Знакомство с карликовыми планетами. Макемаке — планета с временной атмосферой

Макемаке — космическое тело с твердой поверхностью и третья по величине карликовая планета нашей Солнечной системы находится в отдаленной области космоса – поясе Койпера за орбитой Плутона.

После открытия планеты в 2005 году астрономы долгое время не могли определить размеры Макемаке, однако некоторые ученые предполагали, что она меньше Плутона.

Во время наблюдений за Макемаке в 2010 году при помощи космического телескопа Спитцера, исследователи вычислили диаметр планеты — 1400-1600 км. Этого размера достаточно, чтобы Макемаке обогнала другую карликовую планету, Хаумеа, и стала третьей по размеру среди подобных планет. Кроме того, выяснилось, что Макемаке представляет собой слегка сплюснутый шар, который совершает полный оборот вокруг Солнца за 310 земных лет.

Изучая карликовую планету, астрономы пришли к выводу, что на поверхности Макемаке присутствуют метан и этан в замерзшем состоянии в виде зерен, а также азот. Зёрна метана имеют размер около 1 см, а этана около 0,1 мм. Азота на Макемаке совсем немного, небольшая его примесь содержится в метановом льду. Считается, что запасы азота исчерпались за всё время существования планеты. По всей вероятности, значительная его часть была унесена планетарным ветром.

Астрономы также полагают, что на поверхности планеты есть толины, обладающие красным оттенком, из-за них Макемаке кажется слегка красноватой. Толины — это органические вещества. Они являются смесью разных органических сополимеров (веществ, цепочки молекул которых состоят из двух или более структурных звеньев). Оттенки, характерные для толинов – красновато-коричневый или красновато-оранжевый. Толины образуются каждый раз, когда ультрафиолетовый свет Солнца взаимодействует с этаном и метаном.

Интересное явление происходит с атмосферой Макемаке. Когда планета, двигаясь по своей орбите, приближается к Солнцу, зернистые метан и этан нагреваются и под тепловым воздействием переходят в своё обычное газообразное состояние. Затем эти газы поднимаются вверх и окружают планету атмосферным слоем. Метаново-этановая атмосфера существует до тех пор, пока Макемаке находится в столь благоприятной «зоне тепла». Когда планета начинает удаляться от Солнца, продвигаясь в более холодную космическую местность, метан и этан замерзают. Они снежными хлопьями осыпаются на поверхность и там принимают вид зёрен.

Открытие планеты

Первыми людьми, открывшими эту планету, были астрономы Майкл Браун, Дэвид Рабиновиц и Чедвик Трухильо. Они обнаружили Макемаке 31 марта 2005 года – через несколько дней после праздника Пасхи, который в тот год пришелся на 27 марта. Поскольку объект был открыт почти сразу после праздника, ученые хотели назвать новую планету именем, как-то связанным со словом “пасха”. Планете решено было дать имя мифологического бога рапануйцев — жителей острова Пасхи, Маке-маке — бога изобилия и создателя человечества.

Интересные факты

На планете есть некоторые участки, которые видятся как темные линии и недоступны для наблюдения. Это происходит из-за того, что ближний инфракрасный спектр Макемаке отмечен сильными линиями поглощения метана. На частотах этих линий атомы поглощают кванты электромагнитного излучения, после чего переизлучают кванты в произвольном направлении, и масса вещества, составляющего поверхность планеты, начинает рассеивать излучения в разные стороны.

В марте 2016 года на орбите планеты был обнаружен спутник, который получил название MK 2. Диаметр луны Макемаке равен 160 километрам, а обращается тело вокруг планеты за 12 земных суток. Любопытно, что MK 2 — очень темный объект, в то время как Макемаке имеет довольно яркую поверхность из-за ледяного метана.

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Наука

Расположенная на самом краю Солнечной системы таинственная карликовая планета Макемаке наконец-то вышла из сумрака и была замечена астрономами, которые теперь могут хорошо разглядеть младшую сестру Плутона.

Открытая в 2005 году планета Макемаке, названная в честь полинезийского бога, является одним из пяти известных объектов, похожих на Плутон, которые заставили астрономов в 2006 году пересмотреть понятие "планеты" и создать новую группу "карликовых планет" . Макемаке всего немного меньше Плутона и так же, как и он, вращается за пределами орбиты Нептуна. Ученые ожидали, что эта карликовая планета имеет атмосферу, однако недавно было доказано, что это не так.

Исследование карликовой планеты

Международная группа астрономов смогла впервые проверить физические характеристики Макемаке с помощью трех мощнейших телескопов Европейской южной обсерватории в Чили. Ученые наблюдали за изменением света далекой звезды, когда карликовая планета проходила перед ней транзитом.

