Planety karłowate

24 sierpnia 2006 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) na kongresie w Pradze, podjęła się przedefiniowania pojęcia planety. Wówczas osiem z dziewięciu klasycznych planet w naszym Układzie Słonecznym (od Merkurego do Neptuna) pozostało planetami, natomiast Pluton został zdegradowany – uzyskał status planety karłowatej.

Szczypta historii

Począwszy od 1801 roku astronomowie odkryli Ceres i inne ciała między Marsem a Jowiszem, które przez dziesięciolecia uważano za planety. W 1851 roku, kiedy liczba planet osiągnęła 23, astronomowie zaczęli używać słowa asteroida/planetoida dla mniejszych ciał, oddzielając je tym samym od klasycznych planet.

Od czasu odkrycia w 1930 roku Pluton stanowił pewną zagadkę. Przez prawie 50 lat uważano, że Pluton jest większy od Merkurego, ale wraz z odkryciem w 1978 r.oku księżyca Plutona – Charona, stało się możliwe dokładne zmierzenie masy Plutona i ustalenie, że jest ona znacznie mniejsza niż początkowo szacowano. Była to mniej więcej jedna dwudziesta masy Merkurego, co czyniło Plutona zdecydowanie najmniejszą planetą, chociaż wciąż była ponad dziesięć razy masywniejsza od największego obiektu w pasie planetoid. Co więcej, obserwując pewne niezwykłe cechy, takie jak duża ekscentryczność i duże nachylenie orbity, stało się oczywiste, że jest to inny rodzaj ciała niż którakolwiek ze znanych planet. Orbita Plutona jest tak nietypowa, że ​​wielu naukowców początkowo sądziło, że pochodzi on z innego miejsca w kosmosie i w pewnym momencie został schwytany przez grawitację Słońca.

Po odkryciu Eris w 2005 roku, jednego z wielu coraz częściej identyfikowanych obiektów transneptunowych (obiektów znajdujących się dalej od Słońca niż orbita Neptuna), Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) określiła nowe kryteria klasyfikacji planet. Stworzono definicję planet karłowatych, a Pluton został zdegradowany do nowo utworzonej kategorii ciał. Termin planeta karłowata został ukuty przez planetologa Alana Sterna w ramach trójstronnej kategoryzacji obiektów o masie planetarnej w Układzie Słonecznym: planet klasycznych, planet karłowatych i planet satelitarnych. Planety karłowate były zatem postrzegane jako kategoria planet i część astronomów nadal w taki sposób je postrzega.

W większości języków stworzono odpowiedniki, tłumacząc mniej więcej dosłownie określenie „planeta karłowata”: francuskie planète naine, hiszpańskie planeta enano, niemieckie Zwergplanet, rosyjskie karlikovaya planeta (карликовая планета), arabskie kaukab qazm (كوكب قزم), chińskie ǎixíngxīng (矮 行星), koreańskie waesohangseong (왜소행성 / 矮小行星) lub waehangseong (왜행성 / 矮行星), ale w języku japońskim nazywa się je junwakusei (準惑星), co oznacza „quasi-planety” lub „peneplanety”.

Czym są planety karłowate?

Dość cienka umowna granica pomiędzy klasyfikacją poszczególnych obiektów była tematem wielu sporów oraz interpretacji. Po wielu wysiłkach udało się z grubsza ustalić, czym różni się planeta oraz planety karłowatej. Planeta karłowata to ciało niebieskie, które prawie spełnia definicję „prawdziwej” planety. Według IAU, która ustala definicje dla planetologii, pełnoprawna planeta musi:

• Okrążać Słońce.
• Mieć wystarczającą masę, aby osiągnąć równowagę hydrostatyczną i przybrać prawie okrągły kształt.
• Zdominować orbitę i oczyścić ją z innych obiektów.

Planety karłowate, oprócz tego, że nie są księżycami, nie oczyszczają okolic wokół swoich orbit. To jest główny powód, dla którego Pluton stracił swój status: ponieważ dzieli część swojej orbity z pasem Kuipera, gęstym regionem lodowych ciał kosmicznych. W oparciu o tę definicję IAU rozpoznała pięć planet karłowatych: Pluton, Eris, Makemake, Haumea i Ceres. Istnieją jeszcze cztery obiekty „planetarne”, a mianowicie Orcus, Sedna, Gonggong i Quaoar, które większość społeczności naukowej uznaje również za planety karłowate, a sześć kolejnych pretenduje do tego grona. Nie można wykluczyć, że w Pasie Kuipera i dalej, już wkrótce odkryjemy szereg kolejnych tego typu ciał.

Nazwa	Miejsce	Orbita (w latach)	Średnica (km)	% średnicy Księżyca	Księżyce
Orcus	Pas Kuipera	247	910	26%	1
Ceres	Pas Planetoid	4.6	940	27%	0
Pluton	Pas Kuipera	248	2377	68%	5
Haumea	Pas Kuipera	285	1560	45%	2
Quaoar	Pas Kuipera	289	1110	32%	1
Makemake	Pas Kuipera	306	1430	41%	1
Gonggong	Dysk Rozproszony	554	1230	35%	1
Eris	Dysk Rozproszony	558	2326	67%	1
Sedna	Obiekt odłączony	11,400	995	29%	N/A

Trochę interesujących faktów na temat planet karłowatych:

• Ceres to najwcześniej odkryta i najmniejsza z obecnej „żelaznej piątki” planet karłowatych. Znajduje się między Marsem a Jowiszem w pasie planetoid i jest jedyną planetą karłowatą w tym rejonie Układu Słonecznego.
• Ceres traci 6 kg swojej masy co sekundę. Kosmiczny Teleskop Herschela zaobserwował pióropusze pary wodnej wystrzeliwane z powierzchni Ceres; była to pierwsza definitywna obserwacja pary wodnej w pasie asteroid. Dzieje się tak, gdy lodowe fragmenty powierzchni Ceres nagrzewają się i zamieniają w parę.
• Dzień na Haumei trwa 3,9 godziny. Haumea ma wyjątkowy wygląd dzięki swojej rotacji, która jest tak szybka, że ​​kompresuje planetę w kształt jajopodobny. Jej prędkość obrotowa i kolizyjne pochodzenie sprawiają również, że Haumea jest jedną z najgęstszych planet karłowatych odkrytych do tej pory.
• Makemake otrzymała swą nietypową nazwę trzy lata po odkryciu w 2005 roku. Odkrycie Makemake blisko Wielkanocy (31 marca) wpłynęło zarówno na jego nazwę, jak i „przezwisko”. Zanim obiekt został nazwany na cześć twórcy ludzkości i boga płodności w mitach Rapa Nui (rdzennych mieszkańców Wyspy Wielkanocnej), Makemake została nazwana „króliczkiem wielkanocnym” przez swojego odkrywcę – Mike’a Browna.
• Eris była kandydatką na 10 planetę. Eris to najmasywniejsza planeta karłowata w Układzie Słonecznym, przekraczająca masę Plutona o 28%. W związku z tym była poważnym pretendentem do miana dziesiątej planety przed zdefiniowaniem planet karłowatych i degradacją Plutona.
• Jeden dzień na Plutonie to 153,6 godziny, w przybliżeniu 6,4 ziemskiego dnia, co czyni go najwolniej rotującą planetą karłowatą.

Kandydatki i kandydaci

Hygiea, położona w pasie planetoid między Marsem a Jowiszem, nadal budzi kontrowersje. Jest czwartym co do wielkości obiektem w pasie za Ceres, Westą i Pallas i spełnia wszystkie kryteria niezbędne do sklasyfikowania jej jako planety karłowatej. W czym więc problem? Kryterium tego, czy jest wystarczająco masywna, aby uformować kulisty kształt, jest kwestią sporną. 

120347 Salacia
Odkryta w 2004 roku, jest obiektem transneptunowym w pasie Kuipera, o średnicy około 850 kilometrów. Nazwana na cześć rzymskiej bogini słonych wód – Salacji. Posiada jeden znany księżyc o nazwie Actaea, o średnicy ok 285 km. Oba ciała obiegają wspólny środek masy w ciągu 5,5 dnia. Salacia krąży wokół Słońca (w ciągu ok. 274 lat) w średniej odległości, która jest nieco większa niż odległość Plutona. W tym momencie układ znajduje się około 44,8 jednostek astronomicznych od Słońca. Status Salacii jest sporny, ponieważ jej gęstość jest dyskusyjna. Nie jest pewne, czy może istnieć w równowadze hydrostatycznej.

(307261) 2002 MS4
Został odkryty w 2002 roku przez Chada Trujillo i Michaela Browna, a jego archiwalne zdjęcia sięgają 8 kwietnia 1954 roku. Obecnie 2002 MS4 znajduje się 46,4 j.a. od Słońca. Z szacowaną średnicą 934±47 kilometrów, jest obiektem porównywalnym pod względem wielkości do Ceres i największym nienazwanym obiektem w Układzie Słonecznym. Naukowcy potrzebują więcej danych, aby ustalić, czy 2002 MS4 jest planetą karłowatą, czy nie.

(55565) 2002 AW197
Odkryta w Obserwatorium Palomar w 2002 roku. Okrąża Słońce w odległości 40,9-53,2 j.a. raz na 322,6 lat. Jego okres rotacji wynosi 8,8 godziny i jest umiarkowanie czerwony (podobny do Quaoar) i nie ma widocznej geologii planetarnej. Jego niskie albedo utrudnia ustalenie, czy jest to planeta karłowata.

174567 Varda
Planetoida została odkryta 21 czerwca 2003 roku przez Jeffreya Larsena w Narodowym Obserwatorium Kitt Peak. Nazwana imieniem Vardy – postaci fikcyjnej z Silmarillionu J.R.R. Tolkiena – istoty nadprzyrodzonej, twórczyni gwiazd świecących nad Śródziemiem. Przed jej nadaniem planetoida nosiła oznaczenie tymczasowe 2003 MW12 i stały numer 174567. W 2020 roku planetoida znajdowała się w odległości ok. 46,4 ja.a od Słońca. Już po odkryciu udało się ją zlokalizować na wcześniejszych zdjęciach wykonanych począwszy od 19 marca 1980 roku. Status Vardy jako planety karłowatej jest niepewny, ponieważ jej rozmiar i albedo sugerują, że może nie być w pełni stałym ciałem. W 2011 roku doniesiono o odkryciu księżyca planetoidy na zdjęciu wykonanym 26 kwietnia 2009 roku przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Ma on średnicę około 361 km i krąży wokół Vardy w odległości około 4800 km w czasie 5,75 dni. Został nazwany Ilmarë, od imienia służebnicy Vardy.

(532037) 2013 FY27
Odkryta w 2014 roku planetoida o średnicy ok. 740 km posiada naturalnego satelitę odkrytego 4 lata później, którego średnicę szacuje się na 190 km. Orbita (532037) 2013 FY27 jest nachylona pod kątem 33° do ekliptyki. Ciała te krążą w średniej odległości ponad 58 j.a. od Słońca (obecnie blisko aphelium – ok. 80 j.a.), a na jeden obieg potrzebują ok. 448 lat. Naukowcy potrzebują więcej danych na temat masy i gęstości obiektu, aby ustalić, czy jest to planeta karłowata, czy nie.

(208996) 2003 AZ84
Planetoida o wydłużonym kształcie, odkryta 13 stycznia 2003 roku w Obserwatorium Palomar. Jej najdłuższa oś ma około 940 kilometrów. Należy do plutinów (plutonków) – grupy obiektów nazwanych na cześć jej największego członka Plutona, ponieważ krąży w Pasie Kuipera w rezonansie 2:3 z Neptunem. Orbita (208996) 2003 AZ84 nachylona jest do płaszczyzny ekliptyki pod kątem 13,57°. Na jeden obieg wokół Słońca ciało to potrzebuje ok. 246 lat, krążąc w średniej odległości 39,27 j.a. od naszej dziennej gwiazdy. Charakterystyczny kształt jest prawdopodobnie spowodowany szybkim tempem rotacji wynoszącym 6,71 godziny, podobnym do innych planet karłowatych, takich jak Haumea. Nie wiadomo, czy ten obiekt skompresował się do postaci w pełni stałej, a zatem jego status wśród astronomów jest nadal niepewny.

---

1. www.visualcapitalist.com/the-dwarf-planets/
2. https://www.space.com/15216-dwarf-planets
3. https://www.asc-csa.gc.ca/dwarf-planets.asp

 

2 978 views