Интересное о карликовой планете Хаумеа

.

У спутников Хаумеа есть несколько необычных свойств. Считается, что они являются частью семейства Хаумеа (семейство транснептуновых объектов), которое сформировалось миллиарды лет назад из ледяных осколков после того, как большое столкновение разрушило ледяную мантию Хаумеа. На Хииаке, более крупном и более удалённом спутнике, определено большое количество чистого водяного льда на его поверхности — особенность, нечастая среди объектов пояса Койпера]. У Намаки, приблизительно в десять раз меньшей по размеру, орбита с удивительной динамикой: она имеет необычный эксцентриситет и, вероятно, находится под большим влиянием другого спутника

.

Плутон и Харон

Равнина Спутника на Плутоне. Фото: NASA, Johns Hopkins U./APL, Southwest Research Inst.

Формально считается, что Харон является спутником Плутона, однако их часто классифицируют как двойную карликовую планету. Оба тела вращаются вокруг общего центра масс, находящегося между ними вне поверхности Плутона. Кроме Харона у него есть четыре меньших спутника – Никта, Гидра, Кербер и Стикс.

В 2020 году автоматическая межпланетная станция New Horizons («Новые Горизонты») исследовала систему Плутона, проделав путь почти в 5 млрд километров. За время миссии аппарат собрал 6,25 Гб данных, которые отправлял на Землю в течение 469 дней. Аппарат обнаружил тонкую слоистую атмосферу, криогенные вулканы, следы геологической активности, огромные ледники и горы из водяного льда и равнины из замершего азота.

Исследование карликовой планеты Хаумеа | Живой космос

из шести европейских стран объединились, что бы провести наблюдения карликовой планеты Хаумеа, которая имеет на удивление узкое и плотное кольцо, вращающееся вокруг карликовой планеты.

Астрономы Института внеземной физики им. Макса Планка и более 50 других учреждений смогли оценить размер, форму и плотность Хаумеа, которые оказались ближе к теоретическим предсказаниям, чем предыдущие оценки, но все еще оставляют вопросы.

Область пространства

за орбитой Нептуна изобилует интересными объектами, так называемыми TNO (транс-нептунианскими объектами).

Плутон наиболее известен среди четырех известных транс-нептунианских карликов, но астрономы также очень заинтересованы в экзотическом объекте Хаумеа – удлиненном, быстро вращающемся теле, покрытом кристаллическим водяным льдом. Однако многие из его физических, химических и тепловых характеристик пока не были достаточно изучены.

«С момента открытия карлика более десяти лет назад мы знали, что Хаумеа экзотичен, но его свойства были малоизвестны.

Поэтому мы использовали для проведения наблюдений самые мощные телескопы на Земле и в космосе», – объясняет Томас Мюллер (Thomas Müller) из Института внеземной физики, возглавляющий одну из групп этого исследования.

«Потрясающе видеть, как скоординированная команда наблюдателей с телескопами малого и среднего размера сделала впечатляющий вклад в наше понимание Хаумеа и мира ледяных карликовых планет за Нептуном».

Астрономы воспользовались

уникальной возможностью закрытия объектом звезды, чтобы собрать множество наблюдательных данных.

Такие звездные закрытия очень похожи на солнечное затмение; однако вместо Луны, проходящей перед Солнцем, в этом случае небольшое тело в нашей Солнечной системе закрывает собой произвольную фоновую звезду.

Измерение проецируемой тени от объекта на Земле можно перевести в размер объекта и его (проецируемую) форму.

Полученные

при проведении наблюдения данные показали, что объект не обладает атмосферой, но выявленные кратковременные затемнения до и после основного события вызвали вопросы у ученых.

«Мы были очень удивлены, увидев эти вторичные события, которые намекали на дополнительную структуру вокруг карликовой планеты», – говорит Ульрих Хопп (Ulrich Hopp) из Института инопланетной физики им. Макса Планка и Университетской обсерватории Мюнхена.

«Анализ показывает, что эти провалы объясняются узким и плотным кольцом вокруг Хаумеа, поглощающим около половины входящей энергии».

В недавних работах с использованием того же метода были обнаружены кольца вокруг нескольких малых планет во внешней Солнечной системе, такие как Харикло и Хирон, а необъяснимые сигнатуры световой кривой могут указывать на то, что и другие объекты могут иметь кольцевую систему. Отражательная способность кольца Хаумеа похожа на ту, которая была найдена при предыдущих исследованиях. Угол положения кольца совпадает с малой осью Хаумеа, и предполагается, что кольцо лежит в экваториальной плоскости объекта.

