложно. Удобнее всего это делать во время солнечных затмений. Она имеет специфический красный оттенок. В хромосфере можно наблюдать спикулы – столбы плазмы, выбрасываемые из нижних слоев хромосферы. Время существования одной спикулы не превышает 10 минут, а длина доходит до 20 тыс. км. Одновременно в хромосфере находится около миллиона спикул. Интересно, что с увеличением высоты температура хромосферы не падает, а растет, и на верхней границе может доходить до 20 000° С.
Корона
Верхний слой атмосферы называется короной. Ее верхняя граница до сих пор четко не определена. Вещество в ней крайне разрежено, однако температура в ней может достигать нескольких миллионов градусов. На сегодня ученым не удалось полностью объяснить, за счет каких механизмов солнечная корона разогревается до такой температуры. В короне можно наблюдать протуберанцы – выбросы солнечного вещества, чья высота над поверхностью звезды может достигать 1,7 млн км.
Размеры Солнечной системы
Определяя размеры Солнечной системы, необходимо учитывать, что все зависит от того, как определять ее размер. Таким образом, мы может рассматривать диаметр Солнечной системы до окончания афелия самой дальней планеты; до края гелиосферы; до конца наиболее дальнего наблюдаемого объекта. Для понимания всех оснований, необходимо рассмотреть три этих варианта.
Если смотреть на афелий самой дальней планеты Солнечной системы, которой по данным НАСА является Нептун, то тогда радиус всей системы будет составлять 4545 миллионов километров, а диаметр — 9090 миллионов километров. Радиус и диаметр изменятся, если после дальнейшего изучения признают карликовую планету Эриду как полноценную часть Солнечной системы.
Седна находится в три раза дальше от планеты Земля, чем Плутон, что делает ее наиболее удаленным наблюдаемым объектом из известных в Солнечной системе. По этому подсчету отдаление от Солнца — 143,73 миллиардов километров, соответственно диаметр — 287,46 миллиардов километров. Отсюда получаем очень много нулей, что не очень удобно для ведения подсчетов. Чтобы упростит подобные числа, намного лучше их считать в астрономических единицах. За одну а.е. принимают расстояние от Солнца до Земли, которое равно 149597870,691 км. Поэтому радиус Седны — 960 а.е., а диаметр — 1921 а.е.
Третий вариант рассмотрения размеров Солнечной системы — конец гелиосферы. В гелиосфере гравитационные силы Солнца выше, чем у остальных звезд. Гелиопауза — научный термин, означающий конец солнечного влияния, где солнечный ветер останавливается, и гравитационная сила Солнца исчезает. Это происходит в 90 астрономических единиц от Солнца, а значит, диаметр Солнечной системы составляет 180 а.е.
Эти определения размеров Солнечной системы, наверняка, могут показаться Вам невероятно запутанными, однако они представляют собой определенное представление того, что ученные пытаются вложить в их значение. Такие расстояние просто поражают, при этом остается много неизвестного, чтобы сказать точную цифру.
Обнаружение объектов пояса Койпера (ОПК)
Многое в темной и далекой области пояса Койпера было загадкой до 1992 года.
Именно тогда был обнаружен второй Койпер после Плутона.
Двое ученых, Дэвид Джуитт (David Jewitt) и Джейн Луу (Jane Luu), считали, что Вселенная не пуста.
Из-за этого они начали поиск астрономических объектов за пределами орбиты Нептуна.
Они начали сканировать небо в 1987 году, используя телескопы из разных обсерваторий.
Пара провела свое исследование с компаратором мигания, как Клайд Томбо (Clyde Tombaugh), когда он открыл Плутон.
Они проводили свои исследования в Национальной обсерватории Китт-Пик (KPNO) в Аризоне и Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (CTIO) в Чили.
Позже они перевели учебу в Гавайский университет.
А вы знали?
Centaurus — это другой тип объектов, которые вращаются вокруг Солнца между Юпитером и Нептуном.
Они, вероятно, из пояса Койпера, но были вытолкнуты внутрь гравитацией Нептуна.
В 1992 году Джуитт и Луу наконец нашли кандидата в ОПК, который находился в 44 а. е. от Солнца.
На таком расстоянии этот красноватый объект был даже дальше, чем Плутон (39,5 а. е.).
Двое первооткрывателей хотели назвать этот объект «Smiley».
Однако это имя уже было присвоено астероиду «1613 Smiley».
