Планета. Якості та система планет

Навчання 02 липня 2022 Перегляди: 66

Будь-яке знання проходить ряд етапів свого формування. Разом зі зміною теорій і накопиченням даних відбувається і відточування, уточнення термінології. Цей процес не минув і астрономію. Визначення поняття «планета» складалося протягом багатьох століть і навіть тисячоліть. Саме слово має грецьке походження. Планета — це, в розумінні стародавніх жителів Пелопоннесу, будь-який об’єкт, що рухається в небі. У перекладі слово означає «блукаючий мандрівник». Греки відносили до них і деякі зірки, і Місяць. Згідно з таким розумінням, і Сонце — це планета. Відтоді наші пізнання космосу значно розширилися, а тому подібне застосування терміну внесло б плутанину в об’ємні праці про Всесвіт. Відкриття низки нових об’єктів призвело до необхідності переглянути і закріпити визначення планети, що і було зроблено в 2006 році.

Трохи історії

Перш ніж звернутися до сучасного нам поняття, торкнемося коротко еволюції смислового навантаження терміну згідно з прийнятими в ту чи іншу епоху картинами світу. Вчені уми всіх стародавніх цивілізацій, починаючи від шумеро-аккадської і закінчуючи грецькою та римською, не обходили своєю увагою нічне небо. Ними було помічено, що частина об’єктів відносно нерухомі, інші ж постійно переміщуються. Вони і були названі в Стародавній Греції планетами. Причому для астрономії Античності характерно те, що Земля в список «блукаючих мандрівників» не входила. Під час розквіту перших цивілізацій побутувала думка, що наш будинок нерухомий, а планети «курсують» навколо нього.

«Альмагест» «

Знання вавилонян, підхоплені і перероблені стародавніми греками, вилилися в струнку геоцентричну картину світу. Вона була зафіксована в праці Птолемея, створеного в другому столітті нашої ери. «Альмагест» (так називався трактат) містив знання з різних областей, у тому числі і астрономії. У ньому вказувалося, що навколо Землі розташована система планет, які безперестанку рухаються круговими орбітами. Це були Місяць, Меркурій, Венера, Сонце, Марс, Юпітер і Сатурн. Таке уявлення про устрій Всесвіту було головним протягом цілих 13 століть.

Геліоцентрична модель

Сонце і Місяць були позбавлені статусу «планета» тільки в XVI столітті. Відродження принесло масу змін у наукові погляди європейців. Склалася геліоцентрична модель, згідно з якою планети, включаючи Землю, рухалися навколо Сонця. Наш дім перестав бути центром Всесвіту.

Приблизно через століття були знайдені супутники Юпітера і Сатурна. Деякий час їх називали планетами, але зрештою за ними і за Місяцем закріпилося звання супутників.

Приблизно до середини XIX століття до планет відносили будь-які тіла, що рухаються навколо Сонця. У цей час було відкрито велике число об’єктів, що займали область між Марсом і Юпітером, і до початку 50-х років позаминулого століття вчені прийшли до висновку, що всі вони володіють характеристиками, що дозволяють виділити їх в окремий клас. Так на карті космічного простору з’явилися астероїди. У літературі з того часу став зустрічатися вислів «мала планета» — це ще одне позначення астероїда. Планетами ж у звичному розумінні стали називатися тільки досить великі об’єкти, чия орбіта проходить навколо Сонця.

XX століття

Минуле століття ознаменувалося відкриттям дев’ятої планети, Плутона. Знайдений об’єкт спочатку вважався таким, що перевершує Землю за розмірами. Потім було виявлено, що його параметри поступаються характеристикам нашої планети. Тут-то і почалися розбіжності серед вчених з приводу місця розташування Плутона в класифікації космічних об’єктів. Деякі астрономи відносили його до комет, інші вважали, що він являє собою супутник Нептуна, з якихось причин покинув його. Плутон не володіє властивостями, характерними для стандартних астероїдів, але і в порівнянні з іншими «блукаючими мандрівниками» Сонячної системи занадто малий. Відповідь на питання про те, планета це чи ні, вчені знайшли для себе тільки на початку XXI століття.

Визначення 2006 року

Астрономи дійшли висновку, що для подальшого розвитку науки необхідно точно позначити поняття «планета». Це і було зроблено в 2006 році на зборах Міжнародного астрономічного союзу. Нагальна потреба обумовлювалася не тільки спірним становищем Плутона, а й численними відкриттями минулого століття. Були виявлені екзопланети (тіла, що звертаються навколо інших «» сонц «) в системах далеких зірок, причому частина з них у багато разів перевершувала по масі Юпітер. Тим часом подібною характеристикою володіють найбільш «скромні» з зірок, коричневі карлики. Таким чином, стала розмитою межа понять «планета» і «зірка».

І ось після тривалих суперечок на зборах МАС 2006 року було постановлено вважати, що планета — це об’єкт з наступними характеристиками:

• він звертається навколо Сонця;
• має таку масу, якої достатньо, щоб прийняти форму гідростатичної рівноваги (наближену до круглої);
• розчистив свою орбіту від інших об’єктів.

Трохи раніше, в 2003 році, було прийнято тимчасове визначення екзопланети. Згідно з ним це об’єкт з масою, що не досягає того рівня, на якому можлива термоядерна реакція дейтерію. При цьому нижній поріг маси для екзопланет збігається з порогом, закріпленим у визначенні планети. Об’єкти, що мають масу, достатню для протікання термоядерної реакції дейтерія, прийнято вважати особливим типом зірок, коричневими карликами.

Мінус один

В результаті прийняття визначення наша система планет стала меншою. Плутон не відповідає всім пунктам: його орбіта «засмічена» іншими космічними тілами, загальна маса яких значно перевершує даний параметр колишньої дев’ятої планети. МАС класифікував Плутон як малу планету і одночасно прототип для транснептунових об’єктів, космічних тіл, чия середня відстань до Сонця перевищує цей параметр у Нептуна.

Суперечки про становище Плутона не вщухають досі. Однак офіційно Сонячна система сьогодні володіє тільки вісьмома планетами.

Брати менші

Разом з Плутоном в число малих, або карликових планет, були віднесені і такі об’єкти Сонячної системи, як Еріда, Хаумеа, Церера, Макемаке. Перша — частина Розсіяного диска. Плутон, Макемаке і Хаумеа входять в пояс Койпера, а Церера — об’єкт Астероїдного поясу. Всі вони мають перші дві якості планет, закріплені в новому визначенні, але не відповідають третьому пункту.

Таким чином, Сонячна система складається з 5 карликових і 8 «повноцінних» планет. Існує ще понад 50 об’єктів Астероїдного поясу і поясу Койпера, які найближчим часом можуть отримати статус малих. Крім того, подальше вивчення останнього, можливо, збільшить список ще на 200 космічних тіл.

Основні характеристики

Всі планети обертаються навколо зірок, причому переважно в тому ж напрямку, що і саме світило. Сьогодні відома лише одна екзопланета, яка рухається в протилежному зверненню зірки напрямку.

Траєкторія руху планети, її орбіта, ніколи не являє собою ідеальне коло. Звертаючись навколо зірки, космічне тіло то наближається до неї, то віддаляється від неї. Причому під час зближення планета починає рухатися швидше, при видаленні — уповільнюватися.

Планети обертаються і навколо своєї осі. Причому всі вони мають різний кут нахилу осі відносно площини екватора зірки. Для Землі він становить 23º. Завдяки цьому нахилу відбуваються сезонні зміни погоди. Чим більший кут, тим різкіше відмінності в кліматі півкуль. Для Юпітера, наприклад, характерний невеликий нахил. В результаті на ньому сезонні зміни практично непомітні. Уран, можна сказати, лежить на боці. Тут одна півкуля завжди в тіні, друга — на світлі.

Дорога без перешкод

Як вже було сказано, планета — це таке космічне тіло, орбіта якого очищена від усіх інших об’єктів. Вона володіє достатньою масою, щоб або притягнути інші об’єкти і зробити їх своєю частиною або супутниками, або виштовхнути з орбіти. Цей критерій у визначенні планети на сьогоднішній день залишається найбільш спірним.

Маса

Багато характерних ознак планет — форма, чистота орбіти, взаємодія з сусідами — залежать від однієї визначальної якості. Ним є маса. Достатня її величина призводить до досягнення космічним тілом гідростатичної рівноваги, воно стає округлим. Значна маса дозволяє планеті очистити собі шлях від астероїдів та інших дрібніших об’єктів. Поріг маси, нижче якого неможливе придбання сферичної форми, визначається індивідуально і залежить від хімічного складу об’єкта.

У Сонячній системі найбільша планета — це Юпітер. Його маса використовується в якості певного мірила. 13 мас Юпітера — верхня межа маси планети. Далі йдуть вже зірки, а точніше, коричневі карлики. Маса, що перевищує цю межу, створює умови для початку термоядерного синтезу дейтерію. Вченим вже відомо кілька екзопланет, маса яких наближається до цього порогу.

У Сонячній системі найменша планета — це Меркурій, однак на просторах космосу були виявлені і менш масивні тіла. Рекордсмен у цьому сенсі — PSR B1257 + 12 b, що звертається навколо пульсара.

Найближчі сусіди

Планети Сонячної системи діляться на дві групи: землеподібні та газові гіганти. Вони відрізняються розмірами, складом і деякими іншими характеристиками. До землеподібних належать: Меркурій, Венера, Земля і Марс — четверта планета від Сонця. Це космічні тіла, здебільшого складаються з гірських порід. Найбільша з них Земля, найменша, як вже було сказано, Меркурій. Його маса становить 0,055 від маси нашої планети. Параметри Венери наближені до земних, а четверта планета від Сонця — це одночасно і третя за розмірами серед землеподібних.

Газові гіганти, як зрозуміло з назви, значно перевершують за своїми параметрами попередній тип. До них належать Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Для них характерна нижча середня щільність порівняно з аналогічним параметром у землеподібних планет. Всі газові гіганти Сонячної системи мають кільця. Найвідомішими володіє Сатурн. Крім того, для всіх характерна наявність декількох супутників. Цікаво, що більшість параметрів у міру віддалення від Сонця, тобто від Юпітера до Нептуна, вбиває.

На сьогодні люди встигли відкрити масу екзопланет. Однак Земля серед них як і раніше має одну кардинальну відмінність: вона розташована в так званій зоні життя, тобто на такій відстані від зірки, де створюються умови, потенційно придатні для виникнення життя. На жаль, поки дуже мало підстав для припущення, що десь є настільки ж «весела» планета, як наша, на якій живуть істоти, здатні мислити, творити і навіть визначати, які космічні тіла можна відносити до планет, а які цього звання не гідні.