Поскольку считается, что Хаумеа

имеет трехосную, эллипсоидную форму, то проведенные исследования не могут обеспечить точную оценку ее размеров. Из измерений, выполненных за несколько дней до и после затемнения, астрономы получили дополнительную информацию о распределении отражаемого в процессе вращения карликом света.

Это дало им возможность получить данные о форме эллипсоида, а также плотности карликовой планеты. Новые результаты намного лучше соответствуют плотности других крупных TNO, чем предыдущие измерения.

Однако полученные результаты несовместимы с представлениями об однородным теле в состоянии гидростатического равновесия.

«Наша Солнечная система не перестает удивлять нас», – восхищается Паола Каселли (Paola Caselli), директор MPE.

«Это новое открытие дает нам новые данные о формировании карликовых планет и, таким образом, ранней истории Солнечной системы.

Я с нетерпением жду последующих наблюдений с привлечением мощных телескопов (включая ALMA и JWST), чтобы исследовать состав спутниковой кольцевой системы Хумеа, а также других TNO».

Источник: https://alivespace.ru/issledovanie-haumea/

Эрида

Эрида практически одного размера с Плутоном, но на 27% массивнее, она содержит больше камня (и меньше льда) чем ее сосед по Поясу Койпера. Поверхность Эриды отражает до 96% света, падающего на нее, что делает ее одним из самых отражающих тел Солнечной системы.

Вероятно, Эрида покрыта тонким слоем богатого азотом и метаном льда, который может образовываться при замерзании атмосферы карликовой планеты при ее удалении от Солнца. У Эриды есть спутник – Дисномия. Именно благодаря ему ученые точно рассчитали массу карликовой планеты.

Хаумеа — карликовая планета пояса Койпера

Хаумеа (гавайск. Haumea) — карликовая планета, плутоид, транснептуновый объект в поясе Койпера.

Согласно данным астрономов из Паломарской обсерватории (Калифорния), имеет размер, сравнимый с размером Плутона, сильно вытянутую форму и период вращения вокруг своей оси около 4 часов.

Имеет 2 спутника с периодами обращения 34 и 49 суток. Названа в честь гавайской богини плодородия и деторождения Хаумеа.

Объект был открыт в 2005 году и тогда ему был присвоен порядковый номер 2003 EL61. На звание первооткрывателей этого объекта претендовали две группы астрономов: из Испании и США. Международный астрономический союз выбрал имя, предложенное американцами. 17 сентября было объявлено о присвоении объекту имени Хаумеа и присвоении ему статуса карликовой планеты.

Общая масса системы Хаумеа определена по орбитам спутников и составляет 28 % массы системы Плутона, обладающего также спутником Харон. Очень быстрое вращение должно искажать её форму.

Действительно, у Хаумеа наблюдаются колебания яркости.

Хотя причиной этих колебаний может быть неоднородность поверхности (как у Плутона, у которого отклонения в яркости достигают 35 %), для Хаумеа причиной изменения яркости является, скорее всего, её вытянутая форма.

В этом случае размеры Хаумеа — около диаметра Плутона «вдоль» и в два раза меньше — «поперёк», и планета Хаумеа занимает третье или четвёртое место среди транснептуновых объектов после Эриды, Плутона и, возможно, Макемаке. Спектр Хаумеа показывает, что её поверхность, как и поверхность Харона, покрыта преимущественно водяным льдом.

Планета Хаумеа: интересные факты

Возможно, этот «волчок» пояса Койпера родился в результате столкновения двух небесных тел. Большая часть лёгких компонентов (метан и водяной лёд) после удара частично испарилась, частично была выброшена в окружающее пространство и впоследствии образовала два спутника (возможно, будут открыты ещё спутники).

Гипотеза столкновения косвенно подтверждается тем, что на похожих орбитах обращаются ещё как минимум три ТНО меньшего размера с аналогичными ей спектрами — возможно, «осколки» Хаумеа и разрушившегося после удара объекта диаметром около 1600 км.

Церера

Ученые называют Цереру «эмбрионом планеты». Сильная гравитация Юпитера не позволила завершиться формированию полноценной планеты и привела к образованию Пояса Астероидов.

