Ледяная карликовая планета Макемаке раскрывает свои секреты

Карликовая планета Макемаке расположена на задворках Солнечной системы среди объектов пояса Койпера. Она представляет собой ледяную пустошь, на которой никогда не сможет зародиться жизнь. Из-за своей удаленности и большого числа расположенных рядом небесных тел планета Макемаке входит в группу малоизученных объектов этой области Млечного пути.

Макемаке

История открытия

Планетарный карлик был открыт в 2005 году в Паломарской обсерватории группой американских астрономов. Он была обнаружен на снимках, сделанных мощным, сверхчувствительный телескопом им. С. Ошина. Исследователям повезло – именно в это время открытое ими небесное тело находилось на пике яркости, превосходя по этому параметру самый заметный объект пояса Койпера – Плутон. Также одновременно была найдена и Эрида. Официальное заявление об их обнаружении было сделано 29 июля 2009 года.

Первоначально небесного карлика именовали «Пасхальный кролик», т.к. его обнаружили спустя несколько дней после этого христианского праздника. Но необходимо было дать ему официальное название в соответствии с правилами Международного астрономического союза. Нынешнее имя планета получила в честь бога изобилия в мифологии жителей острова Пасхи. Одновременно объект занесли в список карликовых планет.

телескоп С. Ошина

Характеристики

Согласно данным астрономов Паломарской обсерватории (Калифорния), имеет диаметр от 50 % до 75 % диаметра Плутона и занимает третье (или четвёртое) место по диаметру среди объектов пояса Койпера. В отличие от других крупных транснептуновых объектов. У Макемаке пока не обнаружено спутников, поэтому его масса и плотность пока остаются неопределёнными.

Спектр Макемаке похож на спектр Плутона и Эриды. Поверхность планеты покрыта красноватым метаном.

В 2007 году группа испанских астрономов под руководством Х. Ортиса установила по изменению яркости Макемаке его период вращения — 22,48 часа.

Физическо-химические параметры

Основные характеристики Макемаке установить очень трудно. Виной тому ее удаленность от Солнца. Чтобы установить размер карлика, ученым понадобилось почти 6 лет после его открытия. Их расчётам помогали снимки, сделанные инфракрасными телескопами Гершель и Спитцер. На данный момент установлено, что средний диаметр Макемаке составляет 1478±17 км. При этом она имеет сферическую форму, т.е. полярный диаметр меньше экваториального.

Точную массу Макемаке пока установить не удается. Если за ее плотность принять равной плутоновой, то она будет иметь массу 3*1018 тонн. Но это очень грубый подсчет, поэтому данный параметр для небесного тела можно считать ориентировочным.

Необычный

  • Карликовая планета Макемаке – один из пяти самых удаленных от Земли миров, обращающихся вокруг Солнца.
  • Это миниатюрное небесное тело «обитает» в поясе Койпера, от которого до Солнца «всего» 6,5 млрд. километров.
  • Макемаке настолько далеко от небесного светила, что делает полный оборот вокруг него за 310 лет.
  • Обнаружить Макемаке удалось благодаря редкому космическому явлению, в ходе которого планета затмила собой свет далекой звезды.

Карликовая планета, обнаруженная семь лет назад у самой границы Солнечной системы, мертва, покрыта льдами и не имеет собственной атмосферы. Макемаке, названный в честь полинезийского бога, был открыт в 2005 году, но ученые только сейчас провели детальный анализ этого далекого небесного тела, определив его размеры, форму и состав поверхностного слоя.

Эта планета находится гораздо дальше от центральной звезды, чем Плутон, который меньше ее в 2-3 раза. В то же самое время, Макемаке гораздо ближе к нам, чем Эрида – самая массивная из всех известных нам карликовых планет.

Шанс того, что Макемаке мог быть замечен на фоне яркой звезды чрезвычайно мал, поэтому этот случай можно назвать настоящей удачей! Все дело в том, что со стороны наблюдателей из «Южной Европейской Обсерватории» звезды движутся с огромной скоростью, когда Макемаке тащится, словно черепаха.

Миниатюрная ледяная планета находится в поясе Кеплера – регионе Солнечной системы, состоящем из малых обледенелых тел – космического мусора, оставшегося от формирования Солнечной системы.

Полный оборот вокруг Солнца Макемаке делает приблизительно за 310 лет.

