ПЛАНЕТЫ, ТРАНСНЕПТУНОВЫЕ ОБЪЕКТЫ И … (продолжение)

ПЛАНЕТЫ, ТРАНСНЕПТУНОВЫЕ ОБЪЕКТЫ И … (продолжение) Ст. преподаватель кафедры теоретической 1 физики ПИ ЮФУ М. Л. Гожа

Что такое планета? • Рассмотрим одну из важнейших физических характеристик - массу. • Верхним пределом считают массу в 13 масс Юпитера. При большей массе в бурых карликах происходят термоядерные реакции с горением дейтерия. • Как определить нижний предел массы? Объекты малой массы могут испытывать трудности с принятием сферической формы под действием собственной тяжести. Но предел этот достаточно низок и зависит от того, из какого материала объект состоит. 2

Планета может обращаться вокруг… • 1. Звезды • 2. Бурого карлика • 3. Нейтронной звезды, черной дыры и других объектов (Есть планеты вокруг нейтронных звезд, причем, они не могут быть планетами, оставшимися от системы, окружавшей взорвавшуюся звезду. Они имеют слишком тесные орбиты, т. е. , когда звезда еще не взорвалась и находилась на стадии сверхгиганта, они должны были бы находиться внутри внешних слоев звезды. ) • 4. Ничего (Есть “бездомные” планеты, летающие в межзвездном пространстве, свободные от гравитационного воздействия какого-то тяжелого объекта). 3

На орбите планеты не должно быть других тел сравнимого размера • Чем больше масса и чем короче период (т. е. , чем теснее орбита), тем легче массивному телу “раскидать” своих соседей. • Массы планет и карликовых планет Солнечной системы и размеры их орбит. Массы даны в единицах земной, размеры орбит - в астрономических единицах. Штриховая линия соответствует тому, что планета за время жизни системы успевает расчистить свою орбиту от других тел. 4

Распределение объектов в Солнечной системе по массе и наклону орбиты (две отдельные группы). Можно определить к какому классу объектов относится Плутон. 5

Образование планет • Объекты планетных масс могут образовываться “традиционным” путем - из диска, окружающего звезды. • Существуют механизмы, которые приводят к появлению планет вокруг пульсаров, одиночных планетоподобных тел и объектов на большом расстоянии от центральной звезды. 6

• Определение планеты еще будет меняться по мере того, как мы будем обнаруживать новые сюрпризы в виде нестандартных экзопланет и, возможно, новых объектов в нашей Солнечной системе. 7

Традиционное определение Планета (от греч. astèr planétes - блуждающая звезда) – небесное тело достаточно большой массы, движущееся по орбите вокруг звезды, в котором не происходят термоядерные реакции. • На XXVI Ассамблее Международного астрономического союза (МАС) принято новое определение • Классическая планета - это небесное тело, которое: a) обращается вокруг Солнца; б) имеет достаточную массу для того, чтобы самогравитация превосходила твердотельные силы и тело могло принять гидростатически равновесную (близкую к сферической) форму; в) очищает окрестности своей орбиты (то есть рядом с планетой нет других сравнимых с ней тел). 8

Карликовая планета - • небесное тело внутри Солнечной системы, которое удовлетворяют следующим четырём условиям: • обращается по орбите вокруг Солнца, • имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь округлую форму, • не доминирует на своей орбите (не может расчистить пространство от других объектов), • не является спутником. 9

МАС официально назвал три тела, которые сразу получили классификацию карликовых планет Название Церера Плутон Эрида Место в Солнечной Пояс астероидов Пояс Койпера – системе рассеянные объекты Диаметр 975*909 км 2306± 20 км 2400± 100 км Масса (МЗемли =1) 0, 00016 0, 0022 0, 0028 Плотность (г/см 3) 2, 08 2, 0 2, 1 Эксцентриситет 0, 080 0, 24880766 0, 44177 орбиты Наклонение орбиты 10, 587° 17, 14175° 44, 187° Количество 0 3 1 спутников Дата открытия 1 января 1801 г. 18 февраля 1930 г. 21 октября 2003 г. 10

Три карликовые планеты в сравнении с Землей 11

Транснептуновые объекты в сравнении с Землей 12

Пояс Эджворта-Койпера • Пояс Койпера (Полоса Эдгеворта - Купера) - область Солнечной системы за орбитой Нептуна (30 а. е. от Солнца) приблизительно до расстояния 50 а. е. В этой области расположено большое количество планетоидов, самым известным (но не самым крупным) из которых является Плутон. • Верхняя граница выбрана не произвольно, за ней наблюдается резкое падение количества объектов. 13

Предполагается, что объекты пояса Койпера по составу представляют собой лед с небольшими примесями органических веществ, то есть близки к кометному веществу. • Орбитальный резонанс в небесной механике - это ситуация, когда два (или более) небесных тела имеют периоды обращения, которые относятся как небольшие натуральные числа. В результате эти небесные тела оказывают регулярные возмущения друга, которые могут стабилизировать их орбиты. 14

Объекты пояса Койпера делятся на категории • Классические объекты имеют приблизительно круговые орбиты с небольшим наклонением, не связаны с движением планет. Такие объекты иногда называют кьюбивано (англ. cubewano) в честь представителя таких объектов 1992 QB 1. • Резонансные объекты образуют орбитальный резонанс с Нептуном 1: 2, 2: 3, 2: 5, 3: 4, 3: 5, 4: 5 или 4: 7. Объекты с резонансом 2: 3 (то есть объект совершает в своем движении вокруг Солнца 2 оборота, а Нептун за это же время совершает 3 оборота) называются плутино в честь самого яркого представителя - Плутона. • Рассеянные объекты (бродяги) имеют большой эксцентриситет орбиты и могут в афелии удаляться от Солнца на несколько сотен астрономических 15 единиц.

Крупнейшие объекты пояса Койпера 16

Облако Оорта • Облако Оорта - гипотетическая область Солнечной системы, служащая источником комет с длинным периодом обращения. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование. • Впервые идея существовании такого облака была выдвинута эстонским астрономом Эрнстом Эпиком в 1932 году, а затем теоретически разрабатывалась нидерландским астрофизиком Яном Оортом в 1950 -х, в честь которого облако и было названо. • Некоторые астрономы считают Седну объектом внутренней части облака Оорта. 17