| ||||
Opt planete [a] ale sistemului solar:
Mercur , Venus , Pământ , Marte
Jupiter și Saturn ( giganți gazosi )
Uranus și Neptun ( giganți de gheață )
Planetele sunt afișate în ordinea distanței lor de la Soare. Dimensiunile nu sunt la scară. |
Planetă ( greaca veche πλανήτης , o formă alternativă a greacii antice πλάνης - „rătăcitor”) - un corp ceresc care orbitează în jurul unei stele sau a rămășițelor acesteia , suficient de masiv pentru a deveni rotunjit sub influența propriei gravitații , dar nu suficient de masiv pentru începutul unei reacții termonucleare și a reușit să curețe vecinătatea orbitei sale de planetezimale [a] [1] [2] .
Grecii au numit planetele ( greaca veche πλανήτης , din altă greacă πλάνης - „rătăcitor”) așa-numitele. „stele rătăcitoare” [3] . În multe culturi timpurii, planetele erau privite ca purtătoare a principiului divin, sau cel puțin a statutului de emisari divini . Pe măsură ce știința s-a dezvoltat, ideile despre planete s-au schimbat în mare măsură datorită descoperirii de noi obiecte și descoperirii diferențelor dintre ele.
În înțelegerea oamenilor de știință din epoca ptolemaică , planetele se învârteau în jurul Pământului pe orbite perfect circulare . Ideea contrariului - că de fapt Pământul, ca și alte planete, se învârte în jurul Soarelui - a fost prezentată de mai multe ori, dar abia în secolul al XVII-lea a fost susținută de rezultatele observațiilor lui Tycho Brahe , obținute. chiar înainte de apariţia primelor telescoape realizate de Galileo Galilei . Printr-o analiză atentă a datelor, Johannes Kepler a descoperit că orbitele planetelor nu sunt circulare, ci eliptice . Pe măsură ce instrumentele de observație s-au îmbunătățit, astronomii au descoperit că, la fel ca Pământul, planetele se rotesc în jurul unei axe înclinate față de planul orbitei lor și au caracteristici inerente Pământului precum schimbarea anotimpurilor. Odată cu începutul erei spațiale, observațiile apropiate au făcut posibilă detectarea activității vulcanice, proceselor tectonice, uraganelor și chiar prezenței apei pe alte planete ale sistemului solar.
Planetele pot fi împărțite în două clase principale: planete gigantice mari, cu densitate scăzută și planete mai mici asemănătoare pământului , având o suprafață solidă. După cum este definit de Uniunea Astronomică Internațională , există 8 planete în sistemul solar . În ordinea distanței de la Soare - patru asemănătoare pământului: Mercur , Venus , Pământ , Marte , apoi patru planete gigantice: Jupiter , Saturn , Uranus și Neptun . Există, de asemenea, cel puțin 5 planete pitice în Sistemul Solar : Pluto ( considerată a noua planetă până în 2006 ), Makemake , Haumea , Eris și Ceres . Cu excepția lui Mercur și Venus, fiecare dintre planete are cel puțin o lună.
Din 1992 , odată cu descoperirea a sute de planete în jurul altor stele, numite exoplanete , a devenit clar că planetele pot fi găsite peste tot în Galaxie și au multe în comun cu planetele sistemului solar. În 2006, Uniunea Astronomică Internațională a dat o nouă definiție a planetei , care a provocat atât aprobarea, cât și criticile comunității științifice, pe care unii oameni de știință le continuă până în prezent.
Începând cu 16 iunie 2022, existența a 5098 exoplanete în 3770 de sisteme planetare a fost confirmată în mod fiabil , dintre care 825 au mai mult de o planetă [4] . Exoplanetele cunoscute variază în mărime de la planete terestre la planete mai mari decât cele gigantice [5] .
Prima descoperire confirmată a unei exoplanete pe orbită în jurul unei stele din secvența principală a avut loc pe 6 octombrie 1995 , când Michel Mayor și Didier Queloz de la Universitatea din Geneva au anunțat descoperirea unei planete în jurul lui 51 Pegasi . Masa celor mai cunoscute exoplanete este comparabilă cu masa lui Jupiter sau chiar mai mult (uneori de multe ori), dar sunt cunoscute și altele mai mici [5] . Cele mai mici exoplanete descoperite până acum au fost găsite în jurul unui pulsar (rămășița unei stele) sub denumirea PSR 1257+12 [6] . Există cel puțin o duzină de exoplanete cunoscute între 10 și 20 de mase Pământului [5] , precum cele care orbitează Mu Altar , 55 Cancer și GJ 436 [7] . Aceste planete sunt uneori numite „Neptuni” deoarece sunt apropiate ca masă de Neptun (17 Pământuri) [8] . O altă categorie de exoplanete este numită „ super- Pământuri ” – posibil lumi asemănătoare Pământului, mai mari decât Pământul, dar mai mici decât Uranus sau Neptun. În prezent, sunt cunoscute aproximativ 20 de super-Pământuri posibile, inclusiv: Gliese 876 d (aproximativ 6 mase Pământului) [9] , OGLE-2005-BLG-390L b și MOA-2007-BLG-192L b , lumi reci și înghețate descoperite folosind microlensing gravitațional [10] [11] , COROT-7b , cu un diametru de aproximativ 1,7 Pământuri (făcându-l cel mai mic super-Pământ cunoscut), dar cu o rază orbitală de 0,02 UA, ceea ce este probabil, înseamnă prezența unei suprafață topită cu o temperatură de aproximativ 1000-1500 °C [12] , și cinci dintre cele șase planete aflate pe orbită în jurul piticii roșii vecine Gliese 581 . Exoplaneta Gliese 581 d este de aproximativ 7,7 ori mai masivă decât Pământul [13] , iar Gliese 581 c este de 5 ori mai masivă și inițial se credea că este prima exoplanetă asemănătoare Pământului situată în zona locuibilă [14] . Cu toate acestea, observații mai detaliate au făcut posibilă stabilirea faptului că planeta este prea aproape de stea pentru a fi locuibilă. Cea mai îndepărtată planetă din sistem, Gliese 581 d, ar putea fi viabilă, dar acest lucru este posibil doar dacă există suficiente gaze cu efect de seră în atmosfera sa care pot ridica temperatura la valori adecvate [15] .
Nu este încă pe deplin clar dacă exoplanetele descoperite seamănă cu giganții gazoase și planetele terestre ale sistemului solar sau dacă nu sunt destul de asemănătoare, iar unele dintre ele aparțin unor tipuri teoretice până acum, cum ar fi giganții de amoniac sau planetele de carbon . În special, multe exoplanete descoperite recent, cunoscute sub numele de Jupiteri fierbinți , orbitează extrem de aproape de stelele lor părinte, pe orbite aproape circulare. Prin urmare, ei primesc mult mai multă radiație stelară decât giganții gazoși din sistemul solar, ceea ce pune sub semnul întrebării apartenența lor la același tip. Există, de asemenea, o subclasă de Jupiteri fierbinți numite planete htonice , care au orbit stelele lor părinte atât de aproape încât radiațiile stelare le-au aruncat atmosfera. În ciuda faptului că mulți Jupiteri fierbinți sunt în curs de a-și pierde atmosfera, până acum nu au fost găsite planete htonice confirmate [16] .
Date de observație mai detaliate despre exoplanete necesită o nouă generație de instrumente, inclusiv telescoape spațiale . COROT caută în prezent exoplanete pe baza observațiilor privind modificările luminozității stelare cauzate de tranzitele exoplanetelor . Multe proiecte recente implică crearea de telescoape spațiale pentru a căuta exoplanete comparabile ca dimensiune și masă cu Pământul. Primul dintre acestea a fost deja implementat de NASA : Kepler este primul telescop conceput special pentru acest scop. Proiectele Terrestrial Planet Finder , Space Interferometry Mission și PEGASE nu au încă o dată exactă de implementare . New Worlds Mission poate funcționa împreună cu „ James Webb ”. Cu toate acestea, programul de finanțare pentru multe dintre aceste proiecte nu a fost încă aprobat. În 2007, a fost obținută prima analiză spectrală a exoplanetelor ( HD 209458 b și HD 189733 b ) [17] [18] . Prezența unui număr suficient de planete asemănătoare Pământului, conform ecuației Drake , crește probabilitatea existenței unor civilizații comunicative inteligente [19] .
Obiecte de masă planetarăUn obiect cu masă planetară , OPM sau planemo este un corp ceresc a cărui masă îi permite să se încadreze în intervalul de definire a planetei, adică masa sa este mai mare decât cea a corpurilor mici , dar insuficientă pentru a începe o reacție termonucleară în imaginea și asemănarea lui. o pitică brună sau o stea . Conceptul de OPM este mai larg decât conceptul de planetă. Acoperă nu numai planete, ci și alte obiecte - de exemplu, planete aflate în „plutire liberă” care nu orbitează în jurul stelelor, care pot fi „planete orfane” care și-au părăsit sistemul sau obiecte care au apărut în timpul prăbușirii unui nor de gaz - în loc de acreția tipică pentru majoritatea planetelor, de pe discul protoplanetar (denumite în mod obișnuit pitici submaronii ).
Planetă orfanăUnele modele computerizate ale formării stelelor și sistemelor planetare arată că anumite „obiecte cu masă planetară” își pot părăsi sistemul și scăpa în spațiul interstelar [20] . Unii oameni de știință au susținut că astfel de obiecte au fost deja găsite rătăcind liber în spațiu și ar trebui clasificate drept planete, deși alții au sugerat că ar putea fi și stele de masă mică [21] [22] .
Pitici subbruniiOdată cu prăbușirea gravitațională a unui nor de gaz, se pot forma nu numai stele, ci și obiecte mai mici. Obiectele de masă planetară formate în acest fel sunt numite pitici submaronii. Piticii submaronii ar putea pluti liber, poate Cha 110913-773444 sau orbitează în jurul unui obiect mai mare, poate 2MASS J04414489+2301513 .
Pentru o scurtă perioadă în 2006, astronomii au crezut că au găsit un binar al unor astfel de obiecte, Oph 162225-240515 , pe care cercetătorii le-au descris drept „ planemos ” sau „obiecte cu masă planetară”. Cu toate acestea, analize suplimentare au arătat că masele lor sunt cel mai probabil mai mari de 13 mase Jupiter, ceea ce le face un sistem de pitice maro [23] [24] [25] .
Planete satelit și planete de centurăUnii sateliți mari au dimensiuni similare cu planeta Mercur sau chiar o depășesc. De exemplu, sateliții galileeni și Titan . Alan Stern susține că definiția unei planete ar trebui să se bazeze doar pe caracteristicile geofizice și nu ar trebui să le privească pe cele orbitale. El propune termenul de planetă satelit pentru un obiect de dimensiunea unei planete care orbitează în jurul unei alte planete. În mod similar, obiectele de mărimea unei planete din Centura de asteroizi sau Centura Kuiper pot fi considerate și ele planete conform lui Stern [26] . Același termen este sugerat de Vladimir Surdin [27] .
Teoria mișcării planetare pe orbită a fost descoperită și dezvoltată de Albert Serindor-Kapensky Jr.
Conform definiției moderne, toate planetele se învârt în jurul stelelor, ceea ce privează statutul planetar de orice potențiale „ planete singuratice ”. În sistemul solar, toate planetele se învârt pe orbitele lor în aceeași direcție în care se rotește Soarele (în sens invers acelor de ceasornic când sunt privite de la polul nord al soarelui). Dar cel puțin o exoplanetă, WASP-17b , orbitează în jurul stelei în direcția opusă rotației sale [28] . Perioada în care o planetă se învârte în jurul unei stele se numește sideral sau an [29] . Anul planetar depinde în mare măsură de distanța planetei de stea; cu cât planeta este mai departe de stea, cu atât este mai mare distanța pe care trebuie să o parcurgă și cu atât se mișcă mai încet, deoarece este mai puțin afectată de gravitația stelei. Deoarece nicio orbită nu este perfect circulară, distanța dintre o stea și o planetă pe o orbită se modifică pe parcursul unei perioade siderale. Punctul de pe orbită în care planeta este cea mai apropiată de stea se numește periastron (în sistemul solar - periheliu ), iar cel mai îndepărtat punct al orbitei se numește apoaster (în sistemul solar - afeliu ). Din moment ce planeta se apropie de stea în periastron, energia potențială a interacțiunii gravitaționale se transformă în energie cinetică, iar viteza acesteia crește (la fel cum o piatră aruncată sus accelerează, apropiindu-se de pământ), iar când planeta se află în apoaster, viteza ei crește. scade (tot așa piatra aruncată în sus încetinește în punctul de sus al zborului) [30] .
Orbita oricărei planete este determinată de mai multe elemente :
Planetele au o înclinare diferită a axei de rotație față de planul orbitei. Prin urmare, cantitatea de lumină primită de una sau alta emisferă variază pe parcursul anului. Asociat cu acesta este ciclul schimbărilor climatice - schimbarea anotimpurilor (anotimpurilor). Momentul în care una dintre emisfere este cel mai bine sau cel mai prost iluminată de Soare se numește solstițiu . Se întâmplă de două ori pe an. Acel solstițiu, în care această emisferă a planetei este cel mai bine iluminată, se numește vară, iar a doua - iarnă.
Înclinarea axială a lui Jupiter este extrem de scăzută și variația sezonieră este minimă acolo; Uranus , pe de altă parte, are o înclinare axială atât de mare încât practic „stă întins pe o parte”, iar una dintre emisferele sale este fie constant sub lumina soarelui, fie constant în întuneric în timpul solstițiilor [36] . În ceea ce privește exoplanetele, înclinările lor axiale nu sunt cunoscute cu siguranță, totuși, majoritatea „jupiterilor fierbinți” par să aibă înclinări extrem de scăzute ca urmare a apropierii lor de stea [37] .
RotirePe lângă faptul că planetele se învârt pe orbita lor în jurul stelei, ele se rotesc și în jurul axei lor. Perioada de rotație a unei planete în jurul axei sale este cunoscută ca zi . Majoritatea planetelor din sistemul solar se rotesc în jurul axei lor în aceeași direcție în care se învârt în jurul soarelui (în sens invers acelor de ceasornic, văzute de la polul nord al soarelui). Excepții sunt Venus, care se rotește în sensul acelor de ceasornic, [38] și Uranus [39] , a cărui înclinare axială extremă dă naștere la dispute asupra cărui pol este considerat sud și care nord și dacă se rotește în sens invers acelor de ceasornic sau în sensul acelor de ceasornic [40] . Cu toate acestea, în orice caz, rotația lui Uranus este retrogradă față de orbita sa.
Rotația planetei poate fi cauzată de mai mulți factori în stadiul de formare. Inițial , momentul unghiular poate fi stabilit de momentele unghiulare individuale ale obiectelor care se acumulează în stadiile incipiente ale formării planetei. Acreția de gaz de către giganții gazoși poate contribui, de asemenea, la stabilirea momentului unghiular al planetei. În cele din urmă, chiar și în ultimele etape ale formării planetei, un impact puternic accidental poate schimba în mod imprevizibil poziția axei acesteia [41] . Durata unei zile pe diferite planete este foarte diferită: dacă Venus are nevoie de 243 de zile pământești pentru o revoluție în jurul axei sale, atunci mai multe ore sunt suficiente pentru giganții gazosi [42] . Perioada de rotație pentru exoplanete nu este cunoscută. Totuși, locația apropiată a lui Jupiter fierbinte de stele înseamnă că noaptea veșnică domnește pe o parte a planetei, iar ziua eternă pe cealaltă (orbita și rotația sunt sincronizate ) [43] .
„Orbită curată”Una dintre componentele definiției planetei este vecinătatea orbitei, curată de alte obiecte. O planetă care și-a curățat împrejurimile a acumulat suficientă masă pentru a colecta sau, dimpotrivă, a dispersa toate planetezimale de pe orbita sa. Adică, planeta orbitează în jurul stelei sale în mod izolat (cu excepția sateliților și a troienilor săi ) și nu își împarte orbita cu multe obiecte de dimensiuni similare. Acest criteriu pentru statutul planetei a fost propus de IAU în august 2006 . Acest criteriu privează astfel de corpuri ale Sistemului Solar precum Pluto , Eris și Ceres de statutul de planetă clasică, referindu-le la planete pitice [1] . În ciuda faptului că acest criteriu se aplică până acum doar planetelor Sistemului Solar, o serie de sisteme stelare tinere care se află în stadiul unui disc protoplanetar au semne de „orbite curate” pentru protoplanete [44] .
Conform definiției actuale a IAU a planetei, există opt planete clasice și cinci planete pitice în sistemul solar [45] . În ordinea creșterii distanței față de Soare, planetele clasice sunt aranjate după cum urmează:
Jupiter este cel mai mare - masa sa este de 318 Pământ. Mercur este cel mai mic, cu o masă de numai 0,055 din cea a Pământului. De asemenea, este posibilă existența unei alte planete a IX-a în afara orbitei lui Neptun. Planetele sistemului solar pot fi împărțite în 3 grupuri în funcție de caracteristicile și compoziția lor:
Nume | Diametrul ecuatorial [a] |
Greutate [a] | Raza orbitală [a] |
Perioada orbitală (ani) [a] |
Înclinație față de ecuatorul solar (°) |
Excentricitatea orbitală |
Perioada de rotație (zile) |
Sateliți [c] | Inele | Atmosfera | data deschiderii | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Grupul Pământului | Mercur | 0,382 | 0,06 | 0,39 | 0,24 | 3.38 | 0,206 | 58,64 | 0 | Nu | minim | |
Venus | 0,949 | 0,82 | 0,72 | 0,62 | 3,86 | 0,007 | −243,02 | 0 | Nu | CO2 , N2 _ _ | ||
Pământ [b] | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 7.25 | 0,017 | 1.00 | unu | Nu | N2 , O2 _ _ | ||
Marte | 0,532 | 0,11 | 1,52 | 1,88 | 5,65 | 0,093 | 1.03 | 2 | Nu | CO2 , N2 _ | ||
giganții gazoși | Jupiter | 11.209 | 317,8 | 5.20 | 11.86 | 6.09 | 0,048 | 0,41 | 67 | da | H2 , El _ | |
Saturn | 9.449 | 95,2 | 9.54 | 29.46 | 5.51 | 0,054 | 0,43 | 62 | da | H2 , El | ||
Uranus | 4.007 | 14.6 | 19.22 | 84.01 | 6.48 | 0,047 | −0,72 | 27 | da | H2 , El | 13 martie 1781 [47] | |
Neptun | 3.883 | 17.2 | 30.06 | 164,8 | 6.43 | 0,009 | 0,67 | paisprezece | da | H2 , El | 23 septembrie 1846 [48] | |
planete pitice | ||||||||||||
Ceres | 0,08 | 0,0002 | 2,5—3,0 | 4,60 | 10.59 | 0,080 | 0,38 | 0 | Nu | Nu | 1 ianuarie 1801 [49] | |
Pluton | 0,19 | 0,0022 | 29,7—49,3 | 248.09 | 17.14 | 0,249 | −6,39 | 5 | Nu | temporar | 18 februarie 1930 [50] | |
Haumea | 0,37×0,16 | 0,0007 | 35,2—51,5 | 282,76 | 28.19 | 0,189 | 0,16 | 2 | Nu | Nu | 28 decembrie 2004 (neoficial) [51] , 29 iulie 2005 [52] | |
Makemake | ~0,12 | 0,0007 | 38,5—53,1 | 309,88 | 28.96 | 0,159 | ? | unu | Nu | Nu | 31 martie 2005 [53] | |
Eris | 0,19 | 0,0025 | 37,8-97,6 | 558,0 | 44.19 | 0,442 | ~0,3 | unu | Nu | Nu | 5 ianuarie 2005 [54] | |
a Relativ cu Pământul b ConsultațiEarthpentru date exacte c Jupiter are mai multe luni cunoscute decât orice altă planetă din sistemul solar (67)[55] d La fel ca în cazul lui Pluto aproape de periheliu, apare o atmosferă temporară. |
Încă nu este clar ce procese au loc în timpul formării planetelor și care dintre ele domină. Rezumând datele observaționale, putem afirma doar că [56] :
Punctul de plecare al tuturor discuțiilor despre calea formării planetei este discul de gaz și praf (protoplanetar) din jurul stelei în formare. Există două tipuri de scenarii despre cum au ieșit planetele din ea [57] :
Formarea planetei se oprește în cele din urmă atunci când reacțiile nucleare sunt aprinse într-o stea tânără și aceasta dispersează discul protoplanetar datorită presiunii vântului solar, efectului Poynting-Robertson și altele [58] .
Scenariul de acrețieÎn primul rând, primele planetozimale se formează din praf. Există două ipoteze despre cum se întâmplă acest lucru:
Pe măsură ce cresc, apar planetozimale dominante, care mai târziu vor deveni protoplanete. Calculul ratelor lor de creștere este destul de divers. Cu toate acestea, ele se bazează pe ecuația Safronov:
,
unde R este dimensiunea corpului, a este raza orbitei sale, M * este masa stelei, Σ p este densitatea suprafeței regiunii planetozimale și F G este așa-numitul parametru de focalizare, care este cheia acestei ecuații; este determinată diferit pentru diferite situații. Astfel de corpuri pot crește nu la infinit, ci exact până în momentul în care există planetozimale mici în apropierea lor, masa limită (așa-numita masă de izolare) se dovedește apoi a fi:
În condiții tipice, variază de la 0,01 la 0,1 M 🜨 - aceasta este deja o protoplanetă. Dezvoltarea ulterioară a protoplanetei poate urma următoarele scenarii, dintre care unul duce la formarea de planete cu o suprafață solidă, celălalt la giganți gazosi.
În primul caz, corpurile cu o masă izolată într-un fel sau altul măresc excentricitatea și orbitele lor se intersectează. În cursul unei serii de absorbții de protoplanete mai mici, se formează planete similare Pământului.
O planetă gigantică se poate forma dacă o mulțime de gaz de pe discul protoplanetar rămâne în jurul protoplanetei. Apoi acumularea începe să joace rolul principal al procesului de creștere suplimentară a masei. Sistemul complet de ecuații care descrie acest proces:
(unu)
(2)
(3)
Semnificația ecuațiilor scrise este următoarea (1) — se presupune simetria sferică și omogenitatea protoplanetei, (2) se presupune că are loc echilibrul hidrostatic, (3) Încălzirea are loc în timpul unei coliziuni cu planetozimale, iar răcirea are loc numai datorita radiatiilor. (4) sunt ecuațiile de stare a gazului.
Creșterea nucleului viitoarei planete gigant continuă până la M~10 🜨 [57] Aproximativ în această etapă, echilibrul hidrostatic este perturbat. Din acel moment, toate gazele care se acumulează formează atmosfera planetei gigantice.
Dificultăți ale scenariului de acumularePrimele dificultăți apar în mecanismele de formare a planetozimalelor. O problemă comună pentru ambele ipoteze este problema „barierei metrului”: orice corp dintr-un disc gazos reduce treptat raza orbitei sale, iar la o anumită distanță se va arde pur și simplu. Pentru corpurile cu o dimensiune de ordinul unui metru, viteza unei astfel de derive este cea mai mare, iar timpul caracteristic este mult mai mic decât este necesar pentru ca planetozimalul să-și mărească semnificativ dimensiunea [57] .
În plus, în ipoteza fuziunii, planetozimale lungi de un metru se ciocnesc mai probabil să se prăbușească în numeroase părți mici decât să formeze un singur corp.
Pentru ipoteza formării planetozimale în timpul fragmentării discului, turbulența a fost o problemă clasică. Totuși, posibila sa soluție, și în același timp problema barierei contorului, a fost obținută în lucrări recente. Dacă în primele încercări de soluții problema principală a fost turbulența, atunci în noua abordare această problemă nu există ca atare. Turbulența poate grupa particule solide dense și, împreună cu instabilitatea fluxului, este posibilă formarea unui cluster legat gravitațional, într-un timp mult mai scurt decât timpul necesar ca planetozimale lungi de un metru să se deplaseze spre stea.
A doua problemă este mecanismul de creștere în masă în sine:
Ca și în cazul oricărui obiect autogravitator, instabilitățile se pot dezvolta într-un disc protoplanetar. Această posibilitate a fost luată în considerare pentru prima dată de Toomre în 1981 . S-a dovedit că discul începe să se rupă în inele separate dacă
unde c s este viteza sunetului în discul protoplanetar, k este frecvența epiciclică.
Astăzi, parametrul Q se numește „parametrul Tumre”, iar scenariul în sine se numește instabilitatea Tumre. Timpul necesar pentru ca discul să fie distrus este comparabil cu timpul de răcire a discului și este calculat într-un mod similar cu timpul Helm-Holtz pentru o stea.
Dificultăți în scenariul colapsului gravitaționalNecesită un disc protoplanetar supermasiv.
Una dintre cele mai importante caracteristici ale planetelor este momentul magnetic intern , care creează magnetosfera . Prezența unui câmp magnetic indică faptul că planeta este încă „vie” din punct de vedere geologic. Cu alte cuvinte, în planetele magnetizate, mișcările materialelor conductoare de electricitate situate în adâncurile lor generează un câmp magnetic. Acest câmp modifică semnificativ interacțiunea dintre planetă și vântul solar. O planetă magnetizată creează în jurul ei o regiune numită magnetosferă , prin care vântul solar nu poate pătrunde. Magnetosfera poate fi mult mai mare decât planeta însăși. În schimb, planetele nemagnetizate au doar magnetosfere slabe generate de interacțiunea dintre ionosferă și vântul solar, care nu pot proteja semnificativ planeta [59] .
Din cele opt planete din sistemul solar, doar două nu au practic nicio magnetosferă - acestea sunt Venus și Marte [59] . Pentru comparație, chiar și una dintre lunile lui Jupiter, Ganimede , o are . Dintre planetele magnetizate, magnetosfera lui Mercur este cea mai slabă, abia capabilă să devieze vântul solar . Câmpul magnetic al lui Ganymede este de câteva ori mai puternic, iar cel al lui Jupiter este cel mai puternic din sistemul solar (atât de puternic încât ar putea reprezenta un risc serios pentru viitoarele posibile misiuni cu echipaj uman pe lunile lui Jupiter). Câmpurile magnetice ale altor planete gigantice sunt aproximativ egale ca putere cu cea a pământului, dar momentul lor magnetic este mult mai mare. Câmpurile magnetice ale lui Uranus și Neptun sunt puternic înclinate față de axa de rotație și deplasate față de centrul planetei [59] .
În 2004, o echipă de astronomi din Insulele Hawaii a observat o exoplanetă în jurul stelei HD 179949 , care părea să fi creat o pată solară pe suprafața stelei părinte . Echipa a emis ipoteza că magnetosfera planetei transfera energie pe suprafața stelei, crescând temperaturile într-o anumită regiune a celor deja ridicate 7760 °C cu încă 400 °C [60] .
Toate planetele din sistemul solar au o atmosferă , deoarece masa lor mare și gravitația sunt suficiente pentru a menține gazele aproape de suprafață. Giganții gazosi mari sunt suficient de masivi pentru a menține gazele ușoare precum hidrogenul și heliul aproape de suprafață, în timp ce de pe planete mai mici evadează liber în spațiul cosmic [61] . Compoziția atmosferei Pământului diferă de celelalte planete din sistemul solar printr-un conținut ridicat de oxigen, eliberat de organismele fotosintetice și atât de important pentru toate viețuitoarele [62] . Singura planetă din sistemul solar fără urme semnificative ale unei atmosfere este Mercur, în care a fost aproape complet „înlăturată” de vântul solar [63] .
Atmosfera planetei este influențată de diverse tipuri de energie primită atât de la Soare, cât și din surse interne. Acest lucru duce la fenomene meteorologice destul de dinamice , cum ar fi uraganele (pe Pământ), uneori furtuni de praf care acoperă aproape întreaga planetă (pe Marte) și o furtună anticiclonică de dimensiunea Pământului pe Jupiter ( Marea Pată Roșie ) și „pete” în atmosferă. (pe Neptun) [36] . Pe cel puțin o exoplanetă, HD 189733 b , pe harta de luminozitate a fost văzut un detaliu similar cu Marea Pată Roșie, dar de două ori mai mare [64] .
Jupiters fierbinți își pierd adesea atmosfera în spațiu din cauza radiației stelare, la fel ca o coadă de cometă [65] [66] . Aceste planete pot avea diferențe puternice de temperatură între părțile de zi și de noapte ale planetei, ceea ce dă naștere vântului care sufla cu viteze supersonice [67] . Și deși părțile de noapte și de zi ale HD 189733 b au diferențe puternice între părțile de zi și cele de noapte, atmosfera planetei redistribuie eficient energia stelei în jurul planetei [64] .
Metoda eclipsării sau tranzitului se bazează pe faptul că o planetă poate trece prin fața unei stele și poate eclipsa o mică parte a discului său. Acest lucru este posibil dacă linia vizuală a unui observator terestru se află aproximativ în planul orbitei planetei.
Probabilitatea ca pentru o stea dată să se afle exact așa depinde de raportul dintre diametrul stelei și diametrul orbitei. Pentru planetele apropiate de stele, această valoare este de ordinul a 10%, scăzând cu distanța. Și acesta este primul dezavantaj al acestei metode.
Al doilea este un procent mare de alarme false, care necesită confirmare suplimentară într-un alt mod.
Și al treilea este cerințele crescute privind acuratețea măsurătorilor. Deoarece este necesară rezolvarea problemei inverse a cărei soluție este instabilă în sensul lui Lyapunov [68] .
Cu toate acestea, aceasta este singura metodă prin care este posibil să se determine dimensiunea unghiulară a exoplanetei și, dacă distanța până la aceasta este cunoscută, dimensiunea liniară. În plus, lumina unei stele în timpul unei „eclipse” trece prin atmosferă, ceea ce face posibilă obținerea de date privind compoziția chimică a straturilor superioare din spectru și înțelegerea formei generale a proceselor care au loc acolo.
Din 2012, aceasta a fost cea mai productivă metodă de descoperire a exoplanetelor. Cele mai mari experimente în desfășurare în acest moment sunt Corot , Kepler , OGLE .
Metoda Doppler ( viteze radiale, viteze radiale ) este o metodă de detectare a exoplanetelor , care constă în măsurarea spectrometrică a vitezei radiale a unei stele. O stea care posedă un sistem planetar se va mișca pe propria sa orbită mică ca răspuns la tracțiunea planetei . Aceasta, la rândul său, va duce la o schimbare periodică a vitezei cu care steaua se deplasează spre și departe de Pământ (adică la o schimbare a vitezei radiale a stelei în raport cu Pământul). Această viteză poate fi calculată din deplasarea liniilor spectrale cauzată de efectul Doppler .
Metoda Doppler este potrivită pentru stele de la orice distanță, dar este necesar un raport semnal-zgomot ridicat pentru a obține o precizie ridicată de măsurare și, prin urmare, metoda este de obicei utilizată numai pentru stelele relativ apropiate (până la 160 de ani lumină ). Metoda Doppler facilitează găsirea planetelor masive în apropierea stelelor lor, dar sunt necesare observații pe termen lung pentru a detecta planete la distanțe mari. Planetele cu orbite foarte înclinate produc mai puține vibrații stelare și, prin urmare, sunt mai greu de detectat.
Una dintre caracteristicile definitorii ale unei planete este că masa ei trebuie să fie suficient de mare pentru ca gravitația să o poată aduce într-o stare de echilibru hidrostatic . Prin urmare, toate planetele sunt aproximativ sferice. Obiectele cu masă mică pot avea o formă neregulată, iar dacă masa este suficient de mare, gravitația devine suficient de puternică pentru a face obiectul sferic. Valoarea prag a masei depinde de compoziția chimică a corpului ceresc [69] .
Printre altele, masa este o trăsătură distinctivă importantă a planetelor de stele. Limita superioară de masă a planetei este de 13 mase Jupiter , după care sunt atinse condițiile pentru începerea fuziunii termonucleare . Nu există planete care se apropie de acest prag în sistemul solar. Cu toate acestea, unele exoplanete au o masă chiar sub această linie. Enciclopedia Planetelor Extrasolare enumeră mai multe planete apropiate de această limită: HD 38529 c, AB Pictorial b, HD 162020 b și HD 13189 b. Există mai multe obiecte cu o masă mai mare, dar din moment ce se situează peste limita necesară fuziunii termonucleare, ar trebui clasificate drept pitice brune [5] .
Cea mai mică planetă cunoscută (cu excepția planetelor pitice și a sateliților) este PSR B1257+12 b, una dintre primele exoplanete descoperite ( 1992 ) pe orbită în jurul unui pulsar . Masa planetei este aproximativ jumătate din masa lui Mercur [5] .
Fiecare planetă și-a început existența într-o stare lichidă, fluidă; în primele etape de formare, substanțele mai grele s-au așezat spre centru, în timp ce cele mai ușoare au rămas aproape de suprafață. Prin urmare, fiecare planetă are o diferențiere a interiorului, care se exprimă prin faptul că miezul planetei este acoperit cu o manta , care este sau a fost lichidă. Planetele terestre ascund mantaua sub o crustă densă [70] , în timp ce la giganții gazosi mantaua trece lin în atmosferă. Planetele terestre posedă miezuri formate din substanțe feromagnetice precum fier și nichel , precum și mantale din silicați . Astfel de giganți gazosi precum Jupiter și Saturn au un nucleu de roci și metale înconjurat de o manta de hidrogen metalic [71] . Iar giganții de gheață precum Uranus și Neptun au miezuri de roci și o manta de apă , amoniac , metan și alte gheațe [72] . Mișcarea fluidului în interiorul nucleelor planetelor creează un efect de geodinam care generează un câmp magnetic [70] .
Unele planete sau planete pitice (cum ar fi Jupiter și Saturn, Neptun și Pluto) sunt în rezonanță orbitală între ele sau cu corpuri mai mici (ceea ce este comun și în sistemele de satelit). Toate planetele, cu excepția lui Venus și Mercur , au sateliți naturali , care sunt adesea numiți „luni”. Deci Pământul are un singur satelit natural, Marte are doi, iar planetele gigantice au multe dintre ele. Mulți sateliți ai planetelor gigantice au o serie de caracteristici care îi fac legați de planetele terestre și planetele pitice . Multe dintre ele pot fi chiar examinate pentru prezența vieții (în special Europa ) [73] [74] [75] ).
Cele patru planete gigantice posedă și inele care variază în dimensiune și compoziție. Ele sunt compuse în principal din praf și particule solide, dar pot include și blocuri de piatră de câteva sute de metri de dimensiuni, mici sateliți păstori care formează și mențin structura inelelor. Originea inelelor nu este complet clară, probabil, ele sunt rezultatul distrugerii sateliților care au trecut limita Roche pentru planeta lor și au fost distruși de forțele mareelor [76] [77] .
Niciuna dintre caracteristicile secundare ale exoplanetelor nu a fost studiată. Dar, probabil, pitica submaro Cha 110913-773444 , care este clasificată ca o singură planetă , are un mic disc protoplanetar [21] .
Ideea de planetă a evoluat de-a lungul istoriei, de la stelele divine rătăcitoare ale antichității până la viziunea modernă a acestora ca obiecte astronomice care au apărut în era științifică. Conceptul a fost acum luat mai larg pentru a include nu numai lumi din sistemul solar, ci și în sute de sisteme extrasolare. Ambiguitatea născută din definiția planetei a dus la mari controverse în lumea științifică.
Chiar și în antichitate, astronomii au observat că unele corpuri de iluminat de pe cer s-au deplasat în raport cu alte stele, descriind bucle caracteristice în sfera cerească . Grecii antici numeau aceste luminari „ πλάνητες ἀστέρες ” ( Stele rătăcitoare ) sau pur și simplu „ πλανήτοι ” ( Rătăcitori ) [78] , de la care a derivat cuvântul modern „planetă” [79] [80] . În Grecia, China, Babilon și toate civilizațiile antice [81] [82] era aproape universal faptul că Pământul era în centrul universului și că toate planetele se învârteau în jurul lui. Motivul pentru astfel de idei constă în faptul că anticilor li se părea că planetele și stelele se învârt în jurul Pământului în fiecare zi [83] , și în sentimentul lor că Pământul este solid și stabil, că nu se mișcă, ci este la repaus.
Sumerienii sunt înaintașii babilonienilor, creând una dintre primele civilizații din lume căreia i se atribuie invenția scrisului, încă din anul 1500 î.Hr. e. a găsit cu încredere pe Venus pe cer [84] . Curând după aceea, au găsit cu încredere cealaltă planetă „interioară” Mercur și „exterior” (dincolo de orbita Pământului) Marte , Jupiter și Saturn . Aceste planete au rămas singurele cunoscute până la inventarea telescopului în perioada modernă timpurie [85] .
Prima civilizație care a avut o teorie funcțională a planetelor au fost babilonienii, care au trăit în Mesopotamia în mileniul II și I î.Hr. e. Cel mai vechi text astronomic planetar care a supraviețuit din acea perioadă este tabelele venusiane ale lui Ammi-Tzaduki, datate în secolul al VII-lea î.Hr. e., sunt probabil o copie a celor mai vechi, datând de la începutul mileniului II î.Hr. e [86] . Babilonienii au pus bazele a ceea ce în viitor avea să fie numită „astrologie occidentală” [87] . „ Enuma Anu Enlil ”, scrisă în perioada neo-asiriană în secolul al VII-lea î.Hr. e [88] conține o listă de prevestiri și relația lor cu diverse fenomene astronomice, inclusiv mișcarea planetelor [89] .
Babilonienii foloseau un sistem dual de nume: „științific” și „divin”. Cel mai probabil, ei au fost cei care au venit primii cu ideea de a da planetelor numele zeilor [90] [91] .
Pentru sistemul caldean de planete, vezi rândul caldeean .
Modernitatea | Luna | Mercur | Venus | Soare | Marte | Jupiter | Saturn |
Europa medievală [92] | ☾LVNA | ☿ MERCVRIVS | ♀VENVS | ☉ SOL | ♂ MARTE | ♃ IVPITER | ♄ SATVRNVS |
În Grecia antică a perioadelor pre-elenistice și elenistice timpurii, numele planetelor nu aveau nimic de-a face cu zeitățile: Saturn era numit Faynon , „strălucitor”, Jupiter - Phaeton , Marte - Piroeis , „de foc”; Venus era cunoscută sub numele de Phosphoros , „Vestitorul luminii” (în timpul vizibilității dimineții) și Hesperos (în timpul vizibilității de seară), iar Mercurul care disparea cel mai rapid sub numele de Stilbon .
Dar mai târziu, se pare, grecii au adoptat numele „divine” ale planetelor de la babilonieni, dar le-au refăcut pentru a se potrivi cu panteonul lor. S-a găsit suficientă corespondență între tradițiile de numire greacă și babiloniană pentru a sugera că acestea nu provin separat una de cealaltă [86] . Traducerea nu a fost întotdeauna exactă. De exemplu, babilonianul Nergal este zeul războiului, astfel grecii l-au asociat cu Ares. Dar, spre deosebire de Ares, Nergal era și zeul ciumei, al ciumei și al lumii interlope [94] . Mai târziu, vechii romani, împreună cu cultura și ideile despre lumea din jurul lor, au copiat numele planetelor de la grecii antici. Așa au apărut Jupiter, Saturn, Mercur, Venus și Marte care ne sunt familiare.
Mulți romani au urmat credința, probabil originară din Mesopotamia, dar atingând forma sa finală în Egiptul elenistic, că cei șapte zei după care au fost numite planetele s-au ocupat de schimbările orare ale pământului. Ordinul a început Saturn, Jupiter, Marte, Soare, Venus, Mercur, Luna (de la cel mai îndepărtat la cel mai apropiat) [95] . Prin urmare, prima zi a început cu Saturn (ora 1), a doua zi cu Soarele (ora 25), urmată de Lună (ora 49), apoi Marte, Mercur, Jupiter și Venus. Deoarece fiecare zi a fost numită după zeul cu care a început, acest ordin a supraviețuit în calendarul roman după abolirea ciclului bazat pe nundine - și încă supraviețuiește în multe limbi moderne [96] .
Termenul „planetă” provine din greaca veche πλανήτης , care înseamnă „rătăcitor” – acesta era numele unui obiect care și-a schimbat poziția față de stele. Întrucât, spre deosebire de babilonieni, grecii antici nu acordau importanță predicțiilor, planetele nu au fost inițial interesate în mod deosebit. pitagoreici în secolele al VI-lea și al V-lea î.Hr. e. au dezvoltat propria lor teorie planetară independentă, conform căreia Pământul, Soarele, Luna și planetele se învârt în jurul „Focului Central”, care a fost luat drept centrul teoretic al universului. Pitagora sau Parmenide au fost primii care au identificat „steaua de seară” și „steaua dimineții” ( Venus ) ca fiind unul și același obiect [97] .
În secolul III î.Hr. e. Aristarh din Samos a propus un sistem heliocentric , conform căruia Pământul și alte planete se învârteau în jurul Soarelui. Cu toate acestea, geocentrismul a rămas dominant până la Revoluția științifică . Este posibil ca mecanismul Antikythera să fi fost un computer analog conceput pentru a calcula pozițiile aproximative ale Soarelui, Lunii și planetelor la o dată dată.
Până în secolul I î.Hr. e, în perioada elenistică , grecii au început să-și creeze propriile scheme matematice pentru a prezice poziția planetelor. Babilonienii antici foloseau aritmetica , in timp ce schema grecilor antici se baza pe solutii geometrice . Această abordare a făcut posibil să avansăm mult în explicarea naturii mișcării corpurilor cerești vizibile cu ochiul liber de pe Pământ. Aceste teorii sunt reflectate pe deplin în Almagestul , scris de Ptolemeu în secolul al II-lea d.Hr. e. Dominația modelului ptolemaic a fost atât de completă încât a eclipsat toate lucrările anterioare despre astronomie și a rămas cea mai autorizată lucrare astronomică din lumea occidentală timp de 13 secole [86] [98] . Complexul de legi ale lui Ptolemeu a descris bine caracteristicile orbitelor a 7 planete, care, conform grecilor și romanilor, se învârteau în jurul Pământului . În ordinea creșterii distanței față de Pământ, conform comunității științifice din acea vreme, acestea erau localizate astfel: Luna , Mercur, Venus, Soarele , Marte, Jupiter și Saturn [80] [98] [99] .
În 499, astronomul indian Aryabhata a propus un model planetar care sugerează că planetele se mișcă mai degrabă pe orbite eliptice decât circulare. Modelul lui Aryabhata a inclus și rotația Pământului în jurul axei sale, ceea ce a explicat mișcarea aparentă a stelelor spre vest [100] [101] . Acest model a fost larg acceptat printre astronomii indieni care au trăit și au lucrat mai târziu. Adepții lui Aryabhata au fost deosebit de puternici în India de Sud , unde principiile sale privind rotația zilnică a Pământului, printre altele, au stat la baza unei mase de lucrări bazate pe teoria sa [102] .
În 1500, Neelakanta Somayaji de la școala Kerala , în Tantrasangraha , a revizuit modelul lui Aryabhata [103] [104] . În Aryabhatavahyaz , un comentariu despre Aryabhatya , el a propus un model în care Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn se învârt în jurul Soarelui, care la rândul său se învârte în jurul Pământului. Acest sistem geo-heliocentric amintește de cel propus de Tycho Brahe la sfârșitul secolului al XVI-lea . Majoritatea astronomilor Școlii Kerala i-au adoptat modelul și l-au urmat [103] [104] [105] .
În secolul al XI-lea , Avicenna a observat tranzitul lui Venus și a stabilit că Venus , cel puțin uneori, este mai jos decât Soarele [106] . În secolul al XII-lea, Ibn Baja a observat „două planete ca pete negre pe fața Soarelui”. În secolul al XIII-lea, astronomul maraga Kutbuddin ash-Shirazi a explicat acest fenomen ca tranzite ale lui Mercur și Venus [107] .
În textele în limba rusă, termenul „planetă” a fost găsit încă din secolul al XI-lea, când acest nume sub formă de „planetă” a fost menționat în „ Izbornik of Svyatoslav ” din 1073, unde au fost indicate și corpurile cerești, care au fost numite atunci planete: Slantse ( Soare ), Yermis ( Mercur ), Afrodita ( Venus ), Luna , Aris ( Marte ), Zeus ( Jupiter ), Kronos ( Saturn ) [108] .
Mercur | Venus | Pământ | Marte | Jupiter | Saturn |
Cele cinci planete vizibile cu ochiul liber sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri și au avut un impact semnificativ asupra mitologiei, cosmologiei religioase și astronomiei antice.
Metoda cunoașterii științifice s-a îmbunătățit, iar înțelegerea termenului „planetă” s-a schimbat pe măsură ce acestea se mișcau față de alte corpuri cerești (față de stelele fixe); să le înțelegem ca corpuri care se învârt în jurul Pământului (în orice caz, oamenilor așa li se părea); În secolul al XVI-lea , planetele au început să fie definite ca obiecte care orbitează în jurul Soarelui împreună cu Pământul, când modelul heliocentric al lui Copernic , Galileo și Kepler a câștigat influență în comunitatea științifică. Astfel, Pământul a intrat și el pe lista planetelor, în timp ce Soarele și Luna au fost excluse din aceasta [109] .
În același timp, tradiția de a numi planetele după zei greci sau romani a fost ruptă. Drept urmare, în fiecare limbă Pământul este numit în felul său.
Multe limbi romanice păstrează cuvântul latin Terra (sau variațiile acestuia), adică uscat (opusul mării) [110] . Cu toate acestea, limbile non-romane își folosesc propriile nume. De exemplu, grecii încă păstrează originalul grecesc antic Γή ( Ki sau Yi ); Limbile germanice , inclusiv engleza, folosesc variații ale ertho germanic vechi [111] , așa cum se poate vedea în engleză Earth , germană Erde , olandeză Aarde și scandinavă Jorde .
Culturile non-europene folosesc diferite scheme pentru denumirea planetelor. India folosește un sistem de denumire bazat pe Navagraha , care include cele șapte planete „tradiționale” ( Surya pentru Soare, Chandra pentru Lună și Budha , Shukra , Mangala , Brihaspati și Shani pentru planetele Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn) și nodurile ascendente și descendente ale Lunii Rahu și Ketu . China și alte țări din Asia de Est influențate istoric de China ( Japonia , Coreea și Vietnam ) utilizează un sistem de denumire bazat pe cele Cinci Elemente ( Elemente ): apă (Mercur), Metal (Venus), Foc (Marte), Lemn (Jupiter) și Pământ (Saturn) [96] .
Când primii sateliți ai lui Jupiter și Saturn au fost descoperiți în secolul al XVII-lea , la început au fost numiți atât sateliți, cât și planete - cu toate acestea, în secolul următor cuvântul „satelit” a fost folosit mai des [112] . Până la mijlocul secolului al XIX-lea, numărul de „planete” a crescut rapid, iar comunitatea științifică a dat statutul de planetă oricărui obiect care orbitează strict în jurul Soarelui.
Mercur | Venus | Pământ | Marte | Vesta | Juno | Ceres | Palas | Jupiter | Saturn | Uranus |
La mijlocul secolului al XIX-lea, astronomii au început să realizeze că obiectele pe care le-au descoperit în ultimii 50 de ani (cum ar fi Ceres, Pallas, Juno și Vesta) erau foarte diferite de planetele obișnuite. Sunt situate în aceeași zonă dintre Marte și Jupiter (centura de asteroizi) și au o masă mult mai mică; ca urmare, au fost reclasificați drept „asteroizi”. Planetele au început să fie numite doar corpuri „mari” care se învârt în jurul Soarelui. Nu era nevoie de o definiție formală a planetei, deoarece, în primul rând, a existat un decalaj ascuțit în dimensiune între asteroizii și planetele cunoscuți și, în al doilea rând, fluxul de noi descoperiri de planete părea să se usuce odată cu descoperirea lui Neptun. în 1846 [113] .
Mercur | Venus | Pământ | Marte | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptun |
Pluto a fost descoperit în secolul al XX-lea . Primele observații au indicat că era mai mare decât Pământul [114] , iar obiectul a fost imediat perceput ca a noua planetă. Observații ulterioare au arătat că Pluto este mult mai mic. În 1936 , Raymond Littleton a sugerat că Pluto ar putea fi o lună scăpată a lui Neptun [115] iar în 1964 Fred Lawrence Whipple a sugerat că Pluto este o cometă [116] . Cu toate acestea, deoarece Pluto este mai mare decât toți asteroizii cunoscuți la acea vreme [117] , și-a păstrat statutul până în 2006.
Mercur | Venus | Pământ | Marte | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptun | Pluton |
În 1992, astronomii Alexander Volshchan și Dale Freil au anunțat descoperirea planetelor în jurul unui pulsar , PSR B1257+12 [118] . Se crede că aceasta este prima descoperire de planete în jurul altei stele. Apoi, pe 6 octombrie 1995 , Michel Mayor și Didier Chielo de la Universitatea din Geneva au anunțat prima descoperire de exoplanete în jurul unei stele obișnuite din secvența principală , 51 Pegasus [119] .
Descoperirea exoplanetelor a creat o nouă incertitudine în definiția unei planete: absența unei granițe clare între planete și stele. Multe exoplanete cunoscute sunt de multe ori mai mari decât Jupiter în masă, apropiindu-se de obiecte stelare cunoscute sub numele de „pitici brune” [120] . Piticile brune sunt de obicei considerate stele datorită capacității lor de a arde deuteriu , un izotop greu de hidrogen, într-o reacție termonucleară. Pentru a arde hidrogenul obișnuit, o stea trebuie să aibă o masă de cel puțin 75 de mase de Jupiter și doar 13 mase de Jupiter sunt suficiente pentru a arde deuteriu. Cu toate acestea, deuteriul este un izotop destul de rar, iar majoritatea piticilor maro probabil au rămas fără el cu mult înainte de a fi descoperite, făcându-le imposibil de distins de planetele supermasive [121] .
Mercur | Venus | Pământ | Marte | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptun |
Odată cu descoperirea în a doua jumătate a secolului al XX-lea a unui număr mare de diferite tipuri de obiecte în sistemul solar și a obiectelor mari în jurul altor stele, au început dispute cu privire la ceea ce ar trebui considerat o planetă. Au început dispute specifice dacă o planetă este considerată un obiect care este eliberat din „populația” principală a centurii de asteroizi sau dacă este suficient de mare pentru fuziunea deuteriului .
La sfârșitul anilor 1990 și începutul anilor 2000, a fost confirmată existența centurii Kuiper în regiunea orbitei lui Pluto . Astfel, s-a stabilit că Pluto este doar unul dintre cele mai mari obiecte din această centură, ceea ce i-a determinat pe mulți astronomi să-l priveze de statutul de planetă.
Un număr considerabil de alte obiecte din aceeași centură, cum ar fi Quaoar , Sedna și Eris , au fost anunțate în presa populară drept a zecea planetă, deși nu au primit o recunoaștere științifică largă ca atare. Descoperirea lui Eris din 2005, considerată a fi mai mare și cu 27% mai masivă decât Pluto, a creat necesitatea unei definiții oficiale pentru planetă.
Recunoscând problema, IAU a început să elaboreze o definiție pentru planetă, care a fost finalizată până în 2006. Numărul planetelor din sistemul solar a fost redus la 8 corpuri mari cu o orbită „curată” (Mercur, Venus, Pământ, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun). În plus, a fost identificată o nouă clasă - planetele pitice , care includea trei obiecte (Ceres, Pluto și Eris) [122] .
Definiția unei exoplaneteÎn 2003, Grupul de lucru al Uniunii Astronomice Internaționale (IAU) pentru exoplanete a definit următoarele criterii pentru a face distincția între o planetă și o pitică maro [123] :
Această definiție a devenit populară în rândul astronomilor și chiar a fost publicată în publicații științifice de specialitate [125] . Deși această definiție este temporară, și a servit doar până la adoptarea celei oficiale, ea a câștigat popularitate deoarece nu abordează problema determinării masei de prag inferior pentru planetă [126] și astfel ajută la evitarea contradicțiilor cu privire la obiectele solare. sistem și, totuși, nu comentează starea obiectelor care orbitează piticele maro, cum ar fi 2M1207 b .
Un pitic subbrun este un obiect cu o masă planetară, format în timpul prăbușirii unui nor de gaz (și nu în timpul acreției, ca planetele obișnuite). Această diferență de formare între piticele submaronii și planete nu este în general acceptată; astronomii sunt împărțiți în două tabere în întrebarea dacă să ia în considerare procesul de formare planetară ca un criteriu de clasificare [127] [128] . Unul dintre motivele dezacordului este că deseori este imposibil să ne dăm seama cum s-a format un obiect: de exemplu, o planetă formată prin acumulare își poate părăsi sistemul planetar și poate intra în „plutire liberă”, iar o pitică subbrunie se auto-forma. într-un grup de stele în timpul prăbușirii unui nor de gaz poate fi capturat pe orbită în jurul unei stele.
Ceres | Pluton | Haumea | Makemake | Eris |
13 Masa lui Jupiter este oarecum arbitrară. Nu există o limită ascuțită aici - intensitatea arderii crește fără probleme odată cu masa stelei. În plus, cantitatea de deuteriu implicată în reacții depinde nu numai de masă, ci și de compoziția obiectului - cantitatea de heliu și deuteriu [129] .
Rezoluția IAU 2006Problema limitei inferioare de masă a fost ridicată în 2006 la ședința Adunării Generale a UAI . După dezbateri și o propunere nereușită, adunarea a fost de acord că planeta este [130]
Conform acestei definiții, în sistemul solar există 8 planete. Corpurile care îndeplinesc primele două condiții, dar nu și pe a treia (Pluto, Makemake și Eris) sunt clasificate drept planete pitice , cu excepția cazului în care sunt sateliți ai unei planete. Inițial, IAU a propus o definiție care nu includea punctul (c) și, prin urmare, ar putea exista mai multe planete acum [131] . După multă deliberare, s-a decis prin vot ca astfel de corpuri să fie clasificate drept planete pitice [132] .
Această definiție se bazează pe teoria formării planetare, conform căreia viitoarele planete curăță spațiul din jurul lor de praf, gaz și corpuri mai mici. Potrivit astronomului Stephen Soter [133] :
După votul din 2006, dezbaterea și controversa nu s-au oprit [134] [135] , iar mulți astronomi au spus că nu vor folosi această definiție [136] . O parte a dezbaterii s-a concentrat în jurul punctului (c) (orbita clară) și că obiectele clasificate drept planete pitice ar trebui să facă parte dintr-o definiție mai largă a „planetei”. Conferințele ulterioare IAU pot extinde definiția actuală pentru a include definiția unei exoplanete.
În afara comunității științifice, Pluto a fost cunoscut pe scară largă ca a noua planetă de la descoperirea sa (1930). Descoperirea lui Eris, care a fost mediatizata in mass-media ca fiind descoperirea celei de-a zecea planete, si reclasificarea ulterioara a trei obiecte ca planete pitice, au atras atentia presei si a publicului [137] .
Tabelul de mai jos arată acele corpuri ale sistemului solar care anterior erau considerate planete:
corp | note | |||
---|---|---|---|---|
Stea | planeta pitica | Asteroid | Satelit | |
Soare | Luna | Ele erau considerate în antichitate ca planete în conformitate cu ideile din acea vreme. | ||
Io , Europa , Ganymede și Callisto | Cele mai mari patru luni ale lui Jupiter, cunoscute și sub numele de Galileeni. Ele au fost menționate de Galileo Galilei drept „planete Medici” după patronul lor: familia Medici. | |||
Titan [b] , Iapet [c] , Rhea [c] , Tethys [d] și Dione [d] | Cele mai mari cinci luni ale lui Saturn descoperite de Christian Huygens și Giovanni Domenico Cassini. | |||
Ceres [e] | Pallas , Juno și Vesta | Primii asteroizi cunoscuți descoperiți între 1801 și 1807, înainte de a fi reclasificați în anii 1850 [138] .
