Что такое планета в астрономии
Что называют планетой? Определение, примеры и типы планет
Планеты являются важнейшими астрономическими объектами. Чем они отличаются от комет, звезд и астероидов?
Как ни странно, четкое определение этого понятие было дано только в 2006 г. Официально планета – это небесное тело, вращающееся вокруг Солнца, которое имеет сферическую форму, а его орбита свободна от иных массивных тел. Отметим сразу, что данное определение подходит только для планет Солнечной системы. Планеты же, вращающиеся вокруг других звезд, принято называть экзопланетами.
Вокруг Солнца вращаются и иные тела – кометы и астероиды, однако их форма далека от сферической. Есть особый тип объектов – карликовые планеты. Они значительно крупнее астероидов и имеют сферическую форму. Однако их орбиты проходят через пояса астероидов, то есть они не свободны от других крупных тел. Примерами карликовых планет являются Церера, Плутон, Эрида, Хаумеа.
Все обычные планеты делят на два класса: планеты-гиганты и планеты земной группы. Землеподобные планеты похожи на Землю в первую очередь тем, что у них есть твердая поверхность. Гиганты же ее не имеют. Большую их часть составляет атмосфера, которая ближе к центру уплотняется и постепенно превращается в жидкий океан. Четкой границы между океаном и газовой атмосферой у гигантов, в отличие от Земли, нет. К землеподобным планетам относят Меркурий, Марс, а также Венеру. Они располагаются ближе к Солнцу и формируют так называемую внутреннюю область Солнечной системы. Гиганты же образуют ее внешнюю область. Классическими газовыми гигантами являются Юпитер и Сатурн, в их химическом составе преобладают водород и гелий.
Ещё два гиганта, Уран и Нептун, относятся к особому подклассу ледяных гигантов. В их атмосфере высока концентрация более тяжелых веществ – метана и аммиака. Они придают планетам специфический синий окрас.
Отметим, что среди экзопланет также можно выделить эти классы. Однако среди них встречаются и такие экзотические объекты, как «горячие юпитеры», «суперземли», планеты-океаны, углеродные планеты и т. п. Пока что их изучение носит больше теоретический характер, чем практический.
Список использованных источников
Определение планеты
К концу 19-го столетия слово «планета» так и не получив чёткого определения, тем не менее стало удобным распространённым термином. Оно применялось только к объектам солнечной системы, которых было так мало что все различия могли рассматриваться в индивидуальном порядке. Ситуация изменилась в 1992 году, когда астрономы стали обнаруживать все больше и больше объектов, находящихся за орбитой Нептуна, а также сотни объектов, вращающихся вокруг других звёзд. Эти открытия не только увеличили количество потенциальных планет но также расширили разнообразие их характеристик.
Некоторые были достаточно велики чтобы быть звёздами, а некоторые были меньше нашей Луны. Эти открытия вызвали многочисленные споры о том, что такое «планета».
Четкое определение «планеты» понадобилось в 2005 году, когда был открыт транснептунный объект Эрида, который оказался больше Плутона — самой маленькой среди признанных на тот момент планет. В 2006 году Международный астрономический союз (МАС), признаваемый астрономами всего мира как институт, ответственный за вопросы номенклатуры, огласил своё решение по этой проблеме. Новое определение применяется только к объектам Солнечной системы и утверждает, что планета, это тело, вращающееся вокруг Солнца, достаточно массивное, чтобы иметь шарообразную форму под воздействием собственной гравитации, кроме того, должно иметь вблизи своей орбиты «пространство, свободное от других тел». В соответствии с новым определением Плутон, наряду с другими транснептунными объектами, больше не является планетой. Решение МАСа не разрешило всех противоречий, и хотя множество учёных приняли это определение, часть астрономического сообщества отрицает его.
Что такое планета?
Новости партнеров
Многие из вас, услышав слово «планета», представят себе массивный шарообразный объект, например Юпитер или Сатурн. Однако у этого термина намного более глубокое определение, которое со временем не раз менялось. Последняя его редакция, и по сей день остающаяся спорной, была принята в 2006 году на собрании Международного астрономического союза (IAU) после открытия нескольких миров на окраинах Солнечной системы.