Мертвый ледяной мир: так в представлении художника выглядит 11 планета от Солнца – Макемаке

Команда ученых, обнаружившая Макемаке, так же установила, что их находка имеет форму сплюснутого сфероида – тело, похожее на сферу, но не идеально круглое, точно такое же, как и наша планета.
Исследование этого далекого мира дало очень интересные результаты, которые стали для астрономов настоящим сюрпризом, т.к. полностью опровергли их первоначальные предположения, что Макемаке как две капли похож на Плутон и обладает слабой атмосферой.

Доктор Джордж Ортиз (Jose Ortiz) из «Института астрофизики Андалусии» (Institute of Astrophysics of Andalusia) сказал: “Открытие Макемаке дало пищу для размышления всему научному миру: сколько еще планет скрывается в Солнечной системе, если мы в течение многих десятилетий не могли обнаружить столь яркое небесное тело?

Изначально считалось, что этот космический карлик обладает полноценной атмосферой и многие всерьез поговаривали, что там даже может существовать примитивная жизнь! Однако последующие исследования разбили в пух и прах все надежды на обитаемость Макемаке.

Наблюдя за Макемаке, мы заметили, что когда он проходит перед звездой и заслоняет ее от нас, то испускаемый ей свет гаснет моментально, а не постепенно. Это позволяет нам с уверенность в 100% заявить, что эта карликовая планета не имеет собственной атмосферы.

Однако это открытие нисколько не огорчило нас, т.к. исследование Макемаке позволило нам подобраться еще на один шаг ближе к разгадке сотворения не только таких космических объектов как карликовые планеты, но и всей Вселенной!”.

Строение солнечной системы: Макемаке находится в поясе Койпера и является транснептуновым объектом

Основные препятствия на пути к детальному исследованию Макемаке — отсутствие у него спутников и его слишком большая удаленность от Земли. Однако тщательные наблюдения помогли ученым более точно определить размеры и даже отражательную способность поверхности (т.е. альбедо) этого небесного тела.
Итак, альбедо Макемаке составляет 0,77, что выше, чем у Плутона, но ниже, чем у Эриды, и соответствует грязному снегу. Альбедо равное 1 представляет поверхность, отражающую 100% попадающего на нее света, 0 – черная поверхность, у которой отражательная способность отсутствует как таковая.

Миниатюрные миры: самые крупные транснептуновые объекты

Звездное затмение – редкое космическое явление, которое позволяет астрономам не только обнаруживать все новые и новые небесные тела, но и с высокой точностью определять наличие у них атмосферы. Однако в случае с Макемаке эта миссия становится практически невыполнимой, т.к. по пути своего движения он затмевает всего 5 звезд! Именно поэтому самой сложно задачей в исследовании этой карликовой планеты стало вычисление этих звезд.

Доктор Ортиз сказал: “Плутон, Эрида и Макемаке – крупнейшие представители бессчетного числа ледяных тел, обращающихся вокруг Солнца.

Макемаке, первоначально названный 2005 FY9, был обнаружен в марте 2005 года, через несколько дней после пасхи, поэтому мы дали ему прозвище «Пасхальное яйцо», которое, как это ни странно, прижилось и крепко за ним закрепилось”.

Карликовые планеты – относительно новый класс небесных тел, утвержденный «Международным Астрономическим Союзом» (International Astronomical Union) в 2006 году. Тогда же было принято решение причислить к этому классу и Плутон. Таким образом, сегодня Солнечная система включает в себя всего 8 «полноценных» планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Оставшиеся пять — карликовые планеты: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида.

Карликовая планета – небесное тело: a). Обращающееся вокруг Солнца; b). Достаточно массивное для того, чтобы обладать достаточно сильной гравитацией, позволяющей ей меть близкую к сферической форму; с). Не являющееся спутником какой-либо планеты; d). Не доминирующее на своей орбите (т.е. не может расчистить ее от других объектов)

Транснептуновые объекты — все небесные тела Солнечной системы, которые находятся от Солнца дальше, чем Нептун.
Обнаруженная на самом краю Солнечной системы планета оказалась безжизненной ледяной пустыней, 7.0 out of 10 based on 3 ratings Найти на unnatural: Обнаруженная самом краю Солнечной системы планета оказалась безжизненной ледяной пустыней

Орбита и вращение

Транснептуновый объект удален от Солнца в среднем на 6,8 млрд. км. При этом в перигелии это расстояние сокращается до 5,7 млрд. км, делая его ближе к Солнцу, чем Плутон. Для изучения траектории движения планетарного карлика пришлось изучать снимки пояса Койпера за последние 50 лет.

Орбита Макемаке имеет эллиптическую форму. Ее эксцентриситет равняется 0,16. Само тело наклонено к плоскости эклиптики под углом 29 градусов. Это означает, что на его поверхности должна наблюдаться сезонность, но т.к. расстояние от Солнца очень велико, колебания температуры незначительны.

Планета вращается вокруг своей оси приблизительно за 8 часов, а полный оборот вокруг Солнца делает за 306 земных лет. При этом на ее движение практически не влияют гравитационные силы Нептуна. Это относит карлика к классическим объектам пояса Койпера. Из всех кьюбивано он является крупнейшим.

орбита макемаке

Новое в блогах

Этот карлик по размеру занимает не более двух третей от размера Плутона. Вращается вокруг Солнца намного дальше Плутона, но ближе к Солнцу, чем Эрис, самая большая из карликовых планет в солнечной системе. Предполагалось, что у Макемаке будет атмосфера, как у Плутона, теперь выяснилось, что это не так.

Астрономы пользовались тремя телескопами в обсерваториях ESO в Чили, для наблюдения за карликовой планетой Макемаке, которая заслонила собой свет далекой звезды.

Новые наблюдения позволили ученым выяснить, окружена ли Макемаке атмосферой, а также измерить плотность планеты. Эти данные были опубликованы в журнале Nature от 22 ноября.

Макемаке был открыт группой американских астрономов. В неё входили: Майкл Браун (Калифорнийский технологический институт), Дэвид Рабиновиц (Йельский университет) и Чедвик Трухильо (Обсерватория Джемини).

Группа использовала 122-сантиметровый телескоп имени Самуэля Ошина со 112 ПЗС-матрицами, который расположен в Паломарской обсерватории, а также специальную программу для поиска движущихся объектов на снимках.

Тогда ей дали ей неофициальное название «Пасхальный кролик». В июне 2008 года планету официально переименовали в Макемаке.

В мифах коренного населения острова Пасхи, Макемаке является создателем человечества и богом плодородия. Международный астрономический союз включил Макемаке номером 5 в список карликовых планет. В котором ранее находились Церера, Плутон, Хаумеа и Эрис.

Этот карлик по размеру занимает не более двух третей от размера Плутона. Вращается вокруг Солнца намного дальше Плутона, но ближе к Солнцу, чем Эрис, самая большая из карликовых планет в солнечной системе. Предыдущие наблюдения за холодной Макемаке показывали, что, возможно, у нее есть атмосфера, как у Плутона. Однако новые исследования показали, что, как и Эрис, Макемаке не обладает существенной атмосферой.

Команда, во главе с Хосе Луисом Ортисом (Instituto de Astrofisica de Andalucia, CSIC, Испания), используя три мощных телескопа La Silla, ESO и Paranal и другие доступные телескопы в округе, наблюдали, как Макемаке прошла перед отдаленной звездой.

«Макемаке промелькнула перед звездой и закрыла ее. Звезда исчезла и вновь резко появилась, вместо того, чтобы постепенно появляться из-за планеты. Это означает, что ее атмосфера несущественна», — говорит Хосе Луис Ортис.

«Была надежда, что у Макемаке будет выявлено наличие атмосферы. Но мы не отчаиваемся и будем дальше изучать эти загадочные тела. Открытие свойств карлика Макемаке — важный шаг в изучении «клуба» ледяных планет».

Отсутствие точных данных о планете затрудняет ее изучение. Поэтому мы можем судить обо всем лишь приблизительно. Новые исследования команды помогли дать более точную оценку размерам планеты, оценку ее плотности. Они также позволили ученым определить, сколько солнечного света отражается от поверхности (альбедо). Альбедо Макемаке составляет около 0,77. Можно сравнить ее с грязным снегом. Выше, чем у Плутона, но ниже, чем у Эрис.

Такое наблюдение за Макемаке было возможно лишь в случае ее прохождения перед звездой, что вызвало затмение.

Эти редкие явления и дают возможность ученым совершать незначительные открытия и получать более подробную информацию о телах солнечной системы.

Основной успех наблюдения данного явления наблюдается из того, что сплоченная команда ученых в разных частях материка проводила исследования этого феномена. Командная работа — один из главных залогов успеха в таких сложных ситуациях, которые, практически не возможно, предсказать.

«Плутон, Эрис, Макемаке являются наиболее крупными примерами из огромного числа ледяных тел на орбите, вдали от нашего Солнца», — говорит Хосе Луис Ортис. «Наши новые наблюдения значительно расширили познания об одной из крупнейших карликовых планет, существующих в нашей солнечной системе».

Спутники

Найти луны у карликовой планеты оказалось еще сложнее, чем обнаружить ее сама. Долгое время исследователи считали, что их вообще не существует, т.к. никаких более-менее ярких объектов возле орбиты объекта не было. При этом большинство крупных транснептуновых тел имеют спутники.

В 2020 году все же найден был естественный спутник Макемаке. Это крошечное тело предположительно имеет диаметр 175 км. Его яркость в сотни раз меньше хозяина, поэтому его очень сложно изучить. Известно, что вокруг планеты это тело обращается за 12 земных суток. Спутник карлика получил официальное название S/2015 (136472) 1.

В ближайшее время не запланировано ни одной миссии по изучению Макемаке. Ее исследование будет проводиться лишь с помощью орбитальных и земных телескопов.

Возле карликовой планеты Макемаке в Солнечной системе обнаружен новый спутник

Группа астрономов объявила об открытии нового спутника, расположенного на внешних границах нашей Солнечной системы и оборачивающегося вокруг малоизвестной карликовой планеты Макемаке. Получивший маркировку S/2015 (136472), или MK2, новый спутник может пролить некоторый свет на загадочную природу карликовых планет, находящихся внутри пояса Койпера.

Макемаке является одной из пяти официально признанных карликовых планет (например, того же Плутона), расположенных внутри пояса Койпера. После открытия этой карликовой планеты в 2005 году, ученые провели ряд попыток выяснить, имеются ли у этого дальнего космического тела какие-нибудь спутники, однако все попытки поиска заканчивались неудачей.

Отыскать спутник MK2 удалось только сейчас, и, следует отметить, задача эта оказалась весьма непростой. И в большей степени эта задача оказалась непростой благодаря особым характеристикам яркости самой планеты Макемаке, которой этот крошечный спутник принадлежит. Как и Плутон, большая часть Макемаке покрыта плотным слоем метанового льда. Это приводит к тому, что отражательная характеристика Макемаке в 1300 раз превышает отражательную характеристику MK2. Яркость спутника составляет всего 0,08% яркости самой планеты. Все это делает крошечный спутник очень сложным для обнаружения.

Пробиться сквозь яркость планеты и отыскать спутник Макемаке ученым удалось только благодаря использованию мощной оптики Wide Field Camera 3 космического телескопа «Хаббл». Диаметр крошечного спутника составляет всего 161 километр, что примерно в девять раз меньше диаметра самой карликовой планеты Макемаке. Расстояние от планеты до спутника составляет около 21 000 километров. Первоначальные наблюдения указывают на то, что орбитальный период MK2 составляет 12 дней. Для подтверждения этого расчета, а также поиска ответа на вопрос о том, как MK2 появился на орбите Макемаке, потребуется провести несколько дополнительных анализов траектории и орбиты спутника.

Фотография карликовой планеты Макемаке и ее спутника MK2, сделанная космическим телескопом «Хаббл»

Подтверждение циклической орбиты (по предварительным данным, спутник обладает именно циклической, то есть круговой орбитой) спутника может указывать на то, что в какой-то момент своей истории (несколько миллиардов лет назад) MK2 столкнулся с Макемаке и был притянут гравитационным пулом карликовой планеты на текущую орбиту. В свою очередь, более эллиптическая орбита могла бы говорить о том, что MK2 был, вероятнее всего, притянут планетой, когда проходил мимо нее. Данная теория не подразумевает прямое столкновение с планетоидом.

Предполагаемый вид поверхности карликовой планеты Макемаке

Наличие спутника также может являться объяснением предыдущих наблюдений периодически возрастающих и снижающихся выбросов инфракрасного излучения от планетоида, источниками которых первоначально ложно были приняты теплые места на поверхности Макемаке. Ученые считают, что ныне использующиеся для космических наблюдений инструменты не смогли разглядеть спутник MK2 как отдельный космический объект. Заметить спутник удалось только благодаря частично голой темной поверхности MK2, когда тот находился в ближайшей точке орбиты по отношению к Макемаке.

Имеется предположение, что, в отличие от более крупных планетоидов, относительно слабая гравитационная сила MK2 было недостаточной для того, чтобы поддерживать на всей поверхности спутника метан в твердой форме (в виде льда). В результате чего, а также под воздействием солнечных лучей, часть льда на MK2 растаяла.

Открытие спутникового тела, оборачивающегося вокруг Макемаке, открывает новые многочисленные возможности в исследовании планетоида. Наличие ледяной метановой поверхности, характерной для некоторых других спутников, поможет ученым составить более детальную модель космических объектов пояса Койпера. Например, лишь одно наблюдение за спутником Плутона Хароном позволило более точно высчитать массу Плутона. Открытие же MK2, в свою очередь, позволит более точно и более подобно рассчитать и выяснить характеристики Макемаке, включая плотность и состав этой карликовой планеты.

Химический состав

Макемаке в представлении художника.
С учётом того, что альбедо Макемаке около 0,7, при нынешнем расстоянии от Солнца равновесная температура на его поверхности составляет около 29 К (−244 °C), а в ближайшей к Солнцу точке орбиты температура может достигать 34 К (−239 °C)[21].

При исследовании Макемаке космическими телескопами «Спитцер» и «Гершель» было обнаружено, что поверхность Макемаке неоднородна. Хотя бо́льшая часть поверхности покрыта метановым снегом и величина альбедо там достигает 0,78-0,90, существуют небольшие участки затемнённого ландшафта, которые покрывают 3-7 % поверхности, где альбедо не превышает 0,02-0,12[29].

В 2006 году опубликованы результаты анализа спектра Макемаке в диапазоне длин волн 0,35-2,5 мкм посредством телескопов «Уильям Гершель» и «Галилео» в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос. Исследователями было установлено, что его поверхность по химическому составу похожа на поверхность Плутона, в частности, ближний инфракрасный спектр отмечен сильными линиями поглощения метана (CH4), а в видимом диапазоне преобладает красный цвет, что, по-видимому, связано с присутствием толинов[38].

Хотя другое исследование, опубликованное в 2007 году, выявило и существенные различия спектров Макемаке и Плутона, выражающиеся в первую очередь в наличии на Макемаке этана и отсутствии азота (N2) и угарного газа (CO). Также авторы предположили, что необычно широкие линии метана связаны с тем, что он присутствует на поверхности объекта в форме больших (размером около 1 см) зёрен. Этан, видимо, также образует зёрна, но гораздо более мелкие (около 0,1 мм)[21].

В 2008 году вышло исследование, доказывающее, что, скорее всего, азот на Макемаке есть. Он присутствует в виде примеси в метановом льду, давая небольшие сдвиги в спектре метана[39]. Правда, доля азотного льда несравнимо мала с количеством этого вещества на Плутоне и Тритоне, где он составляет почти 98 % коры. Относительный дефицит азотного льда означает, что запасы азота были каким-то образом исчерпаны за время существования Солнечной системы[21].

Данные, полученные в 2011 году во время покрытия Макемаке звезды, показывают, что в настоящее время эта планета, в отличие от Плутона, не имеет атмосферы[33][40]. Давление у поверхности планеты на момент наблюдения не превышает 4-12⋅10−9 атмосферы. Однако присутствие метана и, возможно, азота делает вероятным существование на Макемаке временной атмосферы, похожей на ту, которая появляется у Плутона в перигелии[38]. Азот, в случае его наличия, был бы доминирующим компонентом этой атмосферы[21]. Существование временной атмосферы могло бы дать естественное объяснение дефициту азота на Макемаке: так как притяжение планеты слабее, чем у Плутона, Эриды или Тритона, то большое количество азота, возможно, было унесено планетарным ветром; метан легче, чем азот, и имеет значительно меньшее давление пара при температурах, господствующих на Макемаке (30—35 К), что и препятствует его потере; результат этих процессов — значительно более высокая концентрация метана[41].

Атмосфера карликовой планеты Макемаке

В 2011 году произошло затмение со звездой 18-й величины. В итоге Макемаке заслонила все собственное свечение. Это значит, карликовая планета лишена примечательной атмосферы, что не вписывается в ранние выводы. Но метан способен гарантировать переходную атмосферу.

Художественное представление поверхности Макемаке

Когда карликовая планета приближается к Солнцу, то происходит сублимация азота и прочих льдов, формирующих тонкий атмосферный слой. Это бы объяснило азотное истощение.

Состав и атмосфера

Наблюдения испанской обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, выполненные в спектральном диапазоне, помогли установить химический состав поверхности планеты. Она покрыта метановым льдом, что объясняет высокое альбедо, и его органическими соединениями с этаном. Образующееся вещество – толин – имеет красновато-коричневый свет, который отмечен при наблюдениях за Макемаке. Азот не был обнаружен в составе, так как, очевидно, его запасы очень малы.

Карликовая планета имеет довольно внушительный размер, и ученые предполагали обнаружить на ней атмосферу. Подтверждение гипотезы должно было дать покрытие звезды, но затмение света было довольно резким, что означает полное отсутствие газовой оболочки. Несмотря на этот результат, ученые считают, что атмосфера на малой планете все же появляется периодически при приближении к нашей звезде, а при удалении – падает на поверхность в виде ледяных метановых зерен.

А Вы смотрели: Туманность M78

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: