Карликовая планета — это небольшой объект планетарной массы , который находится на прямой орбите вокруг Солнца , достаточно массивный , чтобы быть гравитационно округленным , но недостаточный, чтобы достичь орбитального доминирования, как восемь классических планет Солнечной системы . Прототипом карликовой планеты является Плутон , который в течение десятилетий считался планетой, пока в 2006 году не была принята концепция «карлика».
Карликовые планеты способны быть геологически активными, и это ожидание было подтверждено в 2015 году миссией Dawn к Церере и миссией New Horizons к Плутону. Поэтому планетарные геологи особенно интересуются ими.
Астрономы в целом согласны, что по крайней мере девять крупнейших кандидатов являются карликовыми планетами — в грубом порядке размера: Плутон , Эрида , Хаумеа , Макемаке , Гонгонг , Квавар , Церера , Орк и Седна . Значительная неопределенность сохраняется в отношении десятого по величине кандидата Салации , который, таким образом, может считаться пограничным случаем. Из этих десяти две были посещены космическими аппаратами (Плутон и Церера), а семь других имеют по крайней мере одну известную луну (Эрис, Хаумеа, Макемаке, Гонгонг, Квавар, Орк и Салация), что позволяет определить их массы и, следовательно, оценку их плотности. Массу и плотность, в свою очередь, можно вписать в геофизические модели в попытке определить природу этих миров. Только одна, Седна, не была посещена и не имеет известных лун, что затрудняет точную оценку массы. Некоторые астрономы также включают в этот список множество более мелких тел [1], но единого мнения о том, что они, скорее всего, являются карликовыми планетами, нет.
Термин карликовая планета был придуман планетологом Аланом Стерном как часть трехсторонней категоризации объектов планетарной массы в Солнечной системе: классические планеты, карликовые планеты и планеты-спутники . Таким образом, карликовые планеты были задуманы как категория планет. Однако в 2006 году эта концепция была принята Международным астрономическим союзом (МАС) как категория субпланетных объектов, часть трехсторонней перекатегории тел, вращающихся вокруг Солнца: планеты, карликовые планеты и малые тела Солнечной системы . [2] Таким образом, Стерн и другие планетные геологи считают карликовые планеты и большие спутники планетами, [3] но с 2006 года МАС и, возможно, большинство астрономов исключили их из реестра планет.
Начиная с 1801 года астрономы открыли Цереру и другие тела между Марсом и Юпитером, которые десятилетиями считались планетами. С тех пор и примерно до 1851 года, когда число планет достигло 23, астрономы начали использовать слово астероид (от греческого, что означает «звездообразный» или «звездообразный») для меньших тел и стали различать их как малые планеты, а не как большие планеты . [5]
С открытием Плутона в 1930 году большинство астрономов считали, что Солнечная система имеет девять основных планет, а также тысячи значительно меньших тел ( астероидов и комет ). В течение почти 50 лет Плутон считался больше Меркурия , [6] [7] но с открытием в 1978 году спутника Плутона Харона стало возможным точно измерить массу Плутона и определить, что она намного меньше первоначальных оценок. [8] Он был примерно в двадцатую часть массы Меркурия, что делало Плутон намного меньшей планетой. Хотя он все еще был более чем в десять раз массивнее самого большого объекта в поясе астероидов , Цереры, его масса составляла всего одну пятую массы Луны Земли . [9] Кроме того, имея некоторые необычные характеристики, такие как большой эксцентриситет орбиты и высокий наклон орбиты , стало очевидно, что это тело другого типа, чем любая из других планет. [10]
В 1990-х годах астрономы начали находить объекты в той же области космоса, что и Плутон (теперь известной как пояс Койпера ), а некоторые даже дальше. [11] Многие из них разделяли несколько ключевых орбитальных характеристик Плутона, и Плутон начал рассматриваться как крупнейший член нового класса объектов, плутино . Стало ясно, что либо более крупные из этих тел также должны быть классифицированы как планеты, либо Плутон должен быть переклассифицирован, во многом так же, как Церера была переклассифицирована после открытия дополнительных астероидов. [12] Это привело к тому, что некоторые астрономы перестали называть Плутон планетой. Несколько терминов, включая субпланета и планетоид , начали использоваться для тел, теперь известных как карликовые планеты. [13] [14] Астрономы также были уверены, что будет обнаружено больше объектов, таких же больших, как Плутон, и число планет начнет быстро расти, если Плутон останется классифицированным как планета. [15]
Эрида (тогда известная как 2003 UB 313 ) была открыта в январе 2005 года; [16] считалось, что она немного больше Плутона, и в некоторых отчетах ее неофициально называли десятой планетой . [17] Как следствие, этот вопрос стал предметом интенсивных дебатов во время Генеральной ассамблеи МАС в августе 2006 года. [18] Первоначальный проект предложения МАС включал Харон, Эриду и Цереру в список планет. После того, как многие астрономы возражали против этого предложения, уругвайские астрономы Хулио Анхель Фернандес и Гонсало Танкреди разработали альтернативу : они предложили промежуточную категорию для объектов, достаточно больших, чтобы быть круглыми, но которые не очистили свои орбиты от планетезималей . Помимо исключения Харона из списка, новое предложение также исключило Плутон, Цереру и Эриду, потому что они не очистили свои орбиты. [19]
Хотя были высказаны опасения по поводу классификации планет, вращающихся вокруг других звезд, [20] вопрос не был решен; вместо этого было предложено решать этот вопрос только тогда, когда начнут наблюдаться объекты размером с карликовую планету. [19]
Сразу после определения карликовой планеты Международным астрономическим союзом некоторые ученые выразили свое несогласие с резолюцией Международного астрономического союза. [21] Кампании включали наклейки на бамперы автомобилей и футболки. [22] Майк Браун (первооткрыватель Эриды) согласен с сокращением числа планет до восьми. [23]
В 2006 году НАСА объявило, что будет использовать новые руководящие принципы, установленные Международным астрономическим союзом. [24] Алан Стерн , директор миссии НАСА на Плутон , отвергает текущее определение планеты МАС, как с точки зрения определения карликовых планет как чего-то иного, чем тип планеты, так и с точки зрения использования орбитальных характеристик (а не внутренних характеристик) объектов для определения их как карликовых планет. [25] Таким образом, в 2011 году он все еще называл Плутон планетой, [26] и принимал другие вероятные карликовые планеты, такие как Церера и Эрида, а также более крупные луны , в качестве дополнительных планет. [27] За несколько лет до определения МАС он использовал орбитальные характеристики для разделения «сверхпланет» (доминирующая восьмерка) от «подпланет» (карликовые планеты), считая оба типа «планетами». [28]
Названия для крупных субпланетных тел включают карликовую планету , планетоид (более общий термин), мезопланету (узко используется для размеров между Меркурием и Церерой), квазипланету и (в транснептуновой области) плутоид . Однако термин «карликовая планета » изначально был придуман как термин для самых маленьких планет, а не самых больших субпланет, и до сих пор используется в этом качестве многими астрономами-планетологами.
Алан Стерн ввел термин карликовая планета , аналогичный термину карликовая звезда , как часть тройной классификации планет, и он и многие его коллеги продолжают классифицировать карликовые планеты как класс планет. МАС решил, что карликовые планеты не следует считать планетами, но сохранил для них термин Стерна. Другие термины для определения МАС крупнейших субпланетных тел, которые не имеют таких противоречивых коннотаций или использования, включают квазипланету [29] и более старый термин планетоид («имеющий форму планеты»). [30] Майкл Э. Браун заявил, что планетоид — «совершенно хорошее слово», которое использовалось для этих тел в течение многих лет, и что использование термина карликовая планета для не-планеты «глупое», но что это было мотивировано попыткой пленарной сессии III отдела МАС восстановить Плутон в качестве планеты во второй резолюции. [31] Действительно, проект резолюции 5A называл эти срединные тела планетоидами, [32] [33] но пленарное заседание единогласно проголосовало за изменение названия на карликовую планету. [2] Вторая резолюция, 5B, определила карликовые планеты как подтип планеты , как изначально предполагал Стерн, в отличие от других восьми, которые должны были называться «классическими планетами». В соответствии с этим соглашением двенадцать планет отклоненного предложения должны были быть сохранены в различии между восемью классическими планетами и четырьмя карликовыми планетами . Резолюция 5B была отклонена на той же сессии, на которой была принята 5A. [31] Из-за семантической непоследовательности карликовой планеты , не являющейся планетой из-за провала резолюции 5B, обсуждались альтернативные термины, такие как нанопланета и субпланета , но среди CSBN не было консенсуса по поводу его изменения. [34]
На большинстве языков эквивалентные термины были созданы путем более или менее буквального перевода карликовой планеты : французский planète naine , испанский Planeta Enano , немецкий Zwergplanet , русский карликовая планета ( карликовая планета ), арабский kaukab qazm ( كوكب قزم ), китайский َixíngxīng (矮)行星), корейский ваэсохансон ( 왜소행성/矮小行星) или вэхансон ( 왜행성/矮行星), но по-японски их называют джунвакусэй (準惑星), что означает «квазипланеты» или «пенепланеты» (пене — означает «почти ").
Резолюция 6a МАС от 2006 года [35] признает Плутон «прототипом новой категории транснептуновых объектов». Название и точная природа этой категории не были указаны, а были оставлены на усмотрение МАС для установления их позднее; в дебатах, предшествовавших принятию резолюции, члены категории по-разному назывались плутоны и плутониевые объекты , но ни одно из названий не было вынесено на рассмотрение, возможно, из-за возражений геологов, что это создаст путаницу с их плутоном . [2]
11 июня 2008 года Исполнительный комитет МАС объявил о новом термине « плутоид » и его определении: все транснептуновые карликовые планеты являются плутоидами. [36] Другие отделы МАС отвергли этот термин:
...отчасти из-за недопонимания по электронной почте WG-PSN [Рабочая группа по номенклатуре планетарных систем] не участвовала в выборе слова «плутоид». ... Фактически, голосование, проведенное WG-PSN после заседания Исполнительного комитета, отклонило использование этого конкретного термина...» [34]
Категория «плутоид» отражала более раннее различие между «земным карликом» Церерой и «ледяными карликами» внешней Солнечной системы [37] , часть концепции трехкратного деления Солнечной системы на внутренние земные планеты , центральные планеты-гиганты и внешние ледяные карлики , из которых Плутон был главным членом. [38] «Ледяной карлик» также некоторое время использовался как обобщающий термин для всех транснептуновых малых планет или для ледяных астероидов внешней Солнечной системы; одно из предпринятых определений состояло в том, что ледяной карлик «больше ядра обычной кометы и более ледяной, чем типичный астероид». [39]
После миссии Dawn было признано, что Церера является геологически ледяным телом, которое могло возникнуть из внешней части Солнечной системы. [40] [41] С тех пор Цереру также называют ледяным карликом. [42]
Категория карликовая планета возникла из конфликта между динамическими и геофизическими идеями о том, какой будет полезная концепция планеты. С точки зрения динамики Солнечной системы, основное различие заключается в том, что тела гравитационно доминируют над своим окружением (от Меркурия до Нептуна) и не доминируют над ним (например, астероиды и объекты пояса Койпера). Небесное тело может иметь динамическую (планетарную) геологию приблизительно при массе, необходимой для того, чтобы его мантия стала пластичной под собственным весом, что приводит к тому, что тело приобретает круглую форму. Поскольку для этого требуется гораздо меньшая масса, чем гравитационное доминирование над областью пространства вблизи своей орбиты, существует популяция объектов, которые достаточно массивны, чтобы иметь подобный миру вид и планетарную геологию, но недостаточно массивны, чтобы очистить свое окружение. Примерами являются Церера в поясе астероидов и Плутон в поясе Койпера. [46]
Динамики обычно предпочитают использовать гравитационное доминирование в качестве порога для планетарности, потому что с их точки зрения меньшие тела лучше группируются со своими соседями, например, Церера как просто большой астероид, а Плутон как большой объект пояса Койпера. [47] [48] Геофизики обычно предпочитают округлость в качестве порога, потому что с их точки зрения внутренняя геология тела, такого как Церера, делает его более похожим на классическую планету, такую как Марс, чем на небольшой астероид, у которого отсутствует внутренняя геология. Это потребовало создания категории карликовых планет для описания этого промежуточного класса. [46]