Звучит она так: планета – это объект, который вращается вокруг Солнца, обладает достаточной массой, чтобы быть круглым или почти круглым, не является спутником какого-либо другого объекта и расчистил свою орбиту от себе подобных космических тел.
Тогда же IAU утвердил новую классификацию небесных тел – «карликовая планета». Такие объекты соответствуют всем критериям планеты за исключением одного, они не смоги очистить окрестности своей орбиты от «мусора». Ввод новых определений означал, что Плутон, считавшийся на тот момент девятой планетой Солнечной системы, был понижен в должности и переклассифицирован в карликовую планету.
Но не все ученые были согласны с разжалованием Плутона, особенно остро вопрос встал после того, как космический аппарат NASA «New Horizons» посетил его систему в 2015 году. Миссия показала, что он является сложным миром, полным геологических особенностей, включая горы, достигающие 3500 метров в высоту, метановое «сердце» и странную ледяную рельефную местность, которая похожа на кожу змеи. С тех пор члены команды «New Horizons» утверждают, что Плутон – планета, пытаясь убедить в этом общественность и вернуть ему «солидный» статус.
История планет
Термин «планета» происходит от греческого слова «странник». Многие древние культуры наблюдали эти «движущиеся звезды», но только после появления телескопов в 1600-х годах астрономы смогли подробно рассмотреть их. Тогда люди впервые узнали о лунах Юпитера, кольцах Сатурна и ледяной шапке на Марсе.
Телескопы также показали существование объектов, которые были неизвестны в древности, так как они слишком далеки или малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Уран был открыт 13 марта 1781 года английским астрономом Уильямом Гершелем, а 1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци впервые наблюдал Цереру, которая изначально была отнесена к планетам, но позже перекочевала в стан астероидов. Затем в 1846 году был обнаружен Нептун.
Астрономы продолжали «бороздить» внешние границы Солнечной системы в поисках большой «Планеты X», которая, как они полагали, оказывала влияние на орбиты Урана и Нептуна. И хотя эти колебания позже были развеяны дальнейшими наблюдениями, в 1930 году они привели к открытию американским астрономом Клайдом Томбо объекта, названного впоследствии Плутоном и отнесенного к планетам.
Открытие большего количества миров
Наступило затишье и долгое время не было найдено ни одного небесного тела близкого по размеру к Плутону, но все изменилось в 2000-х годах, когда Майкл Браун, молодой астроном из Калифорнийского технологического института (США), в рамках своего исследовательского проекта приступил к поиску объектов во внешней Солнечной системе.
За короткое время он со своей командой открыл несколько крупных ледяных тел за пределами орбиты Нептуна. К тому времени их обнаружение не стало неожиданностью, так как уже было предложено существования Облака Оорта, в котором проживают триллионы комет. Однако размер «транснептуновых объектов», найденных Майклом Брауном, заставил других астрономов обратить на них внимание.
Среди самых известных открытий американского астронома: Квавар, Седна, Хаумеа, Эрида и ее спутник Дисномия, а также Макемаке. Все они были обнаружены за относительно короткий период с 2001 по 2005 год. Эрида, которая изначально была прозвана «Зена», оказалась достаточно большой, и многие издания тогда поспешили назвать ее 10 планетой Солнечной системы.
Голосование и последствия
На протяжении двух лет после серии открытий IAU изучал доказательства и в 2006 году организовал XXVI ассамблею в Праге (Чехия), на которой прошло голосование за новое определение планеты. В результате представители делегаций понизили Плутон, Эриду и другие объекты, близкие к ним по размеру.
Согласно более новому определению, карликовой планетой считается объект, который вращается вокруг Солнца, имеет круглую или приблизительно круглую форму, но меньше Меркурия. На сегодня лишь пять миров официально признаны карликовыми планетами: Церера, Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа.
Есть много других небесных тел, которые в один прекрасный день могут пополнить этот список. Среди них Квавар, Седна, Оркус и Салация. Но для этого необходимы дополнительные наблюдения, чтобы уточнить их размеры. Кроме этого, по мнению некоторых астрономов, в поясе Койпера может существовать до 200 карликовых планет.
Однако спустя годы после голосования все есть еще ученые, которые относят Плутон к планетам. Например, в начале 2014 года NASA опубликовало видео, в котором нескольких докладчиков на Научной конференции, посвященной миссии «New Horizons», неоднократно называли его «планетой». Алан Стерн из NASA регулярно озвучивает свои аргументы в пользу того, почему Плутон следует повысить в звании, ссылаясь на неточности в определении IAU и на то, что некоторые планеты никогда не смогут очистить свою орбиту.
Что такое планета?
Представление человечества о том, что такое планета, со временем меняется. Волхвы и учёные древности когда-то верили, что Земля – это плоский диск (или зиккурат, или куб), но со временем стало понятно, что это шар. В более поздние времена выяснилось, что наша планета – всего лишь одна из множества планет в известной нам Вселенной.
И всё же наше понятие планеты до сих пор развивается. Проще говоря, определение планеты исторически было связано с контекстом. Астрономы открыли не только планеты вне солнечной системы, раздвинувшие границы того, что мы считаем нормальным, но и новые тела в нашей собственной системе, заставившие нас менять схемы классификации.
История термина
Сюда можно включить табличку наблюдения за Венерой от вавилонского царя Амми-цадука (XVII век до н.э.). На табличке MUL.APIN VII века до н.э. изложены движения Солнца, луны, и известных тогда планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн) в течение года. Таблички Энума Ану Энлиль Новоассирийского царства, также VII века до н.э., описывают предзнаменования, связанные с небесными явлениями и движением планет.
К античности астрономы приняли новую концепцию планет – тела, вращающиеся вокруг Земли. И хотя некоторые из них агитировали за гелиоцентрическую систему – например, астрономы Аристарх Самосский III века до н.э. и Селевк из Селевкии II века до н.э. – большинство учёных склонялось к геоцентрической точке зрения. Астрономы тогда уже начали создавать математические модели, предсказывающие движения планет во времени.
Кульминация изысканий произошла во II веке н.э., когда Птолемей опубликовал классический труд Альмагест, тысячу лет остававшийся астрономическим и астрологическим каноном в Европе и на Ближнем Востоке. По этой системе, известные планеты и тела (даже Солнце) вращались вокруг Земли. В последующие столетия индийские и исламские астрономы вносили в систему дополнения на основании своих наблюдений за небом.
К наступлению научной революции в XV – XVIII веках определение планеты вновь начало меняться. Благодаря Николаю Копернику, Галилео Галилею и Иоганну Кеплеру, предложившему и продвигавшему гелиоцентрическую модель Солнечной системы, планеты определили, как объекты, вращающиеся по орбите вокруг Солнца, а не Земли. Изобретение телескопа привело к улучшению понимания планет и их схожести с Землёй.
Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической моделей Вселенной
Между XVIII и XX веками было обнаружено без счёта новых объектов, лун и планет. Церера, Веста, Паллада (и главный пояс астероидов), планеты Уран и Нептун, луны Марса и газовых гигантов. Затем в 1930-м открыли Плутон, который был назначен 9-й планетой Солнечной системы.
В этот период не существовало формального определения планеты. По общему соглашению планетой считалось любое «крупное» тело, находившееся на орбите вокруг Солнца. Оно вместе с соглашением о девяти планетах Солнечной системы сохранялось до XXI века. А к этому времени многочисленные открытия в Солнечной системе и вне её начали требовать принятия формального определения.
Рабочая группа по внесолнечным планетам
Астрономы давно считали, что у других звёздных систем должны быть свои планеты, но первое открытие планеты вне Солнечной системы (внесолнечной или экзопланеты) состоялось только в 1992 году. Тогда двое радиоастрономов, работавших в обсерватории Аресибо (Александр Вольщан и Дэйл Фрэйл) объявили об открытии двух планет, обращающихся вокруг пульсара PSR 1257+12 [планету назвали PSR B1257 +12 c или Полтергейст – прим. перев.].
Первое подтверждённое открытие произошло в 1995 году, когда астрономы из Женевского университета (Мишель Майор и Дидье Кело) объявили об обнаружении 51 Пегаса b. С середины девяностых и до вывода космического телескопа Кеплер в 2009 большинство внесолнечных планет было газовыми гигантами, по размерам и массе либо сравнимыми с Юпитером, либо значительно его превосходившие.
В январе 2017 была подтверждена самая крупная партия из всех открытых телескопом Кеплер экзопланет — 1 284 шт
Новые открытия заставили международное астрономическое сообщество IAU создать рабочую группу по внесолнечным планетам (WGESP) в 1999 году. Её задачей называется «быть центральным узлом международного исследования внесолнечных планет». В результате исследований и обнаружения множества внесолнечных тел были предприняты попытки уточнения номенклатуры.
К февралю 2003 года WGESP объявила о выработке «рабочего определения» планеты:
1) Объекты с истинной массой менее граничной массы, необходимой для термоядерного синтеза дейтерия (сейчас это 13 масс Юпитера для объектов солнечной металличности), обращающиеся вокруг звёзд или звёздных остатков – это «планеты» (неважно, как сформированные). Минимальная масса/размер, необходимые для того, чтобы признать внесолнечный объект планетой, должны быть схожими с теми, что используются в Солнечной системе.
2) Дозвёздные (substellar) объекты с истинной массой, превышающей граничную массу, необходимую для термоядерного синтеза дейтерия – это «коричневые карлики», неважно, где они расположены и как сформировались.
3) Свободно путешествующие объекты в скоплениях молодых звёзд с массами, не превышающими граничную массу, необходимую для термоядерного синтеза дейтерия – это не планеты, а докоричневые карлики (sub-brown dwarfs).
К 22 января 2017 года было подтверждено открытие 2000 экзопланет, и обнаружено 3565 кандидатов в 2675 звёздных системах (включая 602 многопланетные системы).
Количество подтверждённых открытий экзопланет, по годам
С начала и до середины 2000-х годов было сделано множество открытий объектов в поясе Койпера, что стимулировало новые дебаты на тему планет. Всё началось с открытия Седны в 2003 году командой астрономов из Паломарской обсерватории в Сан-Диего. Последующие наблюдения подтвердили, что её диаметр составляет около 1000 км, и что она достаточно велика для того, чтобы испытывать гидростатическое равновесие.
За этим в 2005 году последовало открытие Эриды – объекта ещё более крупного (более 2000 км в диаметре) – сделанного предыдущей командой астрономов. Затем в тот же день обнаружили Макемаке и через несколько дней – Хаумеа. В этот период было сделано ещё несколько открытий – Квавар в 2002 году, Орк в 2004 и 2007 OR10 в 2007.
Открытие нескольких объектов, находящихся за орбитой Плутона, и достаточно крупных для того, чтобы принять сферическую форму, заставило IAU заняться выработкой формального определения планеты. К октябрю 2005 года группа из 19 членов IAU сузила свой выбор до трёх характеристик:
1. Планета – любой объект на орбите Солнца с диаметром более 2000 км.
2. Планета – любой объект на орбите Солнца со стабильной формой, обеспеченной собственной гравитацией.
3. Планета – любой объект на орбите Солнца, доминирующий в своих окрестностях.
Не добившись консенсуса, комитет решил выставить эти определения на более широкое голосование. Оно прошло в августе 2006 года на 26-й встрече IAU в Праге. 24 августа проблему выставили на окончательное голосование, благодаря чему была принята новая схема классификации, разделяющая планеты и меньшие тела.
1. Планета – небесное тело, (а) обращающееся вокруг Солнца, (б) обладающее достаточной массой, чтобы его собственная гравитация преодолела сопротивление твёрдого тела так, чтобы оно пришло в гидростатическое равновесие (околосферическая форма), и (в) очистившее окрестности своей орбиты.
2. Карликовая планета — небесное тело, (а) обращающееся вокруг Солнца, (б) обладающее достаточной массой, чтобы его собственная гравитация преодолела сопротивление твёрдого тела так, чтобы оно пришло в гидростатическое равновесие (околосферическая форма), (в) не очистившее окрестности своей орбиты, (г) не являющееся спутником.
3. Все остальные объекты, исключая спутники, обращающиеся вокруг Солнца, должны называться «малыми телами Солнечной системы».
В соответствии с этим решением IAU причислило Плутон, Эриду и Цереру к категории карликовых планет, а другие транснептуновые объекты (ТНО) остались необозначенными. Новая классификация вызвала множество неоднозначностей и возражений у астрономического сообщества, и многие обвиняли критерии в расплывчатости и спорности их применения.
Известные на сегодня транснептуновые объекты
К примеру, многие спорили насчёт того, что планета должна очистить свои окрестности, ссылаясь на существование околоземных объектов, троянских астероидов Юпитера и других примеров того, как планеты делят свою орбиту с другими объектами. Но их претензии отвергли, пояснив, что эти крупные тела не делят орбиты с мелкими, а доминируют над ними и тащат их за собой.
Ещё один скользкий момент – проблема гидростатического равновесия, когда у планеты есть достаточно массы, чтобы она коллапсировала под воздействием своей гравитации и приняла сферическую форму. В какой момент это происходит, остаётся неизвестным, и некоторые считают, что по этой причине такой критерий использовать неправильно.
Кроме того, некоторые астрономы заявляют, что эти новые критерии полезны только для работы с Солнечной системой. Но, как показали исследования экзопланет, планеты в других звёздных системах могут сильно отличаться. В частности, обнаружение многих «суперюпитеров» и «суперземель» разрушило общепринятые понятия о том, что можно считать нормальным для планетной системы.
В июне 2008 года исполнительный комитет IAU объявил об учреждении нового подкласса карликовых планет, чтобы ещё сильнее уточнить определения. Обрабатывая информацию о недавно обнаруженных ТНО, они определили термин «плутоиды», который объединяет Плутон, Эриду и другие транснептуновые карликовые планеты, которые будут найдены в будущем (исключая Цереру). Со временем в список были добавлены Хаумеа и Макемаке.
Несмотря на все эти попытки и изменения номенклатуры, многие считают, что проблема не решена до сих пор. Более того, возможное существование 9-й планеты на внешних границах Солнечной системы подлило масло в огонь дискуссий. И с продолжением наших исследований экзопланет – и с осуществлением беспилотных (или даже пилотируемых) миссий к другим звёздным системам – можно ожидать перехода этих дебатов в новую фазу!
Некоторые основные понятия по астрономии
Что такое Вселенная, Галактика, Звезда, Планета – основные понятия астрономии.
Центральную часть галактики называют ядром. Здесь звезды расположены плотнее друг к другу, чем на окраинах. Современные учёные считают, что в центре крупных галактик находятся большие черные дыры. Вероятно, черная дыра есть и в центре нашей галактики.
Далее – чем звёзды отличаются от планет.
1. В звездах происходят термоядерные реакции, в результате которых излучается свет. Планета – это темное небесное тело, которое только отражает свет близлежащих звезд.
2. Температура внутри и на поверхности звезды выше, чем температура планеты. Ночью температура на поверхности большинства планет отрицательная.
3. Звезды имеют большую массу, чем планеты.
4. Звезда – это неподвижное тело в Солнечной системе. Планеты движутся вокруг звезд.
5. В химическом составе звезд только легкие элементы. Планета может содержать как легкие, так и твердые элементы.
1. Планета
природное небесное тело, которое:
— имеет определенную плотность
— вращается вокруг своей оси
— вращается по орбите вокруг звезды
— достаточно массивно, чтобы стать округлым под силами собственной гравитации, но недостаточно массивно для старта термоядерной реакции
Планеты Солнечной системы.
Карликовая планета — название космического объекта, размер которого слишком мал для планеты и слишком велик для астероида Некоторые астрономы считают, что Плутон и его спутник Харон на самом деле является частью пояса Койпера, а не планетами.
Все планеты Солнечной системы вращаются по своим орбитам в том направлении, в каком вращается Солнце. Солнце вращается против часовой стрелки, если смотреть с его «северного полюса». Большинство планет Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в том же направлении, в каком движутся по орбите, то есть против часовой стрелки, за исключением Венеры и Урана, которые вертятся в противоположном направлении.
2. Звезды главной последовательности.
это такие звезды, у которых потери энергии на излучение компенсируются термоядерной энергией. К ним принадлежит и наше Солнце.
Существуют также звёзды такие, как коричневые карлики (не светятся), белые карлики ( светятся слабо), красные гиганты (в процессе формирования, с горячим плотным ядром), новые звёзды (внезапно начинающие ярко свититься), сверхновые звёзды (за несколько суток их блеск увеличивается очень резко), нейтронные звёзды (их масса очень тяжёлая, как масса Солнца, хотя радиус всего 10 км), двойные звёзды (связанные притяжением две звезды), звёздные скопления (звёзды, связанные между собой взаимным тяготением).
Как рождаются звезды?
Сначала это холодное разреженное облако межзвёздного газа, сжимающееся под действием собственного тяготения. При этом энергия гравитации переходит в тепло. Когда температура в ядре достигает нескольких миллионов Кельвинов, начинается процесс образования ядер химических элементов тяжелее водорода и сжатие прекращается. В таком состоянии звезда пребывает большую часть своей жизни, пока не закончатся запасы топлива в её ядре.
Термины и определения
Галактика
крупное скопление звёзд, межзвездного газа и пыли, а также «тёмной материи»
Тёмная материя
форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним.
Гравитация
свойство объектов притягиваться друг к другу, тяготение. Сила притяжения, согласно закону Ньютона, прямо пропорциональна массе объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Кратко для запоминания
Звезда
природное небесное тело, в котором под воздействием сил собственной гравитации происходит сжатие материи, достаточное для начала термоядерной реакции. Излучает в пространство энергию в виде тепловых, световых и электромагнитных потоков
Планета
природное небесное тело, которое достаточно массивно, чтобы стать округлым под силами собственной гравитации, но недостаточно массивно для старта термоядерной реакции. Вращается по определенной траектории вокруг своей звёзды
Солнце как красный гигант.
В настоящее время Солнце является звездой среднего возраста, ему приблизительно в 4,5 миллиарда лет. Солнце будет оставаться на «главной последовательности» ещё приблизительно 5 миллиардов лет, постепенно увеличивая свою яркость на 10% каждый миллиард лет, после чего водород в ядре будет исчерпан. Затем температура и плотность в солнечном ядре повысятся настолько, что начнётся горение гелия, и гелий начнёт превращаться в углерод. Размеры Солнца вырастут примерно в 200 раз. Меркурий и Венера будут им поглощены. Земля разогреется настолько, что все живое просто выгорит, а океаны испарятся. На стадии красного гиганта Солнце будет находиться приблизительно 100 миллионов лет, после чего превратится в планетарную туманность, и далее станет белым карликом.
«Солнце — магнитоактивная звезда. Она обладает сильным магнитным полем, напряжённость которого меняется со временем и которое меняет направление приблизительно каждые 11 лет, во время солнечного максимума.»
Или https://oko-planet.su/pogoda/listpogoda/225. ye-polyusa.html : «Середина солнечного 24-го 11-летнего цикла закончилась сменой магнитных полюсов Солнца: Южный и Северный магнитные полюса нашей звезды поменялись местами.»
Ученые утверждают что человечество за всю историю своего существования от рождения до гибели нашей цивилизации не сможет постичь и 5% всего что нас окружает во вселенной.
Хочется привести текст Псалма 103, который поётся в начале каждого вечернего Богослужения: