В январе 2016 года ученые объявили, что в Солнечной системе, возможно, есть еще одна планета. Ее ищут многие астрономы, исследования пока приводят к неоднозначным выводам. Тем не менее первооткрыватели Планеты Х уверены в ее существовании. рассказывает о последних результатах работы в этом направлении.
О возможном обнаружении за пределами орбиты Плутона Планеты Х астрономы и Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института (США). Девятая планета Солнечной системы, если она существует, примерно в 10 раз тяжелее Земли, а по своим свойствам напоминает Нептун - газовый гигант, самую далекую из известных планет, вращающихся вокруг нашего светила.
По оценкам авторов, период обращения Планеты Х вокруг Солнца - 15 тысяч лет, ее орбита сильно вытянута и наклонена относительно плоскости земной орбиты. Максимальное удаление от Солнца Планеты Х оценивается в 600-1200 астрономических единиц, что выводит ее орбиту за пределы пояса Койпера, в котором располагается Плутон. Происхождение Планеты Х неизвестно, но, как полагают Браун и Батыгин, этот космический объект 4,5 миллиарда лет назад был выбит из протопланетного диска вблизи Солнца.
Эту планету астрономы обнаружили теоретически, анализируя оказываемое ею на другие небесные тела в поясе Койпера гравитационное возмущение - траектории шести крупных транснептуновых объектов (то есть расположенных за орбитой Нептуна) оказались объединены в один кластер (со сходными аргументами перигелия, долготой восходящего узла и наклонением). Вероятность ошибки в своих расчетах Браун и Батыгин изначально оценили в 0,007 процента.
Где именно находится Планета Х - неизвестно, какую часть небесной сферы следует отслеживать телескопам - непонятно. Небесное тело расположено настолько далеко от Солнца, что заметить его излучение современными средствами крайне сложно. А доказательства существования Планеты Х, основанные на оказываемом ею гравитационном влиянии на небесные тела в поясе Койпера, - лишь косвенные.
Видео: caltech / YouTube
В июне 2017 года астрономы из Канады, Великобритании, Тайваня, Словакии, США и Франции результаты поиска Планеты Х с использованием каталога транснептуновых объектов OSSOS (Outer Solar System Origins Survey). Были изучены элементы орбиты восьми транснептуновых объектов, на движение которых Планета Х должна была бы повлиять - объекты сгруппировались бы определенным образом (кластеризовались) по своим наклонениям. Среди восьми объектов четыре рассмотрены впервые, все они удалены от Солнца на расстояние более 250 астрономических единиц. Оказалось, что параметры одного объекта, 2015 GT50, не укладываются в кластеризацию, что заставило усомниться в существовании Планеты Х.
Однако первооткрыватели планеты Х полагают, что 2015 GT50 не противоречит их расчетам. Как отметил Батыгин, численное моделирование динамики Солнечной системы, включающее Планету Х, показывает, что за пределами большой полуоси в 250 астрономических единиц должны существовать два кластера небесных тел, чьи орбиты выровнены Планетой Х: один - стабильный, второй - метастабильный. Хотя объект 2015 GT50 не входит ни в один из этих кластеров, он все равно воспроизводится моделированием.
Батыгин полагает, что может быть несколько таких объектов. Вероятно, с ними связано положение малой полуоси Планеты Х. Астроном подчеркивает, что с момента опубликования данных о Планете Х на ее существование указывают уже не шесть, а 13 транснептуновых объектов, из них к стабильному кластеру относятся 10 небесных тел.
Пока одни астрономы сомневаются в Планете Х, другие находят новые свидетельства в ее пользу. Испанские ученые Карлос и Рауль де ла Фуэнте Маркос исследовали параметры орбит комет и астероидов в поясе Койпера. Обнаруженные аномалии движения объектов (корреляции между долготой восходящего узла и наклонением) легко объясняются, по мнению авторов, присутствием в Солнечной системе массивного тела, большая полуось орбиты которого составляет 300-400 астрономических единиц.
Более того, в Солнечной системе может быть не девять, а десять планет. Недавно астрономы из Аризонского университета (США) существование в поясе Койпера еще одного небесного тела, размерами и массой близкими к Марсу. Расчеты показывают, что гипотетическая десятая планета удалена от светила на расстояние 50 астрономических единиц, а ее орбита наклонена к плоскости эклиптики на восемь градусов. Небесное тело оказывает возмущение на известные объекты из пояса Койпера и, скорее всего, в древности находилось ближе к Солнцу. Специалисты отмечают, что наблюдаемые эффекты не объясняются влиянием Планеты Х, расположенной значительно дальше «второго Марса».
