Уже почти двадцать лет энтузиасты и даже некоторые ученые требуют отменить скандальное «разжалование» Плутона. Однако если вернуть ему статус полноправной планеты, астрономам придется записать в ту же категорию Луну, Цереру и еще как минимум сотню круглых ледяных глыб на задворках Солнечной системы, а само слово «планета» потеряет всякий научный смысл.
С 1930 по 2006 год Плутон вполне комфортно жил в коллективном бессознательном как девятая и самая далекая планета нашей Солнечной системы. До 1978 года, когда у него обнаружили гигантский спутник Харон, он вообще оставался единственным известным крупным объектом, вращающимся за орбитой Нептуна. Но затем сказка закончилась: в 1990-х и 2000-х астрономы начали массово открывать объекты пояса Койпера, а также экзопланеты у других звезд. Стало очевидно, что старое (по сути, отсутствующее) определение планеты больше не работает.
В 2006 году Международный астрономический союз (МАС) принял историческое решение. Чтобы небесное тело считалось планетой, оно должно соответствовать трем критериям:
- Вращаться вокруг Солнца (и не быть ничьим спутником).
- Иметь достаточную массу, чтобы гравитация придала ему форму, близкую к шарообразной (то есть находиться в гидростатическом равновесии