Вместо этого он был условно обозначен (15760) «1992 QB1».
В 2018 году ему было присвоено постоянное название «15760 Albion».
Наследие открытия Альбиона привело к открытию многих других транснептуновых объектов (ТНО).
Фактически, в 2018 году было известно более 2000 ОПК.
Объекты в поясе Койпера можно разделить на два больших класса: классические и резонансные.
Они сгруппированы на основе влияния Нептуна на их орбиты.
Классические ОПК
Классические ОПК также называют «cubewanos».
Они лежат на среднем расстоянии от 40 до 50 а. е. от Солнца.
По сравнению с другими объектами пояса кубевано имеют относительно круглые орбиты, которые не сильно наклонены.
Кроме того, их орбиты не контролируются влиянием Нептуна.
Есть два типа классической ОПК: холодные и горячие.
Холодные классические ОПК
Холодные классические ОПК имеют орбиты с низким эксцентриситетом и наклонением.
Они относительно более круглые и не наклонены к плоскости планет.
Поскольку их орбиты не вытянуты, они в основном остаются на одном и том же расстоянии от Солнца.
К этой популяции относится большинство классических тел.
Горячие классические ОПК
Орбиты горячих классических ОПК более эллиптические и наклонные.
Поскольку их орбиты вытянуты, будут времена, когда они будут ближе к Солнцу.
В некоторых частях своих орбит они также будут дальше.
Горячие классические ОПК взаимодействовали с гравитацией Нептуна в прошлом, из-за чего их орбиты наклонялись и вытягивались.
Напротив, холодные классические ОПК никогда не приближались к планете-гиганту.
Из-за этого их орбиты остаются невозмущенными.
Резонансные ОПК
Распространение транснептуновых объектов.
Объекты, занимающие более сильные резонансы, отмечены красным цветом.
Резонансные ОПК имеют орбиты, которые находятся в стабильном и повторяющемся образце с Нептуном.
Это означает, что за каждое определенное количество оборотов, которые они завершают, Нептун также завершает определенное количество.
Это больше похоже на соотношение.
Например, Плутон находится в резонансе 2:3 с Нептуном.
Это означает, что он совершает 2 оборота вокруг Солнца на каждые 3 оборота Нептуна.
Помимо этого, есть и другие резонансы, такие как 1:1, 1:2 и 2:5.
Эти числа можно записать и по-другому, например, 3:2 для Нептуна и Плутона.
Поскольку транснептуновые объекты имеют более длительный период обращения, чем Нептун, им соответствует меньшее число.
Платин (Plutinos)
Как и Плутон, многие объекты находятся в том же резонансе 2:3 с Нептуном.
Из-за этого была создана категория Plutinos.
Большинство резонансных объектов относятся к этой категории.
По состоянию на февраль 2020 года подтверждено уже 383 plutinos.
Примечательные SDO
| Постоянное наимен-ование |
Условное наименование |
Абсолют-ная звёздная величина | Альбедо | Экватори- альный диаметр(км) |
Большая полуось
орбиты(а. е.) |
Дата отк-рытия | Первоот- крыватель |
Способ измерения диаметра |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Эрида | 2003 UB313 | −1,12 | 0,86 ± 0,07 | 2400 ± 100 | 67,7 | 2003 | Майкл Браун, Чедвиг Трухильои Дэвид Рабиновиц | прямой |
| Седна | 2003 VB12 | 1,6 | 1180—1800 | 525,606 | 2003 | Майкл Браун, Чедвиг Трухильои Дэвид Рабиновиц | ||
| 2004 XR190 | 4,5 | 500—1000 | 57,5 | 2004 | L. Allen | |||
| 15874 | 1996 TL66 | 5,4 | 0,10? | ~630 | 82,9 | 1996 | D. Jewitt, Джейн Лу и J. Chen | тер-мальный |
| 48639 | 1995 TL8 | 5,28 и 7,0 (двойной объект) | 0,09 (предполо- жительно) |
~350 и ~160 | 52,2 | 1995 | Spacewatch (A. Gleason) | предпола- гаемое альбедо |
История открытия
Движение Эриды на трёх изображениях, использованных при открытии объекта. Снимки сделаны в течение 3 часов
Солнечная система стала колыбелью не только для восьми крупных планет, представляющих очень разные миры, но и для множества более мелких космических тел. Такие объекты, расположенные в поясе Койпера, долго не удавалось опознать и классифицировать. Сложные наблюдения не снижали интерес ученых и в 2005 году их усилия были вознаграждены. Три астронома – М. Браун, Д. Рабиновиц, Ч. Трухильо – работали в Паломарской обсерватории с телескопом Ошина. Они изучали снимки и заметили неизвестный крупный объект. Сделав сравнение с более ранними данными, астрономы поняли, что обнаружили небесное тело, соизмеримое по величине с планетой. После регистрации их открытие не имело названия. Споры о статусе космического тела не утихли до сих пор, поэтому имя богини раздора Эриды, пришлось кстати. Майклу Брауну пришлось смириться с тем, что обнаруженная планета не стала 10-й в нашей системе, а лишь положила начало формированию новой группы – малые планеты. Тогда же Плутон лишился своего статуса и составил компанию Эриде.
Орбитальное доминирование карликовых планет
В качестве классифицирующего признака космических элементов некоторые ученые выдвигают способность к гидростатическому балансу. Это равновесие внутри небесного тела между силой тяготения, которая направлена внутрь, и силой лучистого и газового давления, направленной наружу.
Гидростатический баланс должен сопровождаться способностью очищать окрестности своей орбиты от сторонних элементов. Это значит, что гравитационных сил планеты должно быть достаточно для того, чтобы притянуть мелкие элементы, превратив их собственные луны, или вытолкнуть за пределы своего магнитного поля.
Для оценки этой характеристики была введена единица измерения лямбда. С ее помощью можно классифицировать объекты как полноразмерные или малые тела.
Знакомство с Солнечной системой
Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.
Млечный путь
Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.
Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.
Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.
Планеты солнечной системы
Сколько существует планет?
Планеты и их спутники:
- Меркурий,
- Венера,
- Земля (спутник Луна),
- Марс (спутники Фобос и Деймос),
- Юпитер (63 спутника),
- Сатурн (49 спутника и кольца),
- Уран (27 спутника),
- Нептун (13 спутников).
- Астероиды,
- Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
- Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
- Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
- Кометы (комета Галлея),
- Метеорные тела.
Чем отличается земная группа?
К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).
Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.
Какие есть планеты-гиганты?
К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают большими размерами, но небольшой плотностью из-за своего газового состава из водорода и гелия. Тем не менее примерно 98 % суммарной массы планет Солнечной системы приходится на массу планет-гигантов! Тепловой поток из центра Юпитера и Сатурна немного превосходит поток энергии, получаемой планетой от Солнца, тогда как тепловой поток из центра Земли пренебрежимо мал по сравнению с потоком энергии, получаемой Землей от Солнца.Эти планеты удалены на большие расстояния от Солнца, поэтому самые дальние из них — Нептун и Уран, содержат большое количество льда и именуются ледяными гигантами.
Размеры планет солнечной системы
Планеты данного типа обладают большим количеством спутников, в отличие от планет земной группы, и обладают высокой скоростью вращения. Спутниками называются небольшие тела, вращающиеся вокруг планет. Область между планетами наполнена небольшими твердыми частицами и разреженными газами.
Параметры орбиты
Рассеянный диск и объекты пояса Койпера .
Первым открытым объектом в виде нечеткого диска был (15874) 1996 TL 66 , обнаруженный в году Мауна-Кеа ; впоследствии он был включен в категорию, включающую (48639) 1995 TL 8 , известный с года и обнаруженный в рамках проекта Spacewatch .
На прилагаемой диаграмме представлены орбиты всех диффузных дисковых объектов до 100 астрономических единиц, в отличие от орбит объектов пояса Койпера (серый цвет) и тел, находящихся в орбитальном резонансе с газовыми гигантами внутренней Солнечной системы (зеленый цвет). Эксцентриситет орбит представлен линиями, идущими от перигелия к афелию ; наклонение орбиты отложено по оси ординат.
перигелий
Тела диффузного диска никогда не имеют перигелия ниже 35 а.е. и поэтому расположены далеко от зоны прямого гравитационного влияния Нептуна (красные линии). Плутино ( серый, Плутон и Оркус ) и объекты с орбитальным резонансом 2:5 (зеленый) могут достигать меньших расстояний от Нептуна только потому, что их орбиты менее стабильны из-за явления резонанса.
