Nykštukinės planetos. UFO Page. Lithuanian

Plutonas (skersmuo 2322 km, periodas 248 m.), dar neseniai laikytas 9-ąja Saulės sistemos planeta, 2006 m. Prahoje vykusiame Tarptautinės astronomų sąjungos Generalinėje asamblėjoje neteko planetos statuso (nors dabar jau pakalbama, kad jį reiktų gražinti) ir tapo viena iš nykštukinių planetų (dėl kriterijaus nėra dominuojantis kūnas savo orbitoje).

Tad ką astronomai laiko planeta? Tai kūnas, kuris sukasi aplink žvaigždę, tačiau pats nėra žvaigždė ar kitos planetos palydovu ir, kas labai svarbu, turi pakankamą masę, kad gravitacijos jėgų dėka įgautų rutulio formą.

Tad rutulio formos Plutonas visai tinka būti planeta. Jį 1930 m. atrado Klaidas Tombo, o vardą jam sugalvojo 11-metė Venetia Burney, laimėjusi surengtame pavadinimo konkurse. Didžiausią jo palydovą Charoną 1978 m. atrado amerikietis astrofizikas James Christy, jį pamatęs Karinio jūrų laivyno observatorijoje Arizonoje padarytoje nuotraukoje. Plutoną su Charonu būtų galima laikuti dvinare planeta (Plutono skersmuo – 2284 km, Charono – maždaug pusė to, o palydovo masė vos 6-8 kartus mažesnė už jo planetos masę). Beje, kartais ir Žemę su Mėnuliu pavadina dvinare planeta (12742 ir 3475 km, o masė 1:81). 2005 m. gegužę E. Hubble vardo kosminiu teleskopu atrasti dar du mažyčiai Plutono palydovai. Vieną jų pavadino Niktė (apie 40 km skersmens), o kitą – Hidra (apie 160 km). Graikų mitologijoje Niktė (Nyx) yra Charono motina, nakties deivė. Tačiau kadangi jau buvo taip pavadintas asteroidas (nr.3908), tai pavadino Nikte (Nix), pasinaudoję analogu Egipto mitologijoje. O Hidra (Hydra) – devyngalvė pabaisa, gyvenanti mirusiųjų karalystės upėje, per kurią keltininkas Charonas kelia mirusiųjų vėles. Šie pavadinimai duoti palydovams dar ir todėl, kad jų pirmosios raidės („N“ ir „H“) yra ir JAV zondo „New Horizons“ (daugiau apie jį žr. >>>>>) pirmosios raidės – ta tarpplanetinė stotis, paleista 2006 m. sausio 19 d., 2015 m. liepą turėtų priartėti prie Plutono ir atlikti jo paviršiaus fotografavimą.

Nuo 2008 m. astronomai nykštukines planetas, kurių vidutinis atstumas nuo Saulės yra už Neptūno orbitos, vadinti plutoidais. Neptūnas, viena iš 4-ių planetų-milžinių, turi 13 palydovų. Ji nutolusi nuo saulė beveik už 30 a.v. (1 AV beveik 150 mln. km), kai Plutonas yra vidutiniškai už 40 a.v., apsisukdamas aplink Saulę per 250 m. Mike Brown

O kas dar sudaro Plutono draugiją (be Cereros)? [ Beje daugumą plutoidų (Eridą, Makemake, Kvaharą, Sedną) ir kt. objektų už Neptūno aptiko Maiklas Braunas su komanda Palomaro observatorijoje; daugiau apie tai žr. „Pinaino“ paieškos peripetijos]
Kai astronomai būriais atranda ekzoplanetas, galite pamanyti, kad Saulės sistemoje jau viskas žinoma. Tačiau nesenas 2012 VP₁₁₃, 450 km skersmens objekto, aplink Saulę apsisukančio ilgiau nei 4000 m., atradimas sako apie tai, kad mes, galbūt, matom tik aisbergo viršūnę. Mūsų kosmoso apylinkėse gyvena toli gražu ne vien 8 mums žinomos planetos. „Sritis už Neptūno orbitos knibžda dangaus kūnų, judančių beprotiškomis orbitomis“, sako Maikas Braunas.

Eridę (Eris), vieną stambiausių (skersmuo 2326 km) plutoidų pavyko nufotografuoti 2003 m. spalį Palomaro observatorijoje, tačiau nuotraukose jį pastebėjo tik 2005 m. sausio 5 d. Kūnas pavadintas senovės graikų nesantaikos deivės vardu. Jis netgi didesnis už Plutoną (o sunkesnis net 27%) ir skrieja labai ištempta orbita (perihelyje – 38 a.v., afelyje – per 97 a.v., , periodas 560 m.). Jo paviršių greičiausiai dengia metano sniegas. Jis turi palydovą Disnomiją (150 km), pavadintą Eridės dukters vardu, apsisukantį aplink Eridę per 16 parų.

Makemakė (Makemake, periodas 310 m.) atrastas 2005 m. kovo 31 d. ir pavadintas Velykų salos rapanuicų dievybės vardu. Jo skersmuo 1300-1900 km, jis yra Koiperio žiede^*) 42-48 a.v. atstumu. „Spitzer“ kosminio teleskopo dėka gauta kažkiek informacijos apie jo paviršių – jis rausvokas ir, paviršiaus temperatūrai esant žemesnei už -240^o, padengtas metano ledu. Kol kas nerasta jo palydovų - ir tuo ji skiriasi nuo kitų nykštukinių planetų.

Kvaharas (Quaoar, skersmuo apie 900 km) atrastas 2002 m. birželio 4 d. Jo pavadinimas susijęs su vietove, kur stovi Palomaro observatorija – vienos vietinių genčių kalba taip vadinama galinga kuriančioji galia. Dydžiu prilygsta Charonui, skrieja beveik apskrita orbita (42 ir 45 a.v.) ir apsisuka per 286 m. Kaip ir kiti Koiperio žiedo objektai, sudarytas iš uolienų ir vandens ledo. 2007 m. vasarį atrastos jo palydovas, kurio skersmuo apie 100 km. Chaumeja deformacija

Chaumėja (Haumea, atrasta 2004 m., skersmuo apie 1400 km) yra mažesnis, tačiau sukasi labai sparčiai ir jo parą sudaro vos 4 val., o jo metai trunka 283 metai. Forma primena regbio kamuolį (matematiškai – klasikine triaše sąlyginės pusiausvyros figūra, t.y. Jakobio elipsoidu) – tai išvesta remiantis pusiausvyros figūrų teorija. Ji yra 35 a.e. (perihelyje) ir 43 a.v. (afelyje) atstumu nuo Saulės. Jo paviršių daugiausia dengia vandens ledas. Jam duotas Havajų vaisingumo deivės vardas, nes ji laikoma liekana stambesnio kūno, kuriam suirus susidarė ne tik Chaumėja, bet ir jos palydovai. Turi du palydovus: Chijaka (350 km) ir perpus mažesnis Namaka, pavadinti Chaumėjos dukrų vardais. Šiuo metu abu palydovai pamažu tolsta dėl potvyninio pagreičio.

Tyrinėtojai iškėlė hipotezę, kad Chaumėjos palydovai susidarė Chaumėjai su kitu asteroidu. Būtent susidūrimas privertė ją sparčiai suktis. O su laiku Chijakos orbita palaipsniui suapvalėjo.

Tačiau ši impakto teorija ne be priekaištų. Tad grįškime prie pasekmių, kylančių iš išlygintų paviršių teorijos. Chaumėjos modelyje uolienų ir ledo pasidalijimo paviršius negali būti kartu ir išlygintu mažosios planetos paviršiumi. Tas nežymus neatitikimas tampa svarbiu planetos vystymuisi, nes prasideda pusiausvyros būsenos pasiekimo procesas. Ir dar – kuo lėčiau sukasi triašis elipsoidas, tuo labiau jis ištįsta pusiaujo plokštumoje; t.y. lėtėjant Jakobio elipsoidui, jo pusiaujo pjūvyje suspaudimas tik stiprėja! O ta jo uolingo branduolio savybė ir sukelia ledinio paviršiaus tempimus. Susikaupus toms įtampoms ledas trūkinėja, deformuojasi ir slenka link aštrių elipsoido kampų, kol galiausiai nuo jų atsiskiria žymios ledo masės – iš kurių vėliau ir formuojasi palydovai. Paskaičiavimai rodytų, kad tokiu būdu palydovų susidarymui buvo panaudota 8% Chaumėjos masės, o pradinis Chaumėjos sukimosi greitis buvo dar didesnis, ji apie savo ašį apsisukdavo maždaug per 3,6 val.

Be to paaiškėjo, kad Chaumėją 2300 km spinduliu supa dulkių žiedas, kurio plotis 70 km. Jį 2017 m. spalį, panaudoję 12 teleskopų, atrado astronomai iš kelių Europos šalių – kadangi jis periodiškai uždengia tolimų žvaigždžių šviesą. Tai jau trečioji nykštukinė planeta, turinti žiedą – kitos Chariklo ir Chironas.

Orkas (Orcus), kaip ir Plutonas, šoka gravitacinį šokį su Neptūnu. Per tris šio apsisukimus aplink saulę, Orkas ir Plutonas atlieka po du. Kiekvieną kūną, demonstruojantį tokį orbitinį-rezonansinį elgesį, vadina „plutino“. Orkas su savo palydovu Vantu (Vanth) turi Trans-Neptunian small planets

beveik tokias pat proporcijas, kaip Plutonas su Charonu. Atrastas 2004 m., atstumas nuo Saulės: 30-48 a.v., orbitos periodas: 245 m., skersmuo: apie 850 km.

Sedna (taip pat žr. >>>>>) atrastas 2003 m. lapkričio 14 d. ir įdomus ne tik savo dydžiu (1500 km), bet ir nepaprastai ištęsta orbita (perihelyje – 76 a.v.; afelyje – 940 a.v.), kuria apsisuka net per 10500 m. Jis pavadintas eskimų jūros gyvūnų dievybės vardu. Matyt tai tolimiausias Koiperio žiedo objektas – ir panašiomis orbitomis skrieja kometos, atskriejančios prie Saulės iš tolimo Oorto debesies ir vėl sugrįžtančios prie mūsų šviesulio kartais tik po tūkstančių metų. Tokie dangaus kūnai vadinami turinčiais ilgą periodą. Gali būti, kad Saulės jaunystės laikais kitos žvaigždės buvo arčiau jos ir Saulė galėjo prisitraukti Sedną iš kitos žvaigždės planetų sistemos. Tai rodo, kad Saulės sistemos ribos yra labai toli, gal net už 100 tūkst. a.v. – ir jas 2012 m. pabaigoje pasiekė pirmasis dirbtinis kūnas – zondas „Voyager“.

2007 OR₁₀ - į Chaumėją dydžiu panašus mažasis dangaus kūnas, vis dar neturintis pavadinimo. Jos atradėjai Meganas Švombas ir Maiklas Braunas ją pavadino Snieguole, nes manė, kad ji iš ledo. Tai buvo patvirtinta, nors ir su išlygomis. Atrastas 2007 m., skersmuo apie 1535 km, periodas 551 m., atstumas nuo Saulės 34-101 a.v. Tad jis yra 3-iąja dydžiu mažąja planeta (po Plutono ir Eridos). Atspindimosios gebos tyrimai leidžia spėti esant mažą sukimosi apie ašį greitį (44,8 arba 22,4 val. periodu) ir formą (Makloreno elipsoidas). Greta gali būti azoto ir metano dujų forma.
Oficialiai apie atradimą paskelbta 2009 m. Duomenis apie jį 2016 m. pavyko patikslinti apjungus Herschel (IR spektre) ir K2 (optines spindesio kreives) teleskopais gautus duomenis.

2012 VP₁₁₃ - naujausias Skoto Šepardo atradimas. Apie Saulę skrieja labai ilgai, tačiau vis tik nusileidžia Sednai. Neoficialiai pavadintas Baidenu JAV viceprezidento garbei. Jis rausvokas, kas rodo, kad paviršiuje dominuoja metano ledas su uolienų priemaišomis. Atrastas 2012 m., paskelbta apie atradimą 2014 m., skermuo apie 450 km, periodas 4300 m, atstumas nuo Saulės – 80-449 a.v.

2015 KH₁₆₂. S. Šepardas su kitais atrado dar vieną kandidatą į nykštukines planetas - 400-800 km skersmens kūną 2015 KH₁₆₂, esantį už 9,3 mlrd. km nuo Saulės. Jis pirmąkart Havajų Keko teleskopu pastebėtas 2015 m. gegužę pusiaujo juostos Gyvatės žvaigždyne, tačiau kelis mėnesius truko duomenų tikslinimas.

^*) Koiperio juosta arba žiedas, dar vadinama ir Koiperio–Edžvorto juosta - disko formos kometoidų žiedas Saulės sistemos plokštumoje už Neptūno orbitos; 30 a.v. - 55 a.v. atstumu nuo Saulės. Šio žiedo buvimą numatė K. Edžvortas (Edgeworth, Airija, 1943 m.) ir Dž. Koiperis (Kuiper, JAV, 1951 m.), nors iš tikro pirmasis tokią prielaidą dar 1930 m. iškėlė F. Leonardas. Manoma, kad Koiperio juostoje gali būti iki 10 mlrd. kometoidų (koiperoidų), kurių skersmuo nuo 1 km iki 1000 km. Iš šios juostos į Saulės aplinką atskrieja trumpaperiodės kometos su periodais mažesniais nei 200 m. Koiperio žiedo kilmė kol kas nežinoma; manoma, jog jis susidarė besiformuojant Saulės sistemai.
Pirmasis koiperoidas Albionas (15760 1992 QB₁, pavadinimą V. Bleiko personažo garbei gavęs tik 2018 m.), po Plutono ir Charono, buvo atrastas 1992 m., o dabar jų žinoma jau tūkstančiai. Jame randasi ir nykštukinės planetos. Koiperio juostą tyrė kol kas tik vienintelis kosminis zondas, „New Horizons“, 2015 m. liepą praskridęs pro Plutoną (daugiau apie jį žr. >>>>>).
Koiperio juostos nereikia painioti su Oorto debesiu, kuris randasi tūkstantį kartų toliau ir yra beveik rutulio formos. Abiejų jų objektai vadinami transneptūniniais (užneptūniniais) dangaus kūnais.

Pusiausvyros figūrų teorija taikant ją Chaumėjai

Pusiausvyros figūromis mechanikoje vadinamos formos, kurias gali įgyti masyvi besisukanti skysčio masė. Jų teorija kilo iš siekio surasti ir paaiškinti Žemės formą. Dar I. Niutonas suprato, kad remiantis visuotiniais traukos dėsniais galima ne tik nustatyti dangaus kūnų judėjimą, bet ir jų formą. Vėliau šiuos klausimus nagrinėjo kiti garsūs matematikai.

Nesisukanti žvaigždė ar masyvi skysta masė įgauna rutulio formą. Tačiau besisukdama ji virsta suspaustu sferoidu. Tokių figūrų seka vadinama Makloreno sferoidais. Lagranžas „Analitinės mechanikos“ 2-me tome padarė išvadą, kad be sferoidų, kitų pusiausvyros figūrų nėra! Tačiau tikrovėje viskas pasirodė sudėtingiau ir įdomiau...

Viską sujaukė klausimas: ar pusiausvyros figūros privalo turėti ašinę simetriją? Dar iki Lagranžo aiškią užuominą dėl teisingo atsakymo išsakė Klero, o 1834 m. stiprų postūmį teorijai davė K. Jakobis, nurodęs, kad gali egzistuoti besisukančios triašio elipsoido formos figūros. Ir įdomu, kad Jakobio elipsoidų seka atsišakoja nuo kritinio Makloreno sferoido (iš čia, beje, ir atsirado bifurkacijos taško sąvoka).

Makloreno sferoidai ir Jakobio elipsoidai – santykinės pusiausvyros figūros, besisukančioje atskaitos sistemoje neturintys vidinių skysčio srovių. Greta šių egzistuoja ir plati elipsoidų su vidininėmis srovėmis klasė – šią svarbią problemą „pakėlė“ Dirichlė, o didelį indėlį jos vystymui padarė Rymanas ir Čandrasekaras.

Be to, pusiausvyros figūrų teorijoje svarbiais yra išlygintieji paviršiai (angl. level surfaces), t.y. tokie, kurių kiekviename taške pilnas potencialas (gravitacinis + išcentrinė jėga) turi tą pačią reikšmę. Pilna jėga visada normalinė išlygintam paviršiui (ir figūros kraštas visada bus lygiu paviršiumi). Beje, nevienalytėje pusiausvyros figūroje išlygintieji paviršiai turi sutapti su vienodo medžiagos tankio bei vienodo slėgio paviršiais.

Bet kaip ši teorija taikytina kietiems kūnams. Tačiau per labai ilgą laiką bet koks kietas kūnas parodo savo plastines savybes, o tas procesas priklauso nuo kūno dydžio. Buvo paskaičiuota, kad pusiausvyros figūros susidarymui reikia, kad kūnas būtų apie 100 km skersmens.

Nustatyta, kad Chaumėjos šviesumo kreivė (t.y. atspindėtos Saulės šviesos kreivės kitimas laike) turi du nelygius maksimumus, kas nurodo esant triašę (elipsoidinę) kūno formą. Kadangi tikslių duomenų apie Chaumėjos sukimosi ašį nėra, laikoma, kad ji statmena stebėtojo žvilgsniui į Chaumėją.