Понимание человечеством того, что составляет планету, со временем изменилось. В то время как наши самые известные маги и ученые однажды поверили, что мир был плоским диском (или зиккуратом, или кубом), они постепенно узнали, что это было фактически сферическим. И в современную эпоху они поняли, что Земля - это всего лишь одна из нескольких планет в известной Вселенной.
И все же наши представления о том, что составляет планету, все еще развиваются. Проще говоря, наше определение планеты исторически зависело от нашей системы координат. В дополнение к открытию сверхсолнечных планет, которые раздвинули границы того, что мы считаем нормальным, астрономы также обнаружили новые тела на нашем заднем дворе, которые заставили нас придумать новые схемы классификации.
История термина:
Для древних философов и ученых солнечные планеты представляли собой нечто совершенно иное, чем то, что они делают сегодня. Без помощи телескопов планеты выглядели как особенно яркие звезды, которые двигались относительно фоновых звезд. Самые ранние записи о движении известных планет относятся ко 2-му тысячелетию до н.э., когда вавилонские астрономы заложили основу для западной астрономии и астрологии.
К ним относится таблетка Венеры Аммисадуки, в которой перечислены движения Венеры. Между тем на планшетах 7-го века до н.э. MUL.APIN были представлены движения Солнца, Луны и известных тогда планет в течение года (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн). Таблетки Enuma anu invil, также датированные 7-м веком до н.э., представляли собой собрание всех примет, относящихся к небесным явлениям и движениям планет.
К классической древности астрономы приняли новую концепцию планет как тел, которые вращаются вокруг Земли. В то время как некоторые выступали за гелиоцентрическую систему - например, астроном 3-го века до н.э. Аристарх Самосский и астроном 1-го века до н.э. Селевк Селевкийский, геоцентрический взгляд на Вселенную оставался наиболее широко принятым. Астрономы также начали создавать математические модели, чтобы предсказывать их движения в течение этого времени.
Это завершилось во 2-м веке нашей эры публикацией Птолемея (Клавдия Птолемея) Альмагест, который стал астрономическим и астрологическим каноном в Европе и на Ближнем Востоке на протяжении более тысячи лет. Внутри этой системы известные планеты и тела (даже Солнце) вращались вокруг Земли. В последующие века индийские и исламские астрономы добавлялись к этой системе, основываясь на своих наблюдениях за небесами.
Ко времени научной революции (около 15-18 веков) определение планеты снова начало меняться. Благодаря Николаю Копернику, Галилео Галилею и Йоханнесу Кеплеру, которые предложили и развили гелиоцентрическую модель Солнечной системы, планеты стали определяться как объекты, вращающиеся вокруг Солнца, а не Земли. Изобретение телескопа также привело к улучшению понимания планет и их сходства с Землей.
Между 18 и 20 веками были открыты бесчисленные новые объекты, луны и планеты. Сюда входили Церера, Веста, Паллада (и Главный пояс астероидов), планеты Уран и Нептун, а также луны Марса и газовые гиганты. А затем в 1930 году Клайд Томбо открыл Плутон, который был назван 9-й планетой Солнечной системы.
В течение этого периода не существовало формального определения планеты. Но существовало общепринятое соглашение, согласно которому планета использовалась для описания любого «большого» тела, вращающегося вокруг Солнца. Это и соглашение о Солнечной системе из девяти планет будет оставаться в силе до 21-го века. К этому времени многочисленные открытия в Солнечной системе и за ее пределами привели бы к необходимости принятия формального определения.
Рабочая группа по планетам вне Солнца:
В то время как астрономы долгое время считали, что другие звездные системы будут иметь свою собственную систему планет, первое сообщение об открытии планеты за пределами Солнечной системы (она же внеплоская планета или экзопланета) произошло не ранее 1992 года. В настоящее время два радиоастронома Обсерватория Аресибо (Александр Вольшан и Дейл Фрайль) объявили об открытии двух планет, вращающихся вокруг пульсара PSR 1257 + 12.
Первое подтвержденное открытие произошло в 1995 году, когда астрономы из Женевского университета (Мишель Майор и Дидье Келоз) объявили об обнаружении 51 пегаса. Между серединой 90-х годов и развертыванием космического телескопа Kepler в 2009 году большинство внесолнечных планет были газовыми гигантами, которые были либо сопоставимы по размеру и массе с Юпитером, либо значительно больше (то есть «супер-юпитер»).
Эти новые открытия привели к тому, что Международный астрономический союз (МАС) создал Рабочую группу внесолнечных планет (WGESP) в 1999 году. Заявленная цель WGESP состояла в том, чтобы «действовать в качестве координационного центра для международных исследований внесолнечных планет». В результате этого продолжающегося исследования, а также обнаружения многочисленных внесолнечных тел были предприняты попытки уточнить номенклатуру.
По состоянию на февраль 2003 г. WGESP указала, что она изменила свою позицию и приняла следующее «рабочее определение» планеты:
1) Объекты с истинной массой ниже предельной массы для термоядерного синтеза дейтерия (в настоящее время рассчитывается как 13 масс Юпитера для объектов солнечной металличности), звезды орбиты или звездные остатки являются «планетами» (независимо от того, как они образовались). Минимальная масса / размер, требуемая для того, чтобы внесолнечный объект считался планетой, должна быть такой же, как и в нашей Солнечной системе.
2) Подзвездные объекты с истинными массами выше предельной массы для термоядерного синтеза дейтерия являются «коричневыми карликами», независимо от того, как они образовались, и где они находятся.
3) Свободно плавающие объекты в молодых звездных скоплениях с массами ниже предельной массы для термоядерного синтеза дейтерия - это не «планеты», а «суб-коричневые карлики» (или любое другое название, которое наиболее подходит).