Алан Стерн и Гарольд Ф. Левисон ввели параметр Λ (заглавная лямбда ) в 2000 году, выражающий вероятность столкновения, приводящего к заданному отклонению орбиты. [28] Значение этого параметра в модели Стерна пропорционально квадрату массы и обратно пропорционально периоду. Это значение можно использовать для оценки способности тела очищать окрестности своей орбиты, где Λ > 1 в конечном итоге очистит ее. Разрыв в пять порядков величины Λ был обнаружен между наименьшими планетами земной группы и крупнейшими астероидами и объектами пояса Койпера. [43]
Используя этот параметр, Стивен Сотер и другие астрономы утверждали, что различие между планетами и карликовыми планетами основано на неспособности последних «очищать окрестности вокруг своих орбит»: планеты способны удалять более мелкие тела вблизи своих орбит путем столкновения, захвата или гравитационного возмущения (или устанавливать орбитальные резонансы, которые предотвращают столкновения), тогда как карликовым планетам не хватает массы, чтобы сделать это. [28] Сотер продолжил предлагать параметр, который он назвал планетарным дискриминантом , обозначенным символом µ ( mu ), который представляет собой экспериментальную меру фактической степени чистоты орбитальной зоны (где µ рассчитывается путем деления массы тела-кандидата на общую массу других объектов, которые разделяют его орбитальную зону), где µ > 100 считается очищенным. [43]
Жан-Люк Марго усовершенствовал концепцию Стерна и Левисона, чтобы получить аналогичный параметр Π (заглавная буква Pi ). [45] Он основан на теории, избегая эмпирических данных, используемых Λ. Π > 1 указывает на планету, и снова существует разрыв в несколько порядков между планетами и карликовыми планетами.
Существует несколько других схем, которые пытаются провести различие между планетами и карликовыми планетами, [21] но определение 2006 года использует эту концепцию. [2]
Достаточное внутреннее давление, вызванное гравитацией тела, сделает тело пластичным , а достаточная пластичность позволит высоким возвышенностям опускаться и впадинам заполняться, процесс, известный как гравитационная релаксация. Тела размером менее нескольких километров находятся под влиянием негравитационных сил и, как правило, имеют неправильную форму и могут представлять собой груды щебня. Более крупные объекты, где гравитация значительна, но не доминирует, имеют форму картофеля; чем массивнее тело, тем выше его внутреннее давление, тем оно тверже и тем более округлой является его форма, пока давление не станет достаточным для преодоления его прочности на сжатие и оно не достигнет гидростатического равновесия . Затем тело становится настолько круглым, насколько это возможно, учитывая его вращение и приливные эффекты, и имеет форму эллипсоида . Это определяющий предел карликовой планеты. [49]
Если объект находится в гидростатическом равновесии, глобальный слой жидкости на его поверхности будет образовывать поверхность той же формы, что и тело, за исключением мелкомасштабных особенностей поверхности, таких как кратеры и трещины. Тело будет иметь сферическую форму, если оно не вращается, и эллипсоидальную, если вращается. Чем быстрее оно вращается, тем более сплющенным или даже разносторонним оно становится. Если такое вращающееся тело нагреть до расплавления, его форма не изменится. Крайним примером тела, которое может быть разносторонним из-за быстрого вращения, является Хаумеа , которая в два раза длиннее по своей большой оси, чем на полюсах. Если у тела есть массивный соседний компаньон, то приливные силы постепенно замедляют его вращение, пока оно не будет приливно захвачено; то есть оно всегда будет повернуто к своему компаньону одной и той же стороной. Приливно захваченные тела также являются разносторонними, хотя иногда лишь немного. Луна Земли приливно захвачена, как и все округлые спутники газовых гигантов. Плутон и Харон приливно связаны друг с другом, как и Эрида и Дисномия , а также, вероятно, Орк и Вант .
Нет никаких конкретных пределов размера или массы карликовых планет, поскольку они не являются определяющими характеристиками. Нет четкого верхнего предела: объект, очень далеко в Солнечной системе, который массивнее Меркурия, мог бы не иметь времени, чтобы очистить свое окружение, и такое тело соответствовало бы определению карликовой планеты, а не планеты. Действительно, Майк Браун отправился на поиски такого объекта. [50] Нижний предел определяется требованиями достижения и сохранения гидростатического равновесия, но размер или масса, при которых объект достигает и сохраняет равновесие, зависят от его состава и тепловой истории, а не просто от его массы. В пресс-релизе МАС 2006 года [51] в разделе вопросов и ответов было подсчитано, что объекты с массой выше0,5 × 10 21 кг и радиусом более 400 км «обычно» находились бы в гидростатическом равновесии ( форма ... обычно определялась бы самогравитацией ), но все пограничные случаи должны были бы определяться наблюдением . [51] Это близко к тому, что по состоянию на 2019 год считается приблизительным пределом для объектов за пределами Нептуна, которые являются полностью компактными, твердыми телами, с салацией ( r =423 ± 11 км , м = (0,492 ± 0,007) × 10 21 кг ) является пограничным случаем как для ожиданий 2006 Q&A, так и для более поздних оценок, а Оркус находится чуть выше ожидаемого предела. [52] Ни одно другое тело с измеренной массой не близко к ожидаемому пределу массы, хотя несколько без измеренной массы приближаются к ожидаемому пределу размера.
Хотя определение карликовой планеты ясно, доказательства того, является ли данный транснептуновый объект достаточно большим и пластичным, чтобы его можно было сформировать собственным гравитационным полем, часто неубедительны. Существуют также нерешенные вопросы, касающиеся интерпретации критерия МАС в некоторых случаях. Следовательно, число в настоящее время соответствующих транснептуновых объектов, которые соответствуют критерию гидростатического равновесия, неопределенно.
Три объекта, рассматриваемых в ходе дебатов, приведших к принятию МАС в 2006 году категории карликовых планет — Церера, Плутон и Эрида — общепринято считаются карликовыми планетами, в том числе теми астрономами, которые продолжают классифицировать карликовые планеты как планеты. Только один из них — Плутон — наблюдался достаточно подробно, чтобы подтвердить, что его нынешняя форма соответствует тому, что можно было бы ожидать от гидростатического равновесия. [53] Церера близка к равновесию, но некоторые гравитационные аномалии остаются необъясненными. [54] Эрида, как правило, считается карликовой планетой, поскольку она массивнее Плутона.
В порядке обнаружения эти три тела таковы:
МАС только установил руководящие принципы для того, какой комитет будет контролировать присвоение названий вероятным карликовым планетам: любой неназванный транснептуновый объект с абсолютной величиной ярче +1 (и, следовательно, минимальным диаметром 838 км при максимальном геометрическом альбедо 1) [56] должен был быть назван совместным комитетом, состоящим из Центра малых планет и планетарной рабочей группы МАС. [36] В то время (и по состоянию на 2023 год) единственными телами, которые соответствовали этому порогу, были Хаумеа и Макемаке . Эти тела, как правило, считаются карликовыми планетами, хотя еще не было продемонстрировано, что они находятся в гидростатическом равновесии, и есть некоторые разногласия относительно Хаумеа: [57] [58]
Эти пять тел — три, рассматриваемые в 2006 году (Плутон, Церера и Эрида), а также два, названные в 2008 году (Хаумеа и Макемаке), — обычно представляются как карликовые планеты Солнечной системы, хотя ограничивающий фактор (альбедо) не является тем, что определяет объект как карликовую планету. [59]
Астрономическое сообщество обычно называет другие более крупные транснептуновые объекты также карликовыми планетами. [60] По крайней мере четыре дополнительных тела соответствуют предварительным критериям Брауна, Танкреди и др., Гранди и др. и Эмери и др. для идентификации карликовых планет, и астрономы также обычно называют их карликовыми планетами:
Например, JPL/NASA назвали Gonggong карликовой планетой после наблюдений в 2016 году, [61] а Саймон Портер из Юго-Западного исследовательского института говорил о «большой восьмерке [TNO] карликовых планет» в 2018 году, имея в виду Плутон, Эриду, Хаумеа, Макемаке, Gonggong, Quaoar , Sedna и Orcus . [62] Сам IAU назвал Quaoar карликовой планетой в ежегодном отчете за 2022–2023 годы. [63]
Было предложено больше тел, таких как Салация и (307261) 2002 MS 4 Брауном; Варуна и Иксион Танкреди и др., и (532037) 2013 FY 27 Шеппардом и др . [64] Большинство более крупных тел имеют луны, что позволяет определить их массу и, следовательно, их плотность, которые дают оценку того, могут ли они быть карликовыми планетами. Крупнейшие транснептуновые объекты, которые, как известно, не имеют лун, — это Седна, (307261) 2002 MS 4 , (55565) 2002 AW 197 и Иксион. В частности, Салация имеет известную массу и диаметр, что ставит ее в пограничный случай согласно Вопросам и ответам МАС 2006 года.
