Haumea и Makemake во астрономијата
Среде огромниот простор на Сончевиот систем, постојат мали светови кои талкаат далеку над орбитата на Нептун. Овие светови не се толку познати како поголемите планети како Јупитер или Сатурн, но тие содржат важни индиции за раната историја на формирањето на Сончевиот систем. Две од нив се Хаумеа и Макемаке, кои се класифицирани како џуџести планети. И покрај нивната релативно мала големина, обете станаа предмет на проучување во модерната астрономија поради нивните уникатни физички карактеристики, екстремни орбити и нивната улога во разбирањето на популацијата на небесните објекти во регионот на Кајперовиот појас.
Џуџести планети и контекстот на Кајперовиот појас
Терминот џуџеста планета стана популарен по одлуката на Меѓународната астрономска унија (IAU) од 2006 година, која исто така го промени статусот на Плутон. Едноставно кажано, џуџеста планета е небесно тело што орбитира околу Сонцето, доволно масивно за да биде речиси сферично (во хидростатска рамнотежа), но не го „чисти“ своето орбитално соседство од други објекти. Хаумеа и Макемаке се наоѓаат во Кајперовиот појас, регион што содржи илјадници ледени и карпести објекти оставени од формирањето на Сончевиот систем пред околу 4,6 милијарди години.
Кајперовиот појас функционира како „космичка архива“. Бидејќи е толку далеку од Сонцето, објектите таму останале релативно непроменети во споредба со материјалот поблиску до Сонцето. Разбирањето на Хаумеа и Макемаке значи следење на историјата на формирањето на планетите, орбиталните миграции на џиновските планети и динамиката на судирите што ја обликувала структурата на надворешниот Сончев Систем.
Хаумеа: џуџеста планета со уникатна форма
Хаумеа е една од најнеобичните џуџести планети познати. Откриена е во раните 2000-ти (со објавувањето на откритието што предизвика дебата во астрономската заедница), а потоа е именувана Хаумеа, по хавајската божица на плодноста и породувањето. Ова име е избрано поради плодната природа на Хаумеа - познато е дека има сателити, а исто така и семејство на фрагменти за кои се смета дека потекнуваат од судири.
Највпечатливото нешто кај Хаумеа е нејзината форма. За разлика од повеќето џуџести планети, кои имаат тенденција да бидат тркалезни, Хаумеа е обликувана како топка за рагби или издолжен елипсоид. Оваа екстремна форма првенствено се должи на нејзината екстремно брза ротација. Хаумеа се врти побрзо од другите џуџести планети, предизвикувајќи центрифугална сила да предизвика таа да се „испари“ во некои делови и да се издолжи во други. Во астрономијата, овој феномен служи како пример за тоа како ротацијата може да влијае на рамнотежата на обликот на небесното тело.
Покрај својата форма, познато е дека Хаумеа поседува и прстени - карактеристика што обично се поврзува со џиновски планети како Сатурн. Откривањето на прстени на Хаумеа беше изненадување бидејќи сугерира дека системите на прстени не се уникатни за големите планети. Овие прстени веројатно се формирале од материјал исфрлен од судири или динамичка активност околу Хаумеа, иако точниот механизам сè уште треба да се утврди.
Сателити и „семејството Хаумеа“
Хаумеа има најмалку две познати месечини, Хијака и Намака. Присуството на овие месечини им овозможува на астрономите да ја пресметаат масата на Хаумеа и да го проценат нејзиниот состав. Врз основа на мерењата на масата и големината, се смета дека Хаумеа има релативно голема содржина на карпи во споредба со некои други објекти од Кајперовиот Појас, но нејзината надворешна површина се чини дека е претежно составена од воден мраз.
Друго многу интересно откритие е постоењето на група објекти во Кајперовиот појас чии орбити и спектрални карактеристики личат на оние на Хаумеа. Оваа група често се нарекува „семејство Хаумеа“, слично на концептот на астероидни семејства во астероидниот појас. Водечката хипотеза е дека ова семејство се формирало како резултат на џиновски удар во далечното минато, кој разбил дел од надворешните слоеви на Хаумеа и ги испратил фрагментите во слични орбити. Доколку е точно, ова би обезбедило доказ дека големите удари играат значајна улога и во надворешниот Сончев Систем, не само во астероидниот појас во близина на Марс и Јупитер.
Макемаке: ладен свет со посебен идентитет
Макемаке е откриен во 2005 година и е именуван по богот-творец во традицијата Рапа Нуи (Велигденски Остров). Познат е како еден од најголемите објекти откриени во Кајперовиот Појас, по Плутон и Ерида. Додека Хаумеа е позната по својата форма и ротација, Макемаке се издвојува по својата светлина и интересен состав на површината.