В настоящее время известно около двух тысяч транснептуновых объектов. С вводом новых обсерваторий, в частности LSST (Large Synoptic Survey Telescope) и JWST (James Webb Space Telescope), ученые планируют довести число известных объектов в поясе Койпера и за его пределами до 40 тысяч. Это позволит не только определить точные параметры траекторий транснептуновых объектов и, как следствие, косвенно доказать (или опровергнуть) существование Планеты Х и «второго Марса», но также и напрямую обнаружить их.
Постарайся найти в дополнительной литературе, Интернете информацию о новых научных исследованиях планет Солнечной системы. Подготовь сообщение.
Ответ
Новые космические исследования. Плутон перестал быть планетой.
В научных исследованиях планет Солнечной системы самым ярким событием называют недавний пролёт космической станции мимо Плутона, лишившегося статуса планеты.
Пролетев 14 июля 2015 ода всего в 12 500 км от поверхности этого небесного тела, космический аппарат смог собрать огромное количество разнообразных данных, в том числе о климате и геологии этой карликовой планеты. Сейчас идет фаза активной передачи собранных данных на Землю и постепенно перед нами раскрываются особенности рельефа поверхности Плутона в том его месте, которое называется его сердцем. Уже есть предположения, что под поверхностью небесного тела может находиться океан.
На поверхности Плутона были обнаружены движущиеся льдины и целые горы водяного льда, достигающие высоты 3 км, а также молодая поверхность, практически свободная от кратеров и имеющая форму сердца. Это может указывать на наличие под ее поверхностью океана, который может вызывать повышенную геологическую активность небесного тела.
Последние научные исследования планет Солнечной системы ещё не позволяют точно утверждать или опровергать выдвинутые гипотезы, но учёные надеются, что по мере поступления новой более подробной информации, в этот вопрос удастся внести большую ясность.
«Это не было каким-то обычным временным изменением. Это было полноценное пространственное разделение», — говорит Крюйер.
Что-то должно было удерживать их разделенными такое продолжительное время. И этим «чем-то», по мнению авторов исследования, вероятнее всего, являлся молодой Юпитер.
«Вряд ли это было что-то другое», — добавляет Крюйер.
«Это очень интересная работа, дающая очень интересные результаты, хорошо согласующиеся с нашими нынешними представлениями об истории Солнечной системы. Вероятнее всего, все так и было», — комментирует работу исследователей Константин Батыгин, планетарный астрофизик Калифорнийского технологического института, не принимавший участия в исследовании.
Батыгин сравнивает планетологов с детективами. И те и другие исследуют места событий в поиске оставшихся намеков о том, что на самом деле произошло.
«Порой на месте преступления крошечные капли крови на потолке могут рассказать гораздо больше, чем отрезанные конечности», — говорит Батыгин.
Согласно этой аналогии, планеты представляют собой те самые конечности, в то время как метеориты – капли крови. Но, как и при поиске нужных улик, добавляет ученый, всегда остается место для сомнений.
Например, по мнению астронома Юго-Восточного исследовательского института Колорадо Кевина Уолша, все могло быть совсем иначе. В то время структура протодиска Солнечной системы могла сама разделить метеориты на группы.
«Хотя никто не исключает варианта, что мы просто плохо понимаем особенности распределения метеоритов и астероидов в ранней Солнечной системе, и планета с массой Юпитера на самом деле могла и не играть столь значимой роли во всем этом».
Тем не менее новое исследование пока только подтверждает более ранние идеи о молодой Солнечной системе и в частности эволюции Юпитера. Например, согласно одной из них, носящей название гипотезы большого отклонения, Юпитер начал менять орбиту в ранний период истории Солнечной системы, причем сначала планета приближалась к Солнцу, а затем начала удаляться от светила - подобно лавирующей яхте (отсюда и название, взятое из парусного спорта). Идея была предложена самим Уолшем и получила поддержку других ученых в 2011 году.
Притягивание к Солнцу могло происходить ровно до того момента, пока не сформировался Сатурн, который начал тянуть Юпитер обратно от светила. Такая перетяжка, в свою очередь, могла стать причиной объединения групп метеоритов в единый пояс. Более того, по мнению некоторых ученых, молодой и массивный Юпитер может являться объяснением тому, почему наша Земля получилась относительно маленькой и имеет относительно тонкую атмосферу.
«С галактической точки зрения мы являемся жителями очень странной планеты», — комментирует Батыгин.
Научные данные указывают, что Земля появилась из солнечной туманности примерно через 100 миллионов лет после формирования системы и к этому моменту обладала слишком малой гравитацией, «чтобы нарастить богатую водородом и гелием атмосферу», как правило, встречающуюся у других миров. Благодарить за это нужно Юпитер, который буквально высосал большинство этого материала себе.