У Цереры твердое ядро и мантия из водяного льда, а каменистая, пыльная поверхность покрыта относительно молодыми кратерами со странными названиями. На Церере с помощью автоматической межпланетной станции Dawn («Рассвет») обнаружили криовулкан конической формы высотой 4 км. Он появился около 200 миллионов лет назад — относительно недавно в сравнении с возрастом карликовой планеты – 4,5 млрд лет.

Криовулкан на Церере.

Криовулкан Ахуна Монс может быть аналогом некоторых земных вулканов, которые обычно не извергают лаву струями и фонтанами: вместо этого лава просачивается на поверхность и, затвердевая, образует купол.

Карликовая планета Хаумеа

Хаумеа является четвертной по габаритам карликовой планетой нашей Солнечной системы. Ее относят к плутоидам, транснептуновым объектам (ТНО). Скорость вращения Хаумеи превосходит скоростные показатели всех ранее изученных тел, относящихся к группе объектов Солнечной системы, диаметр которых не превышает 100 км.

История открытия Хаумеи

Открытие

Карликовая планета Хаумеа была обнаружена сразу двумя группами астрономов – из США и Испании. В группу ученых из США вошли: М. Брауна, Д. Рабиновиц и Ч.Трухильо.

Американские ученые обнаружили Хаумею в 2004 году в процессе анализа снимков, сделанных телескопом Самуэл Ошина, функционирующим в Паломарской обсерватории. Но руководитель группы ученых – Майкл Браун, прежде чем обнародовать обнаружение новой планеты, решил сначала более подробно изучить ее.

Только в июле 2005 года им были собраны все необходимые бумаги для официального заявления об открытии.

Но в связи с рождением дочери, все мероприятия, связанные с официальным заявлением об обнаружении нового космического тела, были отложены до крупного Астрономического Совета, который должен был состояться в сентябре 2005. В июле он ограничился лишь единственной публикацией краткого доклада об открытии нового тела.

Группа испанских исследователей состояла из двоих человек – профессора Х. Луиса Ортиса и молодого специалиста П. Сантоса-Санза.

Испанцы обнаружили Хаумею в июле 2005 года, в процессе изучения кадров ночного неба, произведенных посредством мощного телескопа обсерватории Сьерра-Невада.

Через несколько дней данное открытие подтвердилось мощной 20-тисантиметровой машиной, принадлежащей к обсерватории Мальорки.

Ввиду того, что испанцы незамедлительно объявили о своем открытии, им и присвоили звание официальных первооткрывателей карликовой планеты Хаумеа.

Как только М. Браун узнал об этом событии, то немедленно направил свои ранее подготовленные бумаги Ортису.

Через некоторое время он начал связывать открытие Ортиса с утечкой информации со своего компьютера, который зафиксировал факт изучения материалов о Хаумеи каким-либо лицом с территории Испании.

Ученые обнаружил, что некто из Андалузийского Центра Астрономии просматривал материалы и снимки Хуамеи, сделанные его группой. Позднее Ортис признался, что действительно интересовался некоторыми фактами, собранными Брауном, но лишь с целью сверки некоторых деталей.

Название карликовой планеты

При регистрации объекту дали номер 2003 EL61, где 2003 – год, в котором был сделан его первый снимок. До официальной регистрации испанцы дали только что открытому телу код K40506A и негласное название «Санта», так как его обнаружили сразу после католических рождественских праздников в 2004.

В 2006 году Хаумеа наряду с Эридой и Плутоном по общепринятому решению была внесена в список каталога малых планет, в котором она получила свой собственный номер – 136108.

Испанские ученые предложили назвать новую планету Атаэциной – именем языческой богини весны. Но такой вариант был отклонен в связи с тем, что имена подземных божеств были заранее «припасены» специально для космических тел, орбиты которых будут находиться в гравитационном взаимодействии с Нептуном.

По ранее выдвинутым правилам МАС, «обычным» объектам, входящим в область пояса Койпера, должны присваиваться имена, ассоциирующиеся с сотворением. По этой причине ученым Д. Рабиновицом было предложено назвать недавно открытую планету Хаумеей – именем покровительницы деторождения и плодородия, когда-то почитаемой на Гавайях.

В 2008 новая планета стала официально называться Хаумея, вместе с чем она была классифицирована, как 5-я карликовая планета и четвертый плутоид.

Орбита Хаумеи

Орбита Хаумеи отслеживается по старым фотоснимкам до 1955 года, которую ученые охарактеризовали, как умеренно вытянутую с эксцентриситетом 0,1975 и углом наклона к плоскости эклиптики на 28,2°.

Наибольшая полуось орбиты объекта равно 42, 98 а.е. Максимальная дистанция, на которую Хаумея способна «отходить» от звезды – 34,49 а.е.

Эти данные указывают на то, что все прежние доводы по поводу периодического попадания Хаумеи в зону орбиты Нептуна, безосновательны.

Изначально Хаумею считали одним из типичных объектов пояса Койпера, но спустя некоторое время она была вычеркнута из данной группы. Это произошло потому, что ученые начали отмечать ее слабое взаимодействие с газовым гигантом Нептуном, характеризуемое резонансным соотношением 12:7.

Во время исследований, проводимых 2012 году, карликовая планета Хаумеа находилась от нашей звезды на дистанции в 51,54 а. е. – вблизи афелия, преодоленныго объектом еще в 1991-1992 годах. Сегодня Хаумея идет на сближение со звездой.

Абсолютная звездная величина планеты составляет 0,01m, а ее видимый блеск – 17,2m. Это указывает на, что она обладает достаточно сильной яркостью для съемки при помощи среднестатистического любительского телескопа.

Период, за который Хаумея завершает полный круг вокруг звезды равен 281,8 года. Отсюда следует, что ближайшее прохождение перигелия можно ожидать не ранее 2133 года.

Физические характеристики

Форма Хаумеи

Уже при первых исследованиях М. Брауна, проводимых в 2005 году машиной обсерватории Кека, стало ясно, что Хаумеа – «непростой» космический объект. Первым, что привлекло внимание ученых при ее исследованиях – это, конечно же ее чересчур быстрое вращение, при которым форма объекта обычно подвергается значительному искажениям.

Данное предположение также можно объяснить тем, что у карликовой планеты наблюдаются сильные колебания яркости. Не исключено, что причиной такой большой амплитуды колебаний является неоднородная поверхность Хаумеи. Но что касается причины изменения степени яркости, то версия о том, что она вызвана искаженной формы планеты, наиболее вероятна.

Также в процессе моделирования ученые констатировали, что форма Хаумеи максимально близка к форме эллипсоида Якоби. Если это так, то диаметр Хаумеи «вдоль» будет вдвое больше, чем «поперек».

В процессе этих же исследований удалось установить, что эта карликовая планета занимает третью или четвертую позицию в списке ТНО после таких крупных планет, как Плутон, Эрида и, вероятно, Макемаке.

В 2007 ученые обнародовали итоги вычислений диаметра и альбедо Хаумеи. Данные исследования осуществлялись за счет Спитцера – космического телескопа. Ученые обнаружили, что диаметр Хаумеи приблизительно равен 1150+250-100 км.

Если говорить конкретно о массовых показателях планеты, то они были вычислены по орбитальным показателям ее лун. В ходе наблюдений было выявлено, что масса объекта составляет почти 32% от массы Плутона, и 24% от Эриды.

Также в ходе данных наблюдений специалисты смогли определить и плотность объекта, которая составила 2,6-3,34 г/см³.

Это говорит о том, что плотность Хаумеи достаточно высока, в отличии от иных тел, причисляемых к поясу Койпера.

Пока ученым не удалось выяснить наклон оси вращения Хаумеи по отношению к ее орбитальной плоскости, что сегодня делает невозможным описание точной формы карликовой планеты.

Химический состав Хаумеи

Почти сразу после обнаружения, в 2005 году, было незамедлительно проведено подробное исследование спектра Хаумеи с помощью машин обсерваторий Кека и Джемини.

В процессе данного мероприятия удалось выяснить, что строение и приблизительный химических состав верхних слоев Хаумеи схож с характеристиками поверхности Харона. Большая часть исследуемой планеты также покрыта «зернистой» структурой водяного льда.

Необходимо заметить, что сам спектр объекта сильно отличался от спектра чистого водяного льда по многим параметрам. В поверхности льда планеты присутствует масса особенностей,”оправдывающих” наличие в ней циановодорода и каолинита, которые относятся в филлосиликатным породам.

Еще в спектре карликовой планеты была замечен нетипичный для кристаллического льда существенный спад после 2,35 мкм, что, вероятно, связано с нахождением в поверхности планеты цианистого калия, или же углеродистых минералов: керита, вюрцилита и асфальтита.