В то время, когда были названы Макемаке и Хаумеа, считалось, что транснептуновым объектам (ТНО) с ледяными ядрами потребуется диаметр всего около 400 км (250 миль), или 3% от размера Земли — размера лун Мимаса , самой маленькой круглой луны, и Протея , самой большой некруглой луны — чтобы прийти в гравитационное равновесие. [65] Исследователи считали, что число таких тел может оказаться около 200 в поясе Койпера , и еще тысячи за его пределами. [65] [66] [67] Это было одной из причин (сохранение списка «планет» разумным числом), по которой Плутон был реклассифицирован в первую очередь. Исследования с тех пор поставили под сомнение идею о том, что тела такого малого размера могли достичь или поддерживать равновесие в типичных условиях пояса Койпера и за его пределами.
Отдельные астрономы признали ряд объектов карликовыми планетами или, скорее всего, карликовыми планетами. В 2008 году Танкреди и др. посоветовали МАС официально признать Оркус, Седну и Квавар карликовыми планетами (Гонгонг еще не был известен), хотя МАС не рассматривал этот вопрос тогда и не делает этого с тех пор. Танкреди также считал, что пять транснептуновых объектов Варуна , Иксион , 2003 AZ 84 , 2004 GV 9 и 2002 AW 197 также, скорее всего, являются карликовыми планетами. [68] С 2011 года Браун ведет список сотен объектов-кандидатов, варьирующихся от «почти определенных» до «возможных» карликовых планет, основываясь исключительно на предполагаемых размерах. [69] По состоянию на 13 сентября 2019 года список Брауна идентифицирует десять транснептуновых объектов с диаметрами, которые тогда считались более 900 км (четыре, названные МАС, а также Gonggong , Quaoar , Sedna , Orcus , (307261) 2002 MS 4 и Salacia ) как «почти наверняка» являющиеся карликовыми планетами, и еще 16, с диаметром более 600 км, как «весьма вероятные». [66] Примечательно, что Gonggong может иметь больший диаметр (1230 ± 50 км ), чем круглый спутник Плутона Харон (1212 км).
Но в 2019 году Гранди и др. предположили, основываясь на своих исследованиях Gǃkúnǁʼhòmdímà , что темные тела с низкой плотностью, диаметром менее 900–1000 км, такие как Салация и Варда , никогда полностью не коллапсировали в твердые планетные тела и сохраняли внутреннюю пористость с момента своего образования (в этом случае они не могли быть карликовыми планетами). Они признают, что более яркие (альбедо > ≈0,2) [70] или более плотные (> ≈1,4 г/см3) Орк и Квавар, вероятно, были полностью твердыми: [52]
Орк и Харон, вероятно, расплавились и дифференцировались, учитывая их более высокую плотность и спектры, указывающие на поверхности, состоящие из относительно чистого льда H 2 O. Но более низкие альбедо и плотности Gǃkúnǁʼhòmdímà , 55637 , Varda и Salacia предполагают, что они никогда не дифференцировались, или если и дифференцировались, то только в своих глубоких недрах, а не в полном таянии и переворачивании, которое затронуло поверхность. Их поверхности могли оставаться довольно холодными и несжатыми, даже когда внутренняя часть нагревается и разрушается. Высвобождение летучих веществ могло бы дополнительно помочь транспортировать тепло из их недр, ограничивая степень их внутреннего коллапса. Объект с холодной, относительно нетронутой поверхностью и частично разрушенной внутренней частью должен демонстрировать очень характерную поверхностную геологию с обилием сбросов, указывающих на сокращение общей площади поверхности по мере сжатия и сжатия внутренней части. [52]
Позже выяснилось, что Салация имеет несколько более высокую плотность, сравнимую в пределах неопределенности с плотностью Оркуса, хотя все еще с очень темной поверхностью. Несмотря на это определение, Гранди и др. называют ее «размером с карликовую планету», в то время как Оркус называют карликовой планетой. [71] Более поздние исследования Варды предполагают, что ее плотность также может быть высокой, хотя нельзя исключать и низкую плотность. [72]