Охотники за экзопланетами, наблюдающие за другими звездными системами, обнаружили несколько супер-Земель – планет размером больше Земли, но меньше таких газовых гигантов, как Нептун. Несколько из этих экзопланет больше Земли всего в два раза и находятся в обитаемых зонах своих звезд. По мнению Крюйера, причиной, по которой наша Солнечная система лишена супер-Земель, как раз заключается в Юпитере и его влиянии.
«Даже в своем младенчестве Юпитер оказал серьезное влияние на динамику и эволюцию Солнечной системы. Несмотря на то, что это влияние сейчас сократилось, полностью он его не утратил. Даже через миллион лет Юпитер будет играть важную роль в том, как будет выглядеть наша система», — соглашается Джонсон.
Пожалуй, всем известно, что кусочек Вселенной, приютивший нас, зовется Солнечной системой. Горячая звезда вместе с окружающими ее планетами начала свое формирование около 4,6 млрд лет назад. Тогда произошел части молекулярного межзвездного облака. Центр коллапса, где скопилась большая часть вещества, впоследствии стал Солнцем, а окружившее его протопланетное облако породило все прочие объекты.
Информация о Солнечной системе первоначально собиралась лишь во время наблюдения за ночным небом. По мере усовершенствования телескопов и других приборов ученые узнавали все больше об окружающем нас космическом пространстве. Однако все самые интересные факты о Солнечной системе удалось получить лишь после - в 60-х годах прошлого века.
Состав
Центральный объект нашего кусочка Вселенной — это Солнце. Вокруг него обращается восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Дальше последнего размещаются так называемые Транснептуновые объекты, в число которых входит и Плутон, лишенный в 2006 году статуса планеты. Его и еще несколько космических тел отнесли к малым планетам. Восемь главных после Солнца объектов подразделяются на две категории: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и огромные планеты Солнечной системы, интересные факты о которых начинаются с того, что они практически полностью состоят из газа. К ним относятся Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Между Марсом и Юпитером пролегает Астероидный пояс, где расположено множество астероидов и малых планет неправильной формы. За орбитой Нептуна пролегает пояс Койпера и связанный с ним рассеянный диск. Пояс астероидов в основном содержит объекты, состоящие из горных пород и металлов, тогда как Пояс Койпера заполнен телами изо льда различного происхождения. Объекты рассеянного диска также имеют по большей части ледяной состав.
Солнце
Интересные факты о Солнечной системе стоит начинать рассказывать с ее центра. Гигантский раскаленный шар с внутренней температурой свыше 15 миллионов градусов сосредоточил в себе более 99% массы всей системы. Солнце относится к звездам третьего поколения, оно находится примерно на середине своего жизненного цикла. Его ядро — место непрерывных в результате которых водород превращается в гелий. Этот же процесс приводит к образованию огромного количества энергии, которое затем попадает в том числе и на Землю.
Будущее
Примерно через 1,1 млрд лет Солнце израсходует большую часть водородного топлива, его поверхность максимально нагреется. В это время, вероятнее всего, на Земле исчезнет практически вся жизнь. Условия позволят сохраниться лишь организмам в глубинах океана. Когда возраст Солнца будет 12,2 млрд лет, оно превратится в Внешние слои звезды при этом достигнут орбиты Земли. Наша планета в это время либо перейдет на более удаленную орбиту, либо будет поглощена.
На следующей стадии развития Солнце потеряет свою внешнюю оболочку, которая превратится в с белым карликом, представляющим собой ядро Солнца - размером с Землю - в центре.
Меркурий
Пока Солнце относительно стабильно, будет продолжаться и исследование планет Солнечной системы. Первое космическое тело достаточно большого размера, которое можно встретить, если удаляться от нашей звезды к окраинам системы, — это Меркурий. Ближайшую к Солнцу и одновременно самую маленькую планету исследовал аппарат "Маринер-10", сумевший заснять его поверхность. Изучение Меркурия затрудняется его соседством со светилом, поэтому на протяжении многих лет он оставался плохо изученным. После "Маринера-10", запущенного в 1973 году, у Меркурия побывал "Мессенджер". Космический аппарат начал свою миссию в 2003 году. Он несколько раз подлетал к планете, а в 2011 стал ее спутником. Благодаря этим исследованиям информация о Солнечной системе значительно расширилась.
Сегодня нам известно, что, хотя Меркурий и ближе всего к Солнцу, он не является самой горячей планетой. Венера в этом плане его сильно опережает. У Меркурия нет настоящей атмосферы: ее сдувает солнечный ветер. Для планеты характерна газовая оболочка с крайне малым давлением. День на Меркурии равен практически двум земным месяцам, при этом год длится 88 суток нашей планеты, то есть меньше двух меркурианских дней.
Венера
Благодаря полету "Маринера-2" интересные факты о Солнечной системе, с одной стороны, оскудели, а с другой — обогатились. До получения информации от этого космического аппарата Венера считалась обладательницей умеренного климата и, возможно, океана, рассматривалась вероятность обнаружения жизни на ней. "Маринер-2" развеял эти мечты. Исследования этого аппарата, а также нескольких других обрисовали довольно неприветливую картину. Под слоем атмосферы, по большей части состоящей из углекислого газа, и облаками из серной кислоты расположена раскаленная почти до 500 ºС поверхность. Здесь нет воды и не может быть известных нам форм жизни. На Венере даже космические аппараты не выдерживают: они плавятся и сгорают.
Марс
4 планета Солнечной системы и последняя из землеподобных — это Марс. Красная планета всегда привлекала внимание ученых, она остается центром исследований и сегодня. Марс изучался многочисленными «Маринерами», двумя «Викингами» и советскими «Марсами». Долгое время астрономы полагали найти на поверхности Красной планеты воду. Сегодня известно, что когда-то давно Марс выглядел совершенно иначе, чем сейчас, возможно, на нем была вода. Существует предположение, согласно которому изменению характера поверхности способствовала столкновение Марса с огромным астероидом, оставившим след в виде пяти кратеров. Результатом катастрофы стало смещение полюсов планеты практически на 90º, значительное усиление вулканической активности и движения литосферных плит. Одновременно произошли и климатические изменения. Марс лишился воды, атмосферное давление на планете значительно снизилось, поверхность стала напоминать пустыню.
Юпитер
Большие планеты Солнечной системы, или газовые гиганты, отделены от землеподобных Астероидным поясом. Ближайшим из них к Солнцу является Юпитер. По своим размерам он превосходит все остальные планеты нашей системы. Газовый гигант изучался при помощи аппаратов "Вояджер" 1 и 2, а также "Галилео". Последний зафиксировал падение на поверхность Юпитера осколков кометы Шумейкеров-Леви 9. Уникальным было как само событие, так и возможность его наблюдать. В результате ученые смогли получить не только ряд интересных изображений, но и некоторые данные о комете и составе планеты.
Само падение на Юпитер отличается от подобного на космические тела земной группы. Осколки даже огромных размеров не могут оставить кратера на поверхности: Юпитер практически полностью состоит из газа. Комета была поглощена верхними слоями атмосферы, оставила на поверхности темные следы, которые вскоре исчезли. Интересно, что Юпитер, благодаря своим размерам и массе, выполняет роль своеобразного защитника Земли, уберегая ее от различного космического мусора. Считается, что газовый гигант сыграл не последнюю роль в возникновении жизни: любой из осколков, упавших на Юпитер, на Земле мог привести к массовому вымиранию. А если бы такие падения происходили часто на ранних этапах развития жизни, возможно, люди не существовали бы до сих пор.
Сигнал братьям по разуму
Исследование планет Солнечной системы и в целом космоса не в последнюю очередь осуществляется с целью поиска условий, где может зародиться или уже появилась жизнь. Однако таковы, что человечество может не справиться с задачей и за все время, отведенное ему. Поэтому аппараты "Вояджер" были оснащены круглой алюминиевой коробочкой, содержащей видеодиск. На нем размещена информация, по мнению ученых, способная объяснить представителям других цивилизаций, возможно, существующим в космосе, где находится Земля и кто ее населяет. На изображениях запечатлены ландшафты, анатомическое строение человека, структура ДНК, сцены из жизни людей и животных, записаны звуки: пение птиц, плач ребенка, шум дождя и еще многие другие. Диск снабжен координатами Солнечной системы относительно 14 мощных пульсаров. Пояснения составлены с помощью двоичного года.
"Вояджер-1" примерно в 2020 году покинет пределы Солнечной системы и еще долгие столетия будет бороздить пространства космоса. Ученые полагают, что обнаружение другими цивилизациями послания землян может произойти очень нескоро, в то время, когда уже и наша планета прекратит свое существование. В этом случае диск с информацией о людях и Земле — все, что останется от человечества во Вселенной.
Новый виток
В начале XXI века интерес к сильно возрос. Интересные факты о Солнечной системе продолжают накапливаться. Снаряжаются уточняются данные о газовых гигантах. С каждым годом совершенствуется аппаратура, в частности разрабатываются новые типы двигателей, которые позволят совершать полеты в более удаленные участки космоса с меньшими затратами горючего. Движение научного прогресса позволяет надеяться, что все самое интересное о Солнечной системе вскоре станет частью нашего знания: мы сможем найти подтверждения существования понять точно, что привело к изменению климата на Марсе и каким он был раньше, изучить опаленный Солнцем Меркурий, наконец, построить базу на Луне. Самые смелые мечты современных астрономов даже более масштабны, чем некоторые фантастические фильмы. Интересно то, что достижения техники и физики говорят о реальной возможности осуществления в будущем грандиозных планов.