В 2009 году ученый П. Ласерд, также занимающийся исследованиями Хаумеи, сообщил о том, что на ее поверхности имеется некая цветовая аномалия в виде относительно большого красного пятна, природу и причину образования которого установить так и не удалось.

Хаумеа

Вращение Хаумеа в представлении художника.

Хаумеа имеет вытянутую форму, напоминающую мяч для регби. За такую форму ответственно быстрое вращение карликовой планеты (сутки на Хаумеа длятся 3,9 часа), вызванное столкновением с крупным телом миллиарды лет назад. Осколками столкновения могут быть спутники Хаумеа — Намака и Хииака, а также другие тела Пояса Койпера, схожие по составу и орбите.

Быстрое вращение и вытянутая форма позволили ученым рассчитать плотность карликовой планеты, так как различные материалы растягиваются по-разному. Оказалось, что Хаумеа почти полностью состоит из камня и покрыта тонкой коркой кристаллического льда.

Астрономы: карликовая планета Хаумеа оказалась «владычицей колец»

Карликовая планета Хаумеа оказалась пятым небесным телом Солнечной системы, которую окружает газопылевое кольцо, заявили астрономы, выступавшие на конференции Астрофизического института Андалусии в испанской Гранаде.
«Мы знали, что Хаумеа закроет собой свет одной из звезд 21 января этого года, и сразу 12 телескопов из десяти разных европейских обсерваторий.

Эти наблюдения помогли нам узнать точную форму и размеры Хаумеа, и открыть, к нашему большому удивлению, что мы сильно недооценивали ее размеры и заметно переоценивали ее яркость», — рассказывает Хосе Ортиз (Jose Ortiz) из Астрофизического института Андалусии (Испания).

Другим важным и неожиданным следствием этих наблюдений стало то, что ученые обнаружили, что эта карликовая планета является своеобразной «сестрой» Сатурна – ее опоясывает достаточно крупное кольцо из пыли и газа, причины рождения которого пока остаются загадкой для планетологов.

До недавнего времени астрономы считали, что газопылевые кольца являются отличительной чертой крупных газовых гигантов, обладающих достаточно сильным притяжением и большим числом каменистых и ледяных лун, которые они могут «раскрошить» и превратить в очень тонкое и долгоживущее кольцо.

Это представление было разрушено четыре года назад, когда Ортиз и его коллеги под руководством Уффе Йоргенсена из университета Копенгагена (Дания) случайно выяснили, что астероид Харикло обладает своей собственной системой колец.

Совершив это открытие, ученые продолжили поиски колец у астероидов-«кентавров», особой группы небесных тел, живущих между орбитами Юпитера и Нептуна, и нашли еще одного «владельца кольца» – карликовую планету Хирон, еще один «кентавр».

Расширение числа потенциальных «властелинов» колец до четырех заставило ученых продолжить поиски, и сейчас им удалось найти еще один подобный объект, удаленный от Солнца еще больше, чем Сатурн, Юпитер или «кентавры».

Хаумеа, как рассказывают ученые, так далеко расположена от Солнца, что год на ней длится примерно 280 земных лет, но при этом карликовая планета совершает один оборот вокруг своей оси всего за три часа, в восемь раз быстрее Земли. По своим размерам и массе, как показывают новые замеры Ортиза и его коллег, она является почти полным аналогом Плутона, однако свойства ее поверхности пока остаются загадкой для ученых.

Одной из интересных особенностей кольца, как отмечает планетолог, является то, что скорость его вращения синхронизирована с тем, как быстро Хаумеа вращается вокруг своей оси. В среднем, одна частица материи в кольце совершает виток по орбите за то же время, что планета тратит на три оборота вокруг своей оси.

Высокая скорость вращения Хаумеа, по словам Ортиза, говорит о двух возможных сценариях формирования этой структуры.

Кольцо могло возникнуть как в результате столкновения лун карликовой планеты, так и благодаря тому, что ее быстрое вращение могло «катапультировать» огромное число частичек пыли с поверхности «владычицы колец».

Как надеются ученые, в ближайшее время им удастся открыть и другие «окольцованные» карликовые планеты, что поможет найти ответ на этот вопрос.

Источник: https://kosmosiks.ru/2017/10/12/astronomy-karlikovaya-planeta-xaumea-okazalas-vladychicej-kolec/