"Эти явления невероятно сложно предсказать и наблюдать. Однако это единственный способ получить точные данные о важных свойствах карликовых планет" , - говорит Жозе Луи Ортиз (Jose Luis Ortiz) , руководитель новых исследований, астроном из испанского Института астрофизики Андалусии. Он добавил, что это все равно, что изучать монеты, которые расположены на расстоянии 50 километров и более.


Ортиз и его команда узнали, что у Макемаке нет атмосферы, когда свет звезды, расположенной за ней, вдруг резко стал слабее, а после транзита карликовой планеты резко стал ярким. Ученые сообщили, что это значит, что у планеты нет постоянной глобальной атмосферы так же, как и у ее соседа Плутона. Если бы у Макемаке была атмосфера, свет звезды постепенно бы менялся во время ее транзита.

Куда пропала атмосфера планеты?

Новые исследования пролили свет на некоторые особенности Макемаке и не только смогли доказать, что она лишена атмосферы. Они также сумели более точно вычислить ее размер и понять, какой поверхностью она обладает. "Мы полагаем, что Макемаке - это шар, немного сплющенный у полюсов и покрытый белым льдом, в основном льдом метана , - сказал Ортиз. – Однако есть указания на то, что на ней имеется органический материал, по крайней мере, в некоторых районах. Этот материал обычно рыжего цвета, но сама поверхность планеты довольно темная".


Почему у Макемаке отсутствует атмосфера, пока остается загадкой, но у Ортиза есть предположения. Плутон покрыт азотным льдом. Когда Солнце нагревает этот летучий материал, он тут же превращается в газ, который создает атмосферу. У Макемаке на поверхности нет азотного льда, поэтому атмосфере образоваться не из чего.


Карликовая планета имеет меньшую массу и более слабое гравитационное поле, чем Плутон. Это означает, что в течение нескольких миллиардов лет Макемаке потеряла весь свой азот. Метановый лед также может превращаться в газ при нагреве. Однако, по мнению Ортиза, из-за того, что карликовая планета очень сильно удалена от Солнца, его лучи не способны отогреть метан, который находится на ее поверхности в твердом состоянии в виде льда. Даже если метан превратится в газ, его хватит только на 10 процентов атмосферы.

Карликовая планета, плутоид, классический объект пояса Койпера. Первоначально обозначался как 2005 FY9, позже получил номер 136472. Согласно данным астрономов Паломарской обсерватории (Калифорния), имеет диаметр от 50 % до 75 % диаметра Плутона и занимает третье (или четвёртое) место по диаметру среди объектов пояса Койпера. В отличие от других крупных транснептуновых объектов, у Макемаке пока не обнаружено спутников, и поэтому его масса и плотность пока остаются неопределёнными.

Макемаке — карликовая планета

Объект открыт 31 марта 2005 года группой, возглавляемой Майклом Брауном (Michael E. Brown). Объявлено об открытии 29 июля 2005 года - в один день с двумя другими крупными транснептуновыми объектами: и Эридой. У Клайда Томбо в 1930 году была возможность наблюдать Макемаке, так как объект в то время находился всего в нескольких градусах от эклиптики, на границе созвездий Тельца и Возничего, а его видимая звёздная величина составляла 16m. Однако это слишком близко к Млечному Пути, что сильно затрудняло его наблюдение. Томбо в течение ещё нескольких лет после открытия Плутона продолжал поиски других транснептуновых объектов, однако потерпел неудачу.

В июле 2008 года Международный астрономический союз по предложению Майкла Брауна присвоил объекту название Макемаке - в честь божества рапануйской мифологии. Браун объяснил свой выбор названия тем, что объект был открыт накануне праздника Пасхи (рапануйцы - аборигены острова Пасхи).

В 2009 году Макемаке находился на расстоянии 52 а. е. от Солнца, т. е. почти у самого афелия. Орбита Макемаке, так же, как и орбита Хаумеа, наклонена на 29° и имеет эксцентриситет около 0,16. Но, одновременно с этим, ее орбита расположена чуть дальше, чем орбита Хаумеа, и по большой полуоси, и по перигелию. Период обращения объекта вокруг Солнца составляет 310 лет, против 248 у Плутона и 283 у Хаумеа. Свой афелий Макемаке пройдёт в 2033 году.


В отличие от плутино, классические объекты пояса Койпера, к которым принадлежит и , не имеют орбитального резонанса с Нептуном (2:3) и не зависят от его возмущений. Также как и другие объекты пояса Койпера, Макемаке имеет небольшой эксцетриситет.

По решению Международного Астрономического союза в 2006 году Макемаке был включён в отряд карликовых планет. 11 июня 2008 года МАС объявил о выделении в классе карликовых планет подкласса плутоидов. В него был включён и Макемаке, наряду с Плутоном и Эридой.

Карликовая планета Макемаке: интересные факты

В настоящее время объект является вторым по видимой яркости после Плутона, имея видимую звёздную величину 16,7m. Этого достаточно, чтобы быть видимым в большой любительский телескоп. Исходя из альбедо Макемаке, можно сделать вывод, что температура на его поверхности равна приблизительно 30 °К. Размер карликовой планеты точно неизвестен, но, согласно исследованиям, проведённым в инфракрасном диапазоне телескопом Спитцер, и в сравнении со спектром Плутона, принято считать, что его диаметр составляет около 1500+400?200 км. Это чуть больше диаметра Хаумеа, что, возможно, делает Макемаке третьим по размеру траснептуновым объектом после Эриды и Плутона. Абсолютная звёздная величина этой карликовой планеты равна?0,48m, что гарантирует достаточность её размеров для того, чтобы быть сфероидом. Масса~4?1021 кг.

В письме, направленном в журнал «en:Astronomy and Astrophysics», Ликандро и другие сообщали об исследованиях, проведённых в видимом диапазоне и длинноволновой области инфракрасного диапазона Макемаке. Они использовали William Herschel Telescope и Telescopio Nazionale Galileo и обнаружили, что поверхность Макемаке сходна с поверхностью Плутона. Также были обнаружены полосы поглощения метана. Метан был обнаружен и на Плутоне и Эриде, но в гораздо меньших количествах.

Исследования показали, что поверхность Макемаке может быть покрыта зёрнами метана не менее 1 см в диаметре. Также не исключено наличие, причём в большом количестве, этана и толина, возникшие из метана в результате фотолиза по воздействием солнечного излучения. Также предполагается наличие замороженного азота, хотя и не в таком количестве, как на Плутоне или, тем более, на Тритоне.

Предполагается, что основным компонентом разрежённой атмосферы Макемаке может быть азот.

В 2007 году группа испанских астрономов под руководством Х. Ортиса установила по изменению яркости Макемаке его период вращения - 22,48 часа. В 2009 году новые измерения колебаний яркости, выполненные американскими астрономами, дали новое значение периода - 7,77 часа (примерно втрое меньше). Авторы исследования предположили, что мы сейчас видим Макемаке почти с полюса, и для точного определения периода надо подождать несколько десятилетий.


спутников не имеет. Спутники, если они существуют, были бы обнаружены, даже если яркость составляла бы 1% от яркости карликовой планеты, а расстояние до Макемаке составляло бы 0,4 угловой секунды и больше.

Астрономы обнаружили у одной из самых крупных и второй по яркости (после Плутона) ледяных карликовых планет Макемаке спутник. Об этом сообщается на сайте НАСА.

Небесное тело с шифром S/2015 (136472) и именем MK 2 в 1,3 тысячи раз тусклее Макемаке. Спутник вращается вокруг карликовой планеты на расстоянии около 21 тысячи километров и в диаметре достигает 160 километров. В случае, если MK 2 движется по круговой орбите вокруг Макемаке, период его обращения равен как минимум 12 суткам.

Форма орбиты важна для выяснения происхождения спутника. В случае, если она круговая, это может означать происхождение MK 2 в результате столкновения Макемаке с другим небесным телом из пояса Койпера (расположенного на расстоянии от 30 до 55 астрономических единиц от Солнца). Если траектория движения MK 2 вокруг карликовой планеты вытянута, спутник мог быть захвачен небесным телом из пояса Койпера несколько миллиардов лет назад.

Фото: A. Parker and M. Buie (SwRI) / NASA / ESA

Открытие MK 2 также может объяснить наблюдаемые при исследовании Макемаке инфракрасные аномалии: несмотря на то, что поверхность карликовой планеты яркая и холодная, ее температура в некоторых районах выше, чем в окружающих областях. Причиной этого может быть темная поверхность небесного тела.

Низкую яркость и серый цвет MK 2 (по сравнению с карликовой планетой) ученые объясняют ее невысокой массой: лед в результате сублимации под действием солнечного излучения переходит в газообразное состояние и таким образом не задерживается на поверхности спутника. Это делает его похожим на комету.

Видео: NASA Goddard / YouTube

MK 2 астрономы обнаружили при помощи научного инструмента Wide Field Camera 3 космического телескопа Hubble. Для обнаружения спутника у Макемаке использовалась та же техника, что и в 2005, 2011 и 2012 для исследования малых лун Плутона. Наблюдения проводились в апреле 2015 года и только к настоящему времени удалось завершить их анализ. На представленном НАСА снимке MK 2 заметен как небольшое яркое тело вблизи Макемаке. В дальнейшем астрономы планируют уточнить параметры орбиты, размеры и массу луны.



Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!