Површината на Макемаке покажува знаци на замрзнат метан и други видови мраз. Овој површински метан го прави Макемаке многу рефлективен, што го прави да изгледа посветол од некои слични објекти. За астрономите, овој состав е важен бидејќи укажува на хемиски процеси што се случуваат на многу ниски температури. Интеракцијата на сончевото зрачење (иако слабо на растојанијата во Кајперовиот појас) и честичките со висока енергија од меѓуѕвездениот простор може да ги трансформира мразовите во сложени органски материјали, формирајќи темни слоеви честопати наречени толини на површините на ледените објекти.
Макемаке беше мистерија и затоа што долго време не се знаеше дека има сателити. Сепак, беше откриен мал сателит (често нарекуван MK2 во раната литература). Присуството на сателитот помогна да се прецизираат проценките за масата и густината на Макемаке, што пак ја разјасни сликата за неговиот внатрешен состав: мешавина од мраз и карпи во специфични пропорции.
Атмосфера: зошто е различна?
Едно од интригантните прашања за џуџестите планети во Кајперовиот појас е дали тие имаат атмосфери. Плутон има тенка, но јасна азотна атмосфера, додека Макемаке не изгледа дека има густа глобална атмосфера, барем не како Плутон. Една од причините е разликата во масата, температурата на површината и способноста на гравитацијата да држи гасови. Понатаму, атмосферите на далечните светови често се сезонски: како што објектот се приближува кон Сонцето по неговата елиптична орбита, мразот може да сублимира во гас, формирајќи привремена атмосфера; како што се оддалечува, гасот се замрзнува назад на површината.
Хаумеа, со својата површина од воден мраз и посебни карактеристики, исто така не е познато дека има значајна атмосфера. Ова покажува дека „семејствата“ на џуџестите планети не се секогаш хомогени; секое има посебна термичка историја, удари и површинска еволуција.
Улогата на Хаумеа и Макемаке во модерната планетарна наука
Проучувањето на Хаумеа и Макемаке им помага на астрономите да одговорат на некои фундаментални прашања:
1. Како се формираат планетите?
Објектите од Кајперовиот појас се остатоци од материјалот што ги формирал планетите. Нивниот состав помага да се реконструираат условите на раниот Сончев систем.
2. Колку често се случуваат големи судири во надворешниот Сончев Систем?
Ѕвезденото семејство на Хаумеа укажува на голем удар способен за деформирање, ротирање и создавање фрагменти.
3. Како еволуира површината на леден објект?
Метанот и сложените соединенија на Макемаке, како и доминантниот воден мраз на Хаумеа, даваат индиции за обработка на зрачење и долгорочни хемиски промени.
4. Како е под влијание на орбиталната динамика миграцијата на џиновските планети?
Орбитите на објектите од Кајперовиот појас ја одразуваат историјата на миграцијата на Нептун и долгорочните гравитациски интеракции.
Предизвици на набљудување и иднината на истражувањето
Поради нивната голема оддалеченост, Хаумеа и Макемаке се тешки за детално проучување. Повеќето податоци доаѓаат од големи телескопи на Земјата, инфрацрвени набљудувања и методи како што е ѕвезденото окултирање - кога објект поминува пред ѕвезда и моментално ја блокира нејзината светлина. Техниките на окултација помогнаа да се измери големината, обликот на Хаумеа, па дури и да се детектираат прстени.
Гледајќи напред, новите генерации на телескопи и потенцијалните вселенски мисии до Кајперовиот појас би можеле да го продлабочат нашето разбирање. Ако прелет како „Нови хоризонти“ некогаш посети објект со големина на Макемаке или Хаумеа, деталите за неговата површина, геологија и внатрешна структура би можеле да бидат откриени многу појасно.
Затворање
Хаумеа и Макемаке се моќни примери за тоа како Сончевиот систем е повеќе од само осум главни планети. Во темните, студени периферии, овие џуџести планети се неми сведоци за раните фази од формирањето на Сончевиот систем. Хаумеа плени со својата необична форма, брза ротација, прстени и семејство фрагменти. Макемаке е интригантна по својата светлина и уникатен состав на метански мраз. И двете го збогатуваат разбирањето на астрономијата за динамиката, хемијата и еволутивната историја на малите тела во надворешниот Сончев систем - регион кој содржи многу одговори за потеклото на нашиот сопствен свет.
