Эрис в Солнечной системе
Эрис — один из самых интригующих объектов современной Солнечной системы, не из-за своих огромных размеров, а из-за своей роли в революционизации классификации планет. С момента своего открытия в начале XXI века Эрис находится в центре научных дискуссий, в конечном итоге приведя к новому определению планеты. Несмотря на то, что она далека, холодна и тускла, Эрис хранит в себе огромное количество информации о внешних областях Солнечной системы и процессах, которые её сформировали. В этой статье рассматривается, что такое Эрис, где она расположена, как была обнаружена, её физические характеристики, орбита и почему она так важна в истории астрономии.
Открытие Эрис и споры о классификации
Эрис была обнаружена в 2005 году группой астрономов под руководством Майка Брауна, Чада Трухильо и Дэвида Рабиновица. Это открытие было сделано с использованием данных наблюдений из Паломарской обсерватории в Калифорнии. В то время объект, позже названный Эрис, выглядел как небольшой, медленно движущийся объект на фоне звезд — типичный для далеких объектов во внешней части Солнечной системы.
Эрис мгновенно прославилась благодаря своим видимым размерам, сравнимым с Плутоном и даже считавшимся его большим. В то время Плутон всё ещё считался девятой планетой. Если бы был обнаружен новый объект примерно такого же размера, как Плутон (или больше), возник бы важный вопрос: следует ли считать Эрис тоже планетой? Если да, то это, вероятно, привело бы к открытию множества других «новых планет» в поясе Койпера и за его пределами. Эта дискуссия в конечном итоге побудила Международный астрономический союз (IAU) в 2006 году сформулировать более строгое определение планеты.
В результате Плутон перестал классифицироваться как планета и стал называться «карликовой планетой». Эрис также попала в эту категорию. Другими словами, Эрис стала одной из главных причин официального изменения классификации Солнечной системы.
Положение Эрис: Далеко расположенный мир на краю Солнечной системы
Эрис расположена очень далеко от Солнца и принадлежит к группе транснептуновых объектов (ТНО), орбиты которых лежат за пределами орбиты Нептуна. Более конкретно, Эрис обычно ассоциируется с «рассеянным диском» — областью, содержащей объекты с эксцентричными и наклонными орбитами, которые, как считается, находились под влиянием гравитации Нептуна в ранней Солнечной системе.
Расстояние Эрис от Солнца сильно меняется из-за её эллиптической орбиты. В ближайшей точке (перигелии) она находится примерно в 38 астрономических единицах (а.е.) от Солнца — примерно на среднем расстоянии Плутона. Однако в самой дальней точке (афелии) Эрис может достигать расстояния около 97 а.е. Для сравнения, 1 а.е. — это среднее расстояние между Землёй и Солнцем, около 150 миллионов километров. Это означает, что в любой момент времени Эрис может находиться почти в 100 раз дальше от Солнца, чем Земля.
Из-за своего большого расстояния Эрис чрезвычайно холодна и получает очень мало солнечного света. Неудивительно, что для её наблюдения требуются большие телескопы и тщательный анализ.
Размер, масса и состав
Эрис — крупнейшая (или одна из крупнейших) карликовых планет по массе. Её диаметр составляет около 2.300 километров (современные оценки немного различаются в зависимости от методов измерения). По размеру она очень близка к Плутону, хотя известно, что Плутон немного больше по диаметру, а Эрис превосходит его по массе из-за большей плотности.
Масса Эрис примерно на 27% больше массы Плутона. Относительно высокая плотность Эрис указывает на то, что она, вероятно, состоит из смеси горных пород и льда, со значительной долей горных пород. Это интересно, поскольку демонстрирует иную дифференциацию, или уплотнение, материала, чем у некоторых других небольших ледяных тел во внешней части Солнечной системы.
Поверхность Эрис обладает высокой отражательной способностью (высоким альбедо), что указывает на наличие яркого ледяного слоя. Спектральные наблюдения указывают на присутствие замерзшего метанового льда на поверхности, аналогично Плутону. Однако Эрис кажется ярче Плутона, что может свидетельствовать о том, что ее поверхность в большей степени покрыта свежим льдом или имеет другую атмосферную динамику.
Уникальная орбита и очень длительное время вращения.
Эрис совершает оборот вокруг Солнца примерно за 557 земных лет. Это означает, что с момента начала промышленной революции и до наших дней Эрис не прошла и половины своего оборота. Это напоминает нам о том, насколько медленна динамика объектов во внешней части Солнечной системы.
Орбита Эрис также сильно наклонена (примерно на 44 градуса к плоскости эклиптики). Большинство крупных планет вращаются в относительно подобных плоскостях, поскольку они образовались из плоского протопланетного диска. Большой наклон орбиты Эрис предполагает «сильную» гравитационную историю — возможно, результат взаимодействия с Нептуном или другим крупным телом в ранней Солнечной системе. Эта эксцентричная, наклоненная орбита типична для объектов, образовавшихся из рассеянных дисков.
Луна Эрис: Дисномия
У Эрис есть один известный естественный спутник, Дисномия. Этот спутник был обнаружен вскоре после Эрис. Существование спутника имеет решающее значение, поскольку позволяет ученым более точно рассчитать массу Эрис, анализируя орбиту Дисномии.
Название «Дисномия» происходит из греческой мифологии и связано с Эрис, богиней раздора. Этот выбор кажется уместным, учитывая роль Эрис в научном споре об определении планеты. Сама Дисномия меньше и намного тусклее Эрис, но имеет важное значение для изучения динамики системы Эрис.
Атмосфера: есть она или нет?
Один из интригующих вопросов, касающихся Эрис, — есть ли у неё атмосфера. На Плутоне тонкая атмосфера на основе азота может образовываться при сублимации азота и метана на поверхности по мере приближения к Солнцу. Эрис же, из-за своей далёкой и чрезвычайно холодной орбиты, вероятно, имеет очень слабую атмосферу или даже замерзает на своей поверхности при достижении афелия.
Некоторые модели предполагают, что у Эрис могла быть временная тонкая атмосфера, когда она находилась ближе к Солнцу, но этот период очень велик и охватывает сотни лет. Атмосферные условия (если таковые имелись) вероятно, менялись очень медленно по мере изменения расстояния от Солнца.
Почему Эрис важна?
Эрис важна как минимум по трем основным причинам. Во-первых, она расширяет наше понимание популяции крупных объектов во внешней части Солнечной системы. Ее существование предполагает, что Плутон — не единственное крупное тело за пределами Нептуна, и что Солнечная система имеет более разнообразный «каталог» членов, чем считалось ранее.
Во-вторых, Эрис послужила катализатором для современного определения планеты. Согласно определению Международного астрономического союза (IAU, 2006 г.), планета должна (1) вращаться вокруг Солнца, (2) быть достаточно массивной, чтобы иметь почти сферическую форму (гидростатическую) и (3) «очистить свою орбитальную окрестность» от других объектов. Эрис соответствует первым двум требованиям, но не третьему, поскольку делит свою орбиту со многими другими транснептуновыми объектами. Поэтому Эрис классифицируется как карликовая планета, наряду с Плутоном, Хаумеа и Макемаке.
Во-третьих, Эрис помогает ученым проверять теории о формировании Солнечной системы. Ее экстремальная орбита, состав и связь с рассеянным диском дают важные подсказки о миграции гигантских планет в ранние времена. Многие модели предполагают, что Нептун когда-то мигрировал наружу, отбрасывая и рассеивая более мелкие объекты на более эксцентричные орбиты — возможно, включая и Эрис.
Будущее исследований Eris
До настоящего времени Эрис ни разу не посещалась космическим зондом. Информация о ней по-прежнему в основном получена с помощью телескопов, включая космические телескопы и крупные обсерватории на Земле. Однако по мере развития технологий Эрис может стать целью будущих миссий, особенно учитывая, что это важный пример далекого ледяного мира, который может отражать условия ранней Солнечной системы.
Дальнейшее изучение Эрис — например, более точные измерения состава ее поверхности, сезонных изменений или деталей ее формы и вращения — поможет нам понять, как эволюционируют объекты на окраинах Солнечной системы.
обложка
Эрис — далёкая, холодная и загадочная карликовая планета, но её влияние на современную астрономию огромно. От её открытия, которое послужило толчком к переосмыслению понятия планет, до её экстремальных орбитальных характеристик и яркой ледяной поверхности, Эрис символизирует, что Солнечная система всё ещё хранит множество сюрпризов. Изучение Эрис — это не просто исследование одного маленького, далёкого объекта, а понимание долгой и сложной истории формирования Солнечной системы — истории, которая продолжает развиваться с новыми открытиями.
