Termins "pundurplanēta" pēdējo pāris gadu laikā ir ieguvis nedzirdētu popularitāti. Kā daļu no trīspusējas objektu kategorizācijas, kas riņķo ap Sauli, šis termins tika pieņemts 2006. gadā, jo tika atklāti objekti, kas atrodas ārpus Neptūna orbītas, pēc izmēra salīdzināmi ar Plutonu. Kopš tā laika to izmanto, lai aprakstītu daudzus Saules sistēmas objektus, izjaucot veco klasifikācijas sistēmu, kurā bija deviņas planētas.
Arī šis termins ir radījis neskaidrības un pretrunas, it īpaši saistībā ar tā piemērošanu tādām struktūrām kā Plutons. Neskatoties uz to, Starptautiskā Astronomijas savienība (IAU) atzīst piecus ķermeņus mūsu Saules sistēmā par pundurplanētām, nākamajos gados tiks identificēti vēl seši, un aptuveni 200 šādu ķermeņu var atrasties Kuipera joslā.
Definīcija
Saskaņā ar IAU 2006. gadā pieņemto definīciju pundurplanēta ir “debess ķermenis, kas riņķo ap zvaigzni un ir pietiekami masīvs, lai noapaļotu pats ar savu gravitāciju, taču neattīra tuvāko reģionu no planetesimāliem un nav satelīts. Turklāt tam jābūt ar pietiekamu masu, lai pārvarētu spiedes izturību un sasniegtu hidrostatisko līdzsvaru."
Būtībā šis termins attiecas uz jebkuru planētas masu objektu, kas nav ne planēta, ne dabisks pavadonis, kas atbilst diviem pamatkritērijiem. Pirmkārt, tam jābūt tiešā Saules orbītā, nevis mēness ap citu ķermeni. Otrkārt, tai jābūt pietiekami masīvai, lai tās gravitācijas ietekmē iegūtu sfērisku formu. Un, atšķirībā no planētas, tai nav jātīra apkārtne ap savu orbītu.
Izmērs un svars
Reklāmas video:
Lai ķermenis noapaļotos, tam jābūt pietiekami masīvam, lai gravitācija kļūtu par dominējošo spēku, kas ietekmē ķermeņa formu. Šīs masas radītais iekšējais spiediens novedīs pie tā, ka virsma kļūst plastmasa, izlīdzinot augstus kāpumus un aizpildot ieplakas. Mazie ķermeņi, kuru diametrs nepārsniedz kilometru, to nedara (piemēram, asteroīdi), tos kontrolē spēki, kas atrodas ārpus viņu pašu gravitācijas spēkiem, kuri mēdz saglabāt neregulāras formas.
Lielākie zināmie trans-Neptūnijas objekti (TNO)
Tikmēr ķermeņi, kas šķērso vairākus kilometrus - ja gravitācija ir nozīmīga, bet ne dominējoša - iegūst sferoīda vai "kartupeļu" formu. Jo lielāks ir ķermenis, jo lielāks ir tā iekšējais spiediens, līdz tas kļūst pietiekams, lai pārvarētu iekšējo spiedes spēku un sasniegtu hidrostatisko līdzsvaru. Šajā brīdī ķermenis kļūst tik apaļīgs, cik vien iespējams, ņemot vērā tā rotāciju un plūdmaiņas. Tā definē rūķu planētas robežu.
Tomēr rotācija var ietekmēt arī rūķu planētas formu. Ja ķermenis negriežas, tā būs sfēra. Jo ātrāk tas griežas, jo iegarenāks vai daudzpusīgāks tas kļūs. Ekstremāls piemērs tam ir Haumea, kuras galvenā ass ir gandrīz divreiz garāka nekā stabos. Plūdmaiņas spēku dēļ ķermeņa rotācija pakāpeniski tiek bloķēta, un ķermenis paliek pavadoņa vienā pusē. Ārkārtējs šādas sistēmas piemērs ir Plutons - Šarons, abi ķermeņi ir savstarpēji sakārtoti.
IAU nav definēta pundurplanētu lieluma un masas augšējā un apakšējā robeža. Lai arī apakšējo robežu nosaka līdzsvara hidrostatiskās formas sasniegšana, lielums vai masa, pie kuras šis objekts sasniedz šo formu, ir atkarīgs no tā sastāva un termiskās vēstures.
Piemēram, no cietajiem silikātiem (piemēram, akmeņainiem asteroīdiem) izgatavotiem ķermeņiem jāsasniedz hidrostatiskais līdzsvars, kura diametrs ir aptuveni 600 kilometri un masa ir 3,4 x 10 ^ 20 kg. Mazāk cietam ķermenim, kas izgatavots no ūdens ledus, šī robeža būs tuvāka 320 km un 10 ^ 19 kg. Tā rezultātā pašlaik nav īpaša standarta, lai definētu pundurplanētu, pamatojoties uz tās lielumu vai masu, bet tā vietā to parasti nosaka, pamatojoties uz tās formu.
Orbītas stāvoklis
Papildus hidrostatiskajam līdzsvaram daudzi astronomi ir uzstājuši uz robežas novilkšanu starp planētām un pundurplanētām, pamatojoties uz to nespēju "notīrīt savas orbītas apkārtni". Īsāk sakot, planētas sadursmes, uztveršanas vai gravitācijas traucējumu dēļ var noņemt mazākus ķermeņus orbītas tuvumā, turpretī rūķu planētām nav vajadzīgās masas, lai to sasniegtu.
Lai aprēķinātu varbūtību, ka planēta atbrīvos savu orbītu, planētu zinātnieki Alans Sterns un Harolds Levinsons uzrādīja parametru, ko viņi apzīmē ar burtu "lambda".
Šis parametrs izsaka sadursmes varbūtību atkarībā no norādītās objekta orbītas novirzes. Šī parametra vērtība Sterna modelī ir proporcionāla masas kvadrātam un apgriezti proporcionāla laikam, un to var izmantot, lai novērtētu ķermeņa potenciālu attīrīt tās orbītas tuvumu.
Astronomi, piemēram, Ņujorkas universitātes zinātnieks Stīvens Soters un Amerikas Dabas vēstures muzeja biedrs, iesaka izmantot šo parametru, lai novilktu robežu starp planētām un pundurplanētām. Soter arī ierosināja parametru, kuru viņš dēvē par planētas diskriminantu, ko apzīmē ar burtu mu, un kuru aprēķina, dalot ķermeņa masu ar citu tajā pašā orbītā esošo objektu kopējo masu.
Atpazītās un iespējamās rūķu planētas
Pašlaik ir piecas rūķu planētas: Plutons, Ēriss, Makemake, Haumea un Ceres. Tikai Ceres un Plutons ir novēroti pietiekami, lai neapšaubāmi būtu šajā kategorijā. IAU ir nolēmusi, ka nenosauktie trans-Neptūnija objekti (TNO), kuru absolūtais lielums ir gaišāks par +1 (un matemātiski ierobežots ar minimālo diametru 838 km), būtu jāklasificē kā pundurplanētas.
Starp potenciālajiem kandidātiem, kas pašlaik tiek izskatīti, ir Orc, 2002 MS4, Salazia, Qawar, 2007 OR10 un Sedna. Visi šie objekti atrodas Kuipera joslā; izņemot Sednu, kas tiek aplūkota atsevišķi - atsevišķa dinamisko TNO klase ārējā Saules sistēmā.
Iespējams, ka Saules sistēmā ir vēl 40 objekti, kurus pamatoti var noteikt par pundurplanētām. Tiek lēsts, ka Kuipera joslā pēc tās izpētes var atrast līdz 200 rūķu planētām, un ārpus šīs jostas to skaits varētu pārsniegt 10 000.
Nesaskaņas
Uzreiz pēc IAU lēmuma par planētas definīciju vairāki zinātnieki pauda nepiekrišanu. Maiks Brauns (Caltech grupas līderis, kurš atklāja Erisu) piekrīt samazināt planētu skaitu līdz astoņām. Tomēr vairāki astronomi, piemēram, Alans Sterns, ir kritizējuši IAU definīciju.
Sterns apgalvo, ka tāpat kā Plutons, Zeme, Marss, Jupiters un Neptūns arī pilnībā neiztīra savas orbītas zonas. Zeme riņķo ap Sauli ar 10 000 Zemes tuvumā esošo asteroīdu, kas, pēc Sterna aplēsēm, ir pretrunā ar Zemes orbītas attīrīšanu. Tikmēr Jupiteram pa orbītas ceļu ir 100 000 Trojas asteroīdu.
2011. gadā Sterns atsaucās uz Plutonu kā planētu un uzskatīja, ka citas rūķu planētas, piemēram, Ceres un Eris, kā arī lielie pavadoņi, ir papildinošās planētas. Tomēr citi astronomi apgalvo, ka, lai arī lielās planētas nenotīra orbītas, tām ir pilnīga kontrole pār citu ķermeņu orbītām viņu orbītas zonā.
Vēl viens strīdīgs jaunās planētu definīcijas pielietojums attiecas uz planētām ārpus Saules sistēmas. Ārpuses saules objektu noteikšanas metodes tieši nenosaka, vai objekts attīra orbītu, tikai netieši. Rezultātā 2001. gadā IAU apstiprināja atsevišķas “darba” definīcijas ārpus saules planētām, ieskaitot apšaubāmu kritēriju: “Minimālajai masai / izmēram, kas vajadzīgs, lai ārpus saules objektu varētu uzskatīt par planētu, jāatbilst Saules sistēmai pieņemtajiem parametriem.”
Lai gan ne visi IAU locekļi atbalstīja šīs planētu un rūķu planētu definīcijas pieņemšanu, NASA nesen paziņoja, ka izmantos IAU noteiktās jaunās vadlīnijas. Neskatoties uz to, debates par 2006. gada lēmumu vēl nav apstājušās, un mēs varam sagaidīt turpmāku attīstību šajā frontē, kad tiks atklāti un identificēti vairāk "pundurplanētu".
Pundurplanētu ir diezgan viegli definēt pēc IAU standartiem, taču Saules sistēmas iekļaušana trīs līmeņu klasifikācijas sistēmā kļūs sarežģītāka, jo paplašināsies mūsu izpratne par Visumu.
Iļja Khels