Особые характеристики
Объекты диффузного диска демонстрируют параметры орбиты, которые варьируются от огромных аномалий до кричащей регулярности. Вот некоторые символические случаи, обозначенные желтым цветом:
- 1999 TD 10 , чей очень высокий эксцентриситет орбиты (около 0,9) приближает его перигелий к орбите Сатурна , что делает его потенциальным членом семейства кентавров ;
- 2002 XU 93 , характеризующийся самым высоким наблюдаемым наклонением орбиты (около 78° над эклиптикой);
- 2004 XR 190 , характеризующийся сильно наклоненной круговой орбитой .
Орбитальные резонансы
Объекты, находящиеся в орбитальном резонансе с другими телами (показаны зеленым цветом), не считаются членами диффузного диска. Некоторые модели предполагают, что многие объекты могут быть подвержены особенно слабым орбитальным резонансам, например, 6:11, 4:9, 3:7, 5:12, 3:8, 2:7, 1:4. Не исключено, что в эту категорию со временем попадут различные уже наблюдаемые тела.
Формирование
Происхождение рассеянного диска остаётся до сих пор невыясненным, хотя среди астрономов преобладает мнение, что он сформировался, когда объекты пояса Койпера были «рассеяны» за счёт гравитационного взаимодействия с внешними планетами, главным образом Нептуном, приобретя большие эксцентриситеты и наклонения орбит. В то время как пояс Койпера — относительно круглый и плоский «бублик», располагающийся на участке от 30 до 44 а. е. с принадлежащими ему объектами, находящимися на автономных круговых орбитах (кьюбивано) или слегка эллиптических резонансных орбитах (2:3 — плутино, и 1:2), рассеянный диск в сравнении с ним — гораздо более непостоянная среда. Объекты рассеянного диска часто могут, как в случае с Эридой, путешествовать «по вертикали» почти на такие же расстояния, как и «по горизонтали». Моделирование показывает, что орбиты объектов рассеянного диска могут быть блуждающими и нестабильными и что дальнейшая судьба этих объектов — постоянно выбрасываться из середины Солнечной системы в облако Оорта или ещё дальше.
Существует предположение, что кентавры могут быть просто объектами, подобными объектам рассеянного диска, которые были «выброшены» из пояса Койпера не наружу, а внутрь, и сделались «цис-нептуновыми» объектами рассеянного диска. В самом деле, некоторые объекты, подобные (29981) 1999 TD10, размывают границу между этими двумя семействами, разделёнными орбитой Нептуна, и Центр малых планет (MPC) сейчас относит кентавры и объекты рассеянного диска к одной категории. Осознавая размывание классификации, некоторые учёные используют термин «рассеянный объект пояса Койпера» как единый термин для обоих типов — кентавров и тел рассеянного диска.
Хотя ТНО 90377 Седна официально относится к SDO по классификации MPC, её первооткрыватель Майкл Браун высказал мнение, что Седну следует скорее отнести к внутренней части облака Оорта, а не к рассеянному диску, поскольку величина её перигелия в 76 а. е. слишком велика, чтобы этот объект испытывал заметное притяжение со стороны внешних планет. Такое рассуждение ведёт к тому, что отсутствие гравитационного взаимодействия с внешними планетами исключает ТНО из группы объектов рассеянного диска, определяя таким образом внешнюю границу рассеянного диска где-то между Седной и более традиционными SDO, подобными Эриде. Если Седна за пределами рассеянного диска, она не может быть уникальной; (148209) 2000 CR105, который был открыт раньше Седны, также может быть объектом внутренней части облака Оорта или же, что более вероятно, переходным объектом между рассеянным диском и внутренней частью облака Оорта.
Такие объекты, относимые к «обособленным» объектам (detached SDO), имеют орбиты, которые не могли образоваться из-за влияния Нептуна. Вместо этого предлагается большое количество объяснений, включая близкий проход другой звезды или удалённого объекта размера планеты.
История открытия и изучения
До начала девяностых годов прошлого века единственным известным объектом за орбитой Нептуна был Плутон.
С развитием технологий, в частности, возможности интеграции телескопов с компьютерами, начали массово регистрировать новые транснептуновые объекты (ТНО). С 1992 по 2000 год было открыто новых более 1000 ТНО и практически все они относились к Поясу Койпера.
Однако, в 1996 году было открыто тело, которое имело аномальный эксцентриситет относительно Солнца и большой угол наклона эклиптики. Его перигелий был почти 135 астрономических единиц (тела Пояса Койпера имеют перигелии от 30 до 40 а.е.). Объект назвали 1996 TL66. После него такие тела начали также открываться массово и были объединены в рассеянный диск.