В 2023 году Эмери и др. написали, что спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне, проведенная космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST) в 2022 году, предполагает, что Седна, Гонгонг и Квавар претерпели внутреннее плавление, дифференциацию и химическую эволюцию, как и более крупные карликовые планеты Плутон, Эрида, Хаумеа и Макемаке, но в отличие от «всех меньших объектов пояса Пояса Койпера». Это связано с тем, что на их поверхности присутствуют легкие углеводороды (например, этан , ацетилен и этилен ), что подразумевает, что метан постоянно пополняется, и что метан, вероятно, поступает из внутренней геохимии. С другой стороны, поверхности Седны, Гонгонг и Квавар имеют низкое содержание CO и CO 2 , подобно Плутону, Эриде и Макемаке, но в отличие от более мелких тел. Это говорит о том, что порогом для карликовой планеты в транснептуновой области является диаметр ~900 км (включая, таким образом, только Плутон, Эриду, Хаумеа, Макемаке, Гонгонг, Квавар, Оркус и Седну), и что даже Салация может не быть карликовой планетой. [73] Исследование 2023 года (307261) 2002 MS 4 показывает, что у нее, вероятно, есть чрезвычайно большой кратер, глубина которого составляет 5,7% от ее диаметра: это пропорционально больше, чем кратер Реасильвия на Весте, поэтому Весту сегодня обычно не считают карликовой планетой. [74]
В 2024 году Кисс и др. обнаружили, что Квавар имеет эллипсоидальную форму, несовместимую с гидростатическим равновесием для его текущего вращения. Они выдвинули гипотезу, что изначально Квавар имел быстрое вращение и находился в гидростатическом равновесии, но его форма была «заморожена» и не менялась по мере его вращения из-за приливных сил от его луны Вейвота . [75] Если это так, то это будет напоминать ситуацию с луной Сатурна Япетом , которая слишком сплющена для своего текущего вращения. [76] [77] Тем не менее , Япет, как правило, по-прежнему считается луной планетарной массы , [46] хотя и не всегда. [78]
Транснептуновые объекты в следующих таблицах, за исключением Салации, по мнению Брауна, Танкреди и др., Гранди и др. и Эмери и др., являются вероятными карликовыми планетами или близкими к ним. Салация была включена как крупнейший транснептуновый объект, который, по общему мнению, не является карликовой планетой; по многим критериям это пограничное тело, поэтому оно выделено курсивом. Харон, спутник Плутона, который был предложен в качестве карликовой планеты Международным астрономическим союзом в 2006 году, включен для сравнения. Те объекты, которые имеют абсолютную величину больше +1 и, таким образом, соответствуют порогу совместного комитета по присвоению имен планетам и малым планетам Международного астрономического союза, выделены, как и Церера, которую Международный астрономический союз счел карликовой планетой с тех пор, как впервые обсудил эту концепцию.
Массы указанных карликовых планет указаны для их систем (если у них есть спутники), за исключением Плутона и Орка.
Церера[79] и Плутон[80] получили планетарные символы, поскольку они считались планетами, когда были открыты. К тому времени, когда были открыты другие, планетарные символы в основном вышли из употребления среди астрономов. Unicode включает символы для Quaoar, Седна, Оркус, Хаумеа, Эрис, Макемаке, и Гунгункоторые в основном используются астрологами: они были разработаны Денисом Московицем, инженером-программистом из Массачусетса. [81] [82] [83] НАСА использовало его символы Хаумеа, Эрида и Макемаке, а также традиционный астрологический символ Плутона[84] когда упоминается как карликовая планета. [82] Были предложены символы для следующих по величине названных кандидатов, но они не имеют постоянного использования среди астрологов. [82] В предложении Unicode для Quaoar, Orcus, Haumea, Makemake и Gonggong упоминаются следующие символы для названных объектов диаметром более 600 км: Salacia, Варда, Иксион, Gǃkúnǁʼhòmdímàи Варуна. [82] [85]
По состоянию на 2024 год только две миссии нацелились и исследовали карликовые планеты вблизи. 6 марта 2015 года космический аппарат Dawn вышел на орбиту вокруг Цереры , став первым космическим аппаратом, посетившим карликовую планету. [86] 14 июля 2015 года космический зонд New Horizons пролетел мимо Плутона и его пяти лун.
Церера демонстрирует такие свидетельства активной геологии, как соляные отложения и криовулканы , в то время как на Плутоне есть горы из водяного льда, дрейфующие в ледниках из азотного льда, а также значительная атмосфера. Очевидно, что на Церере есть рассол, просачивающийся через ее недра, в то время как есть доказательства того, что на Плутоне есть реальный подповерхностный океан.
Ранее Dawn вращался вокруг астероида Веста. Спутник Сатурна Феба был сфотографирован Cassini, а до этого Voyager 2, который также столкнулся со спутником Нептуна Тритоном . Все три тела демонстрируют доказательства того, что когда-то были карликовыми планетами, и их исследование помогает прояснить эволюцию карликовых планет.
New Horizons сделал снимки далеких Тритона, Квавара, Хаумеа, Эриды и Макемаке , а также более мелких кандидатов Иксиона, 2002 MS 4 и 2014 OE 394. [87] Один из двух зондов Shensuo Китайского национального космического управления должен посетить Квавар в 2040 году. [88]
Ряд тел физически напоминают карликовые планеты. К ним относятся бывшие карликовые планеты, которые могут все еще иметь равновесную форму или свидетельство активной геологии; луны планетарной массы, которые соответствуют физическому, но не орбитальному определению карликовой планеты; и Харон в системе Плутон–Харон, который, возможно, является двойной карликовой планетой. Категории могут пересекаться: Тритон, например, является как бывшей карликовой планетой, так и луной планетарной массы.
Веста , следующее по массе тело в поясе астероидов после Цереры, когда-то находилась в гидростатическом равновесии и имеет приблизительно сферическую форму, отклоняясь в основном из-за массивных ударов, которые образовали кратеры Реасильвия и Венения после ее затвердевания. [89] Ее размеры не соответствуют тому, что она в настоящее время находится в гидростатическом равновесии . [90] [91] Тритон массивнее Эриды или Плутона, имеет равновесную форму и считается захваченной карликовой планетой (вероятно, членом двойной системы), но больше не вращается непосредственно вокруг Солнца. [92] Феба — захваченный кентавр , который, как и Веста, больше не находится в гидростатическом равновесии, но, как полагают, находился так рано в своей истории из-за радиогенного нагрева . [93]
По крайней мере девятнадцать лун имеют равновесную форму, поскольку в какой-то момент они расслабились под действием собственной гравитации, хотя некоторые с тех пор застыли и больше не находятся в равновесии. Семь из них массивнее Эриды или Плутона. Эти луны физически не отличаются от карликовых планет, но не соответствуют определению МАС, поскольку они не вращаются непосредственно вокруг Солнца. (Действительно, луна Нептуна Тритон является захваченной карликовой планетой, а Церера образовалась в той же области Солнечной системы, что и луны Юпитера и Сатурна.) Алан Стерн называет луны планетарной массы « планетами-спутниками », одной из трех категорий планет, вместе с карликовыми планетами и классическими планетами. [27] Термин «планемо» («объект планетарной массы») также охватывает все три популяции. [94]
Были некоторые дебаты относительно того, следует ли считать систему Плутон– Харон двойной карликовой планетой . В проекте резолюции по определению планеты МАС и Плутон, и Харон считались планетами в двойной системе. [20] [c] В настоящее время МАС утверждает, что Харон не считается карликовой планетой, а скорее спутником Плутона, хотя идея о том, что Харон может квалифицироваться как карликовая планета, может быть рассмотрена позднее. [95] Тем не менее, больше не ясно, находится ли Харон в гидростатическом равновесии. Кроме того, расположение барицентра зависит не только от относительных масс тел, но и от расстояния между ними; барицентр орбиты Солнце–Юпитер, например, находится за пределами Солнца, но они не считаются двойным объектом. Таким образом, формальное определение того, что представляет собой двойная (карликовая) планета, должно быть установлено до того, как Плутон и Харон будут формально определены как двойные карликовые планеты.
Актриса и комедийная актриса
Джулия Суини
(
God Said Ha!
) обсуждает открытие, которое затмило Плутон, с
астрономом
из Калтеха
Майклом Э. Брауном
.