По состоянию на 22 января 2017 года было подтверждено более 2000 открытий экзопланет, причем 3565 кандидатов в экзопланеты были обнаружены в 2675 планетных системах (в том числе 602 нескольких планетных системах).
Резолюция МАС 2006 года:
В начале-середине 2000-х в поясе Койпера были сделаны многочисленные открытия, которые также стимулировали дебаты о планете. Это началось с открытия Седны в 2003 году группой астрономов (Майкл Браун, Чад Трухильо и Дэвид Рабиновиц), работающих в Паломарской обсерватории в Сан-Диего. Текущие наблюдения подтвердили, что его диаметр составлял около 1000 км, и он был достаточно большим, чтобы достичь гидростатического равновесия.
За этим последовало открытие Эрис - еще более крупного объекта (более 2000 км в диаметре) - в 2005 году снова командой, состоящей из Брауна, Трухильо и Рабиновича. За этим последовало открытие Макемаке в тот же день и Хаумеа через несколько дней. Другие открытия, сделанные в течение этого периода, включают Quaoar в 2002 году, Orcus в 2004 году и 2007 OR10 в 2007 году.
Обнаружение нескольких объектов за пределами орбиты Плутона, которые были достаточно большими, чтобы иметь сферическую форму, привело к попыткам со стороны МАС принять формальное определение планеты. К октябрю 2005 года группа из 19 членов МАС сузила свой выбор до короткого списка из трех характеристик. К ним относятся:
- Планета - это любой объект на орбите вокруг Солнца диаметром более 2000 км. (одиннадцать голосов за)
- Планета - это любой объект на орбите вокруг Солнца, форма которого стабильна благодаря собственной гравитации. (восемь голосов за)
- Планета - это любой объект на орбите вокруг Солнца, который доминирует в непосредственной близости от него. (шесть голосов за)
Не сумев достичь консенсуса, комитет решил поставить эти три определения на более широкое голосование. Это произошло в августе 2006 года на 26-м заседании Генеральной Ассамблеи МАС в Праге. 24 августа этот вопрос был поставлен на окончательный проект голосования, в результате которого была принята новая классификационная схема, предназначенная для различения планет и более мелких тел. К ним относятся:
(1) «Планета» - это небесное тело, которое (а) находится на орбите вокруг Солнца, (б) имеет массу, достаточную для его собственной гравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела, чтобы оно приняло форму гидростатического равновесия (почти круглую) и (c) очистил окрестности вокруг своей орбиты.
(2) «Карликовая планета» - это небесное тело, которое (а) находится на орбите вокруг Солнца, (б) имеет массу, достаточную для его самогравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела, чтобы принять гидростатическое равновесие (почти круглое) форма, (c) не очистила окрестности вокруг своей орбиты, и (d) не является спутником.
(3) Все другие объекты, за исключением спутников, вращающихся вокруг Солнца, вместе называются «Малыми телами Солнечной системы».
В соответствии с этой резолюцией МАС определила Плутон, Эриду и Цереру в категорию «карликовых планет», в то время как другие Транснептуновые объекты (ТНО) в то время оставались незаявленными. Эта новая классификационная схема породила множество споров и некоторые протесты со стороны астрономического сообщества, многие из которых оспаривали критерии как расплывчатые и спорные в их применимости.
Например, многие оспаривают идею о том, что планета очищает свои окрестности, ссылаясь на существование околоземных объектов (NEO), троянских астероидов Юпитера и других случаях, когда большие планеты делят свою орбиту с другими объектами. Однако им противостоит аргумент, что эти большие тела не делят свои орбиты с более мелкими объектами, но доминируют над ними и несут их по своим орбитам.
Другим камнем преткновения стала проблема гидростатического равновесия, то есть точки, в которой планета обладает достаточной массой, чтобы она могла разрушиться под действием собственной гравитации и стала сферической. Точка, в которой это происходит, остается совершенно неясной, и поэтому некоторые астрономы оспаривают ее включение в качестве критерия.
Кроме того, некоторые астрономы утверждают, что эти недавно принятые критерии полезны только в том, что касается планет Солнца. Но, как показали исследования экзопланет, планеты в других звездных звездных системах могут существенно отличаться. В частности, обнаружение многочисленных «Супер Юпитеров» и «Супер Земель» поставило в тупик общепринятые представления о том, что считается нормальным для планетной системы.
В июне 2008 года исполнительный комитет МАС объявил о создании подкласса планет-карликов в надежде прояснить определения. Включая недавно обнаруженные TNO, они установили термин «плутоиды», который отныне будет включать Плутон, Эриду и любые другие будущие транснептуновые карликовые планеты (но исключая Цереру). Со временем Хаумеа, Макемэйк и другие ТНО были добавлены в список.
Несмотря на эти усилия и изменения в номенклатуре, для многих проблема остается далеко не решенной. Более того, возможное существование Планеты 9 во внешней Солнечной системе добавило весу дискуссии. И поскольку наши исследования экзопланет продолжаются - и для других звездных систем выполняются задачи без экипажа (и даже с экипажем) - мы можем ожидать, что дебаты вступят в совершенно новую фазу!
Мы написали много интересных статей о планетах здесь, в журнале Space. Вот как много планет в Солнечной системе? Что такое планеты Солнечной системы, Планеты нашей Солнечной системы в порядке их размера, почему Плутон больше не является планетой, доказательства продолжают расти для девятой планеты, и что такое Внесолнечные Планеты?
Для получения дополнительной информации посмотрите эту статью в журнале Scientific American «Что такое планета?» И видеоархив из МАС.
В Astronomy Cast есть эпизод о планетарном кризисе Плутона.
Источники:
- НАСА: исследование Солнечной системы - Планеты
- Википедия - Определение планеты
- IAU - 2006 Генеральная Ассамблея