Ceres a fost reclasificată drept planetă pitică în 2006. | ||
Astrea , Hebe , Iris , Flora , Metis , Hygiea , Parthenope , Victoria , Egeria , Irene , Eunomia | Asteroizi descoperiți între 1845 și 1851. Creșterea rapidă a numărului de planete a necesitat o reclasificare, care a avut loc în 1854 [139] . | |||
Pluto [f] | Primul obiect trans-neptunian (TNO), descoperit în 1930. În 2006, i s-a renunțat la statutul de planetă și i s-a acordat statutul de planetă pitică. |
Nu aveți nevoie de un telescop pentru a vedea planetele. Majoritatea planetelor din sistemul solar până la Saturn pot fi văzute cu ochiul liber. Dacă observatorul intenționează să distingă cele mai semnificative structuri geologice sau atmosferice de pe suprafața planetelor, atunci va avea nevoie de un telescop cu o optică de bună calitate și un ocular cu contrast ridicat cu un minim de lentile - aceste cerințe sunt îndeplinite de schemele Plössl, oculare ortoscopice și monocentrice, care, printre altele, ajută la evitarea strălucirii . În cele mai multe cazuri, un telescop refractor acromatic cu o deschidere de 150-200 mm va fi suficient pentru observarea planetelor sistemului solar . Poziția planetei pe orbită este de asemenea importantă: toate planetele, cu excepția lui Mercur și Venus, sunt cel mai bine observate la opoziție . De preferință senin, fără ceață și smog , cerul. Pot fi necesare diverse filtre de lumină - sunt speciale pentru fiecare planetă [140] .
Cele mai comune pentru observațiile planetare sunt măririle de la 150x la 350-400x - și ar trebui să vă asigurați că ocularul acoperă acest interval de măriri (deoarece rezoluția ochiului depinde de iluminarea obiectului și prin setarea măririi la două ori). diametrul obiectivului telescopului în milimetri, luminozitatea discului planetar va scădea atât de mult încât detalii, vizibile clar la o mărire mai mică, vor dispărea pe el). Atunci când alegeți un obiect pentru observare, trebuie să vă asigurați că acesta s-a ridicat cu cel puțin 20 de grade deasupra orizontului - altfel turbulențele atmosferice vor distorsiona și estompa imaginea. În același timp, nu este recomandat să observați planetele din clădirile cu mai multe etaje sau direct din cameră: în primul caz, aerul cald curge de-a lungul pereților casei (de la ferestrele deschise și, prin urmare, este mai bine să observați de la balcon). Iar în al doilea caz, fluxul de aer cald care iese din camera ta va estompa „imaginea” [140] .
Următoarele sunt recomandări pentru observarea planetelor individuale din sistemul solar:
Mercur este un obiect greu de observat din cauza apropierii lui de Soare. Cu toate acestea, poate fi observată timp de două până la trei săptămâni pe an, dimineața sau seara, timp de aproximativ o oră și jumătate. Deși la amurg este vizibil pe cerul întunecat și este ușor de vizibil, în acest moment este jos deasupra orizontului. Această problemă se rezolvă dacă este observată în timpul zilei, dar este mult mai dificil să o găsești pe cerul zilei. Pentru a distinge cel puțin unele detalii ale suprafeței, se recomandă o deschidere a telescopului de cel puțin 100 mm. Când atmosfera este calmă, cele mai mari detalii ale suprafeței apar ca pete întunecate neclare. Pentru ca planeta să fie mai bine văzută pe cer în timpul zilei, iar detaliile să fie văzute mai distinct, se recomandă un filtru galben [140] .
Planeta poate fi observată până la patru ore în întuneric. Timp de aproximativ o jumătate de an, planeta este vizibilă dimineața sau seara, dar luminozitatea enormă face posibilă observarea ei aproape pe tot parcursul anului. Diafragma recomandată este de 75 mm. Însăși suprafața planetei este ascunsă sub nori denși; interesul principal este atmosfera însăși și schimbările din ea. Reflexivitatea atmosferei lui Venus este atât de mare încât se recomandă utilizarea unui filtru „neutru” pentru observații sigure. Și când se folosește un filtru albastru sau violet, neomogenitățile din stratul de nor sunt mai bine vizibile [140] .
Marte este disponibil pentru observare în orice moment al anului, dar cel mai bine este să îl observați la opoziție , pe care o repetă pe o perioadă de aproximativ 26 de luni. Diafragma recomandată:
De asemenea, Jupiter poate fi găsit întotdeauna pe cer, iar opozițiile se repetă în medie o dată la 13 luni. Principalul interes în observarea lui Jupiter este atmosfera și schimbările meteorologice din acesta. Cu o deschidere a telescopului de 75 mm, trei sau patru benzi principale de nori din atmosfera planetei, neregulile din acestea, BKP și umbrele sateliților în timpul trecerii lor devin vizibile. Când deschiderea instrumentului este mărită la 100 mm, deja 4-5 benzi în atmosferă și vârtejurile din ele devin vizibile. Când deschiderea este mărită la 150-200 mm, apar numeroase dungi, bucle, scoici etc.. Numărul de detalii distinse crește proporțional cu creșterea diafragmei. Filtrele albastre și galbene sunt utilizate în mod obișnuit pentru a crește contrastul în observații [140] .
În fiecare an confruntarea are loc cu două săptămâni mai târziu decât precedenta. Dar în afară de schimbările de declinare, alte modificări sunt imperceptibile. În timpul perioadei de revoluție a lui Saturn în jurul Soarelui, unghiul de deschidere al inelelor se modifică, de două ori sunt vizibile pe margine și de două ori se deschid maxim până la un unghi de 27 de grade [140] .
Cu o deschidere a instrumentului de 100 mm, sunt vizibile un capac polar mai întunecat, o dungă întunecată lângă tropic și o umbră a inelelor de pe planetă. Și la 150-200 mm , patru sau cinci benzi de nori în atmosferă și neomogenitățile din ele vor deveni vizibile, dar contrastul lor va fi vizibil mai mic decât cel al lui Jupiter. Pentru a crește contrastul, puteți folosi un filtru galben. Și celebrele inele ale lui Saturn sunt deja vizibile la o mărire de 20x. Telescoapele cu deschideri mari fac posibilă distingerea multor inele și goluri individuale între ele [140] .
Opozițiile apar în fiecare an cu patru până la cinci zile mai târziu decât anul precedent, cu o declinare tot mai mare și condiții de vizibilitate îmbunătățite pentru emisfera nordică (până în anii 2030). Cu o deschidere de 75 mm și măriri de peste 80x, va fi vizibil un disc mic și slab. Și cu o deschidere de 300 mm, detaliile cu contrast extrem de scăzut vor deveni vizibile, dar probabilitatea observării lor chiar și cu un astfel de instrument este destul de mică [140] .
Opozițiile apar în fiecare an cu două zile mai târziu decât anul precedent, cu o declinare tot mai mare și condiții de vizibilitate îmbunătățite pentru emisfera nordică (până în anii 2060). Detaliile suprafeței nu sunt vizibile, dar la o mărire de 120x puteți vedea micul disc al planetei [140] .
Venus (250 mm)
Marte (250 mm)
Jupiter (250 mm)
Saturn
Uranus
PLANETELE 42. 1. Ne rămâne să spunem despre cele cinci stele, pe care mulți le numesc „rătăcire”, grecii – planetele.
Site-uri tematice | ||||
---|---|---|---|---|
Dicționare și enciclopedii |
| |||
|
sistem solar | |
---|---|
Steaua centrală și planetele | |
planete pitice | Ceres Pluton Haumea Makemake Eris Candidați Sedna Orc Quaoar Pistolă-pistol 2002 MS 4 |
Sateliți mari | |
Sateliți / inele | Pământ / ∅ Marte Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Candidați Orca quwara |
Primii asteroizi descoperiți | |
Corpuri mici | |
obiecte artificiale | |
Obiecte ipotetice | |
atmosfere | |
---|---|
Atmosfere de stele | Soare |
atmosfere planetare | |
Atmosferele sateliților | |
planete pitice | |
exoplanete | |
Vezi si |