Карликовые планеты или карлики Солнечной системы

В Солнечной системе есть необычные тела, которые называются карликовые планеты. Эти объекты во многом схожи с полноценными планетами, но по некоторым параметрам все же уступают своим «старшим братьям». О них мало что известно и данная группа постоянно пополняется новыми объектами. Мы расскажем о шести известных на данный момент планетах-карликах Солнечной системы, их основных особенностях и различиях друг от друга. А также разберемся, почему же эти небесные тела не могут претендовать на звание полноценных планет.

Сколько же карликовых планет в Солнечной системе

На этот вопрос пока ответить очень трудно. Ученые еще не до конца исследовали окраины нашей звездной системы, и, по их расчетам, там могут скрываться десятки и даже сотни подобных объектов. Но на данный момент официально признаны только 6 – Плутон, Церера, Эрида, Хаумеа, Макемаке и Седна. При этом Плутон перешел в эту группу из полноценных планет, а все остальные – из астероидов различных классов.

Где находятся карликовые планеты? Наибольшая концентрация планетарных карликов и претендентов на это звание наблюдается в поясе Койпера. Лишь Седна расположилась в облаке Оорта, а Церера – в астероидном скоплении между Марсом и Юпитером. За счет большой удаленности от Солнца и большому количеству небесных тел по соседству, эти объекты трудно изучать. Это объясняет тот факт, что большинство из них были открыты в 21 веке уже после изобретения мощных оптических систем.

В определении карликовых планет нет указаний на пределы массы и размера объекта, попадающего в эту группу. Даже если тело с подходящими параметрами будет больше Меркурия, оно будет считаться планетарным карликом. Однако, по мнению экспертов МАС, оно должно быть в размере не менее 800 км и весить более 5*1020кг.

По химическому составу все карликовые планеты разняться между собой. Но для всех представителей этой группы характерно наличие льда в поверхностном слое. Он может покрывать объект сплошной коркой или присутствовать в виде большого числа вкраплений в породах. Изучить внутреннее строение удалось только у Цереры, т.к. остальные карлики расположены слишком далеко от Земли.

Разберем кратко особенности каждой из карликовых планет

Карликовые планеты

Эта группа небесных тел пока что остается наименее изученной ввиду их удаленности от центра нашей системы, но благодаря постоянному развитию технологий астрономы постоянно восполняют пробелы в своих знаниях. 2003-2005 года были довольно «урожайными» на открытия. Современные технологии позволяет увидеть даже самый удалённый объект.

Плутон

Полумесяц Плутона

Один из самых маленьких объектов Солнечной системы, радиусом всего 1153 км. Период обращения по орбите вокруг Солнца составляет 90 613 суток (около 248 лет), а оборот вокруг своей оси занимает 6,4 земных суток. Несколько десятилетий с момента открытия в 1930 году считался девятой планетой, пока в 2006 году астрономы не пришли к выводу, что его всё-таки стоит причислить к карликовым планетам в поясе Койпера, получившим своё название после открытия в 2005 году нескольких подобных Плутону объектов.

Спутников, сопровождающих его, на данный момент известно 5 – Харон, крупнейший из них, Кербер, Никта, Стикс и Гидра. Орбита этой карликовой планеты эллиптическая, вытянута довольно сильно.

Лишь несколько лет назад учёным удалось измерить температуру на поверхности этого небесного тела. 14 июля 2020 года космический аппарат Новые Горизонты совершил близкий пролет вблизи Плутона и передал множество данных и фотографий о нем.

Хаумеа

Снимок Хаумеи со спутниками

Самая быстровращающаяся из всех планет, известных на сегодняшний день в нашей системе – один оборот вокруг собственной оси занимает всего 4 часа, в то же время как полный облёт Солнца занимает 102937 суток (почти 282 года). Один из самых маленьких объектов, средний радиус составляет всего 718 км, при этом, в отличие от остальных небесных тел, обладает неправильной, как бы сплюснутой, формой. При этом имеется и 2 спутника – Хииака и Намака.

Макемаке

Макемаке, вид в телескоп Хаббл

Размер третьей по величине до сих пор не известен точно. Предполагается, что средний радиус приблизительно равен 740 с точностью до 17 км. Зато продолжительность года на ней удалось установить довольно точно — 111867 суток (что примерно равно 306 годам). Спутников на её орбите не обнаружено.

Эрида

Снимок Эриды со спутником

Один из самых больших объектов пояса Койпера лишь ненамного превосходит Плутон – 1163 км. Оборот вокруг Солнца занимает 205 029 сут (чуть больше, чем 561 год).

Обнаружившие её ученые в 2005 году изначально были уверены, что открыли 10 планету солнечной системы, но впоследствии она была признана карликовой планетой.

Открытие этого небесного тела, можно сказать, положило начало новой эры для астрономии, поскольку именно факт её открытия положил начало многочисленным спорам о статусе Плутона.

Церера

Цветной снимок Цереры

Примечательна тем, что еще совсем недавно была в разряде астероидов и занимала среди них первое место по размеру. Продолжительность года, по сравнению с другим удаленными карликовыми планетами — смехотворна, всего 4,6 года.

В сравнении с другими, ее диаметр не столь впечатляет и составляет 975×909 км. Период вращения вокруг оси имеет продолжительность около 0,3781 суток. У Цереры спутники не обнаружены.

Плутон

Крупнейший объект пояса Койпера был открыт в 1930 году. Свое официальное название он получил в честь древнеримского бога царства мертвых. До начала 2000-х годов Плутон имел статус девятой и самой маленькой планеты Солнечной системы. Но из-за своей слабой гравитации, не позволяющей расчистить орбиту от астероидов, он был переведен в группу планетарных карликов.

Среди остальных объектов данной группы он обладает наибольшим размером, а по массе уступает лишь Эриде. Поверхность Плутона состоит из камня и льдов метанового и азотного происхождения. Кроме того, в этой оболочке содержится множество углеводородных примесей, придающих телу коричневатый оттенок. Атмосфера Плутона разряжена и представляет собой испарения льдов.

Загадочный Плутон

Самая далекая карликовая планета находится в поясе Койпера. О ее существовании предполагали еще в конце 19 века. Активным поиском планеты в начале двадцатого века озаботился известный астроном Персиваль Лоуэлл. Он много времени потратил на исследования, но так и не смог обнаружить небесное тело. Поисками малой планеты занимались и его последователи, но Плутон был открыт Клайдом Томбо лишь в 30 году 20 века. Новому объекту необходимо было дать имя: с легкой руки англичанки Венеции Берни планету назвали Плутоном.

Плутон — самая изученная из группы карликовых планет солнечной системы. Она является самой крупнейшей среди себе подобных. Много подробностей удалось узнать после того, как с помощью орбитального телескопа Хаббл учеными были получены уникальные снимки. Планета предстала перед астрономами в красно-желтоватых тонах, которые менялись в зависимости от сезонности, становясь ярче или бледнее. На сегодняшний день известно, что Плутон весит в пять раз меньше Земли, а его диаметр составляет две трети диаметра Луны. Предположительно, скалистая поверхность объекта покрыта слоем льда. При приближении к Солнцу лед тает, образуя газ, состоящий преимущественно из метана и азота.

Отдаляясь от светила, эти газы замерзают и оседают на поверхности. В отличие от привычных земных, сутки на Плутоне длятся 153 часа. Температура планеты равна минус 223. Чтобы приблизиться к Солнцу, Плутону требуется двадцать лет. Орбита тела имеет вытянутую форму, она не соприкасается с орбитой соседа-Нептуна. В то время как Плутон совершает два оборота вокруг Солнца, Нептун успевает обернуться три раза.

Эрида

Небесное тело, названное в честь древнегреческой богини раздора, было открыто в 2005 году. Для его обнаружения американским астрономам пришлось изучать многочисленные снимки пояса Койпера, сделанные за последние 50 лет.

Расположена Эрида в области Рассеянного диска – удаленной части Солнечной системы, заполненной ледяными телами. Сама она также состоит из углеводородных льдов, которые, испаряясь, создают тонкую временную газовую оболочку.

Эрида – самая массивная планета-карлик. А по размерам она лишь немного уступает Плутону. Ее орбита имеет высокий коэффициент эксцентричности, а также сильно наклонена к плоскости эклиптики. Из-за таких орбитальных характеристик Эриду относят к обособленным транснептуновым объектам. Небесное тело удалено от Солнца в среднем на 10 млрд. км . из-за чего не его поверхности температура не поднимается выше -253°С.

Хаумеа

Карликовая планета Хаумеа была открыта в 2005. От остальных ее отличает яйцевидная форма и невероятная скорость вращения вокруг собственной оси. Еще одна уникальная особенность Хаумеа — наличие колец и целого семейства малых тел, возникших в результате столкновения небесного тела с крупным астероидом.

Поперечный и продольный диаметр планетарного карлика сильно разнятся. У экватора Хаумеа почти равна Плутону, тогда как поперек – в два раза меньше его.

Расположена Хаумеа в поясе Койпера в 6,43 млрд. км от Солнца. На ее движение незначительно влияет гравитация Нептуна.

Презентация на тему «Малые планеты Солнечной системы»

Презентация на тему «Малые планеты Солнечной системы» по астрономии в формате powerpoint. В этой объемной презентации для школьников рассказывается о малых планетах Солнечной системы: Меркурии, Венере, Марсе, Земле и Луне. Автор презентации: Линкевич Юлия, ученица 10 класса.

Фрагменты из презентации

Меркурий

Меркурий, ближайшая к Солнцу большая планета Солнечной системы.

Параметры движения планеты:

среднее расстояние от Солнца 0,387 астрономических единиц (58 млн. км),
период обращения — 88 суток,
период вращения — 58,6 суток,
средний диаметр — 4878 км,
масса — 3,3·1023 кг,
атмосфера крайне разрежена и состоит из : Ar, Ne, He.

Поверхность Меркурия по внешнему виду подобна лунной.

Особенности движения

Меркурий движется вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите.
Продолжительность солнечных суток равна 176. Расстояние Меркурия от Земли 82 до 217 млн.км. Средняя скорость движения вокруг Солнца — 47,89 км/с.
На Меркурии распределение масс не является строго концентрическим.
Обращение вокруг Солнца и его собственное вращение приводят к тому, что длительность солнечных суток на планете равна трем звездным меркурианским суткам или двум меркурианским годам и составляет 175,92 суток.

Размеры, форма и масса Меркурия

По форме планета близка к шару с экваториальным радиусом (2440 ± 2) км.
Площадь поверхности — в 6,8 раз, чем у Земли.
Объем — в 17,8 раз меньше, чем у Земли.
Средняя плотность составляет 5,44 г/см3.
Ускорение свободного падения вблизи поверхности 3,7 м/с2.
Разность полуосей экваториального эллипса составляет 1 км.
Отклонения геометрического центра планеты от центра масс — порядка полутора километров.

Температура и рельеф поверхности Меркурия

Меркурий получает от центрального светила значительно большое количество энергии.
Из-за вытянутости орбиты поток энергии от Солнца варьируется примерно в два раза.
Большая продолжительность дня и ночи приводит к тому, что проявляются яркостные температуры на «дневной» и на «ночной» сторонах поверхности Меркурия (температура может изменяться примерно от 600 К до 100 К).
Поверхность Меркурия, покрытая раздробленным веществом базальтового типа, довольно темная.
По наблюдениям с Земли, поверхность Меркурия в целом похожа на поверхность Луны, хотя контраст между темными и светлыми участками выражен слабее. Наряду с кратерами есть холмы и долины.

Атмосфера и физические поля

Над поверхностью Меркурия имеются следы весьма разреженной атмосферы, содержащей гелий, водород, углекислый газ, углерод, кислород и благородные газы.
Близость Солнца обусловливает ощутимое влияние на Меркурий солнечного ветра. Благодаря этой близости воздействие Солнца на Меркурий, должно приводить к возникновению над поверхностью планеты электрического поля, напряженность которого может быть примерно вдвое больше, чем у «поля ясной погоды» над поверхностью Земли, и отличается от последнего сравнительной стабильностью.
На Меркурии имеется магнитное поле.

Венера

Венера, вторая от Солнца и ближайшая к Земле большая планета Солнечной системы.

Параметры движения планеты:

среднее расстояние от Солнца 0,72 а. е.
период обращения 224,7 суток,
вращения 243 суток,
средний радиус 6050 км,
масса 4,9 . 1024 кг.
Атмосфера: CO2 (97%), N2 (ок. 3%), H2O (0,05%), примеси CO, SO2, HCl, HF.
температура у поверхности — 750 К,
давление 107 Па.

На поверхности Венеры обнаружены горы, кратеры, камни. Поверхностные породы Венеры близки по составу к земным осадочным породам. Атмосфера почти целиком состоит из углекислого газа (около 96%), а азота 3,2% .

Движение планеты

Венера движется вокруг Солнца по орбите, располагающейся между орбитами Меркурия и Земли.
Венера — единственная планета Солнечной системы, собственное вращение которой противоположно направлению ее обращения вокруг Солнца.
Период собственного вращения близок к 243 земным суткам.
Из-за «обратного» направления вращения Венеры длительность солнечных суток на ней в 116,8 раз больше, чем на Земле, так что за один венерианский год восход и заход Солнца на Венере происходит всего дважды.
Расстояние от Венеры до Земли изменяется от 38 млн. км до 258 млн. км.
Средняя скорость движения по орбите 34,99 км/с
Венера — наиболее яркое светило земного неба.
В максимуме блеска она достигает -4,4 звездной величины.

Самая «таинственная» планета

Венеру иногда называют одной из самых таинственных планет Солнечной системы: плотный облачный покров окутывает ее поверхность.
Атмосфера на Венере была открыта М. В. Ломоносовым. Наблюдая 6 июня 1761 прохождение Венеры по диску Солнца, он заметил, что в начале прохождения, когда Венера только небольшой частью нашла на солнечный диск, возникло «тонкое как волос сияние», окружившее часть диска планеты, еще не вступившей на солнечный диск.
При схождении Венеры с диска, «появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинялся, чем ближе Венера к выхождению приходила».
Эти наблюдения послужили доказательством наличия атмосферы у Венеры.

Форма и размеры Венеры.

До тех пор пока для исследований Венеры использовались только оптические телескопы, удавалось измерить лишь верхнюю границу радиуса плотного облачного покрова, закрывающего поверхность Венеры. Появление радиоинтерференционных методов позволило перейти к исследованию ее твердой поверхности:

траекторных измерений составляет 6051,5 ± 0,1 км.
радиус верхней границы облаков — 6120 км.

Фигура Венеры

Фигура планеты близка к сферической.
В экваториальной плоскости полуоси эллипсоида равны 6052,02 ± 0,1 км и 6050,99 ± 0,14км полярная полуось равна 6051,54 ± 0,1 км.
Центр масс планеты смещен на 430 ± 120 м.
Объем твердой части Венеры составляет 0,859 объема Земли.
Ускорение свободного падения вблизи твердой поверхности на экваторе Венеры достигает 8,6 м/с2.

Поверхность Венеры

Поверхность Венеры преимущественно равнинная, обнаружены и возвышенных области. Одна из них представляет собой огромное вулканическое плато. Высочайшая вершина — гора Максвелл — высота 12 км. Перепад высот вдоль экватора примерно 5 км. Низшая точка на поверхности — на глубине 2,5 км от среднего уровня.
На поверхности обнаружены кратеры, разломы и другие признаки протекавших на ней интенсивных тектонических процессов. Отчетливо просматриваются и следы ударной бомбардировки.
Поверхность покрыта камнями и плитами различных размеров; поверхностные породы близки по составу к земным осадочным породам.

Некоторые физические и химические параметрыВенеры

Средняя плотность составляет 0,951 г/см3
Масса атмосферы Венеры примерно в 100 раз превышает массу атмосферы Земли.
Преобладающую долю атмосферы составляет: углекислый газ; азота водяного пара, кислорода.
В очень малых количествах имеются также примеси SO2, H2S, CO, HCl, HF.
Облака Венеры состоят в основном из 75-80-процентной серной кислоты.
Концентрация водяного пара увеличивается с высотой, достигая максимума на высоте около 50 км, где она в сто раз выше, чем у твердой поверхности, то есть доля пара на этой высоте приближается к одному проценту.
Давление — около 100 ат, плотность газа почти на два порядка выше, чем в атмосфере Земли.

Макемаке

Еще одна карликовая планета пояса Койпера. Была открыта почти одновременно с Эридой. Названа в честь богини изобилия, которой поклоняются аборигены острова Пасхи.

Из-за своей удаленности от Солнца Макемаке остается слабоизученным объектом. Пока не удается точно установить ее основные физические параметры, но по предварительным расчётам, она занимает четвертое место по размеру и пятое место по массе среди всех планет-карликов. Ее поверхность покрыта метановым льдом и полимерными углеводородами. Постоянной атмосферы у этого объекта пояса Койпера нет.

У Макемаке есть крошечный, очень тусклый спутник. Слабый блеск этой луны затрудняет ее доскональное изучение.

Седна

Единственная известная карликовая планета облака Оорта была открыта в ноябре 2003 года. Названа в честь богини морских зверей в эскимосской мифологии. Считается одним из наиболее удаленных тел Солнечной системы, что очень затрудняет ее исследование.

Известно, что по размерам и массе среди всех планет-карликов ей уступает только Церера. Поверхность Седны – слой метанового и водяного льдов. Постоянной атмосферы небесное тело не имеет. Точную температуру установить пока не удалось.

Из-за высокой эксцентричности орбиты и большой удаленности от Солнца год на Седне самый продолжительный среди известных объектов Солнечной системы. Он длится 11,5 тыс. лет.

Церера: «малышка» в поясе астероидов

Среди известных карликовых планет солнечной системы Церера — самая маленькая и в то же время самая близкая к Земле. Названная в честь богини плодородия, она не входит в Пояс Койпера, а в числе астероидов находится между Юпитером и Марсом. Ей требуется около пяти лет, чтоб обернуться вокруг Солнца. Церера имеет сплюснутую сферу, ее диаметр — 950 километров. С помощью Хаббла были получены снимки, на которых карлик был испещрен кратерами и горами. Ученые предположили, что поверхность объекта покрыта льдом, а под ним может находиться океан. Они также посчитали возможным, наличие на поверхности карбонатов и глины, обеспечивающих теплый слой, в которых возможно зарождение жизни.

Церера

Является крупнейшим объектом и единственной карликовой планетой в поясе астероидов. При этом по массе и размерам занимает последнее место среди своих соседей по группе. Была открыта раньше других карликов – в 1801 году. Свое название Церера получила в честь древнеримской богини плодородия.

Ее поверхность состоит из различных глинистых пород с примесями льда. Под ними залегает толстая ледяная мантия и мелкое каменное ядро. Атмосфера Цереры представляет собой разряженный водяной пар. Спутников у самой маленького карлика не обнаружено.

Таинственные планеты-карлики

Астрономы всего мира продолжают поиск новых планетарных карликов в Солнечной системе. На ее задворках совсем недавно были найдены два транснептуновых объекта, по всем параметрам подходящие под определение карликовых планет. Их именуют Гоблин и Farout.

Обе планеты входят в число самых далеких объектов нашей звездной системы. Гоблин удален от Солнца на 80 астрономических единиц, тогда как Фараут — на 125. Эти тела были найдены в рамках поисков таинственной планеты Нибиру. Точных размеров и массы Гоблина и Farout ученым установить пока не удалось. Известно только, что они покрыты льдом неизвестного химического состава.

Эти таинственные небесные карлики лишь открывают целый ряд новых космических объектов. Вполне возможно, что МАС вновь пересмотрит критерии различных астрономических понятий и список планет, а также планетарных карликов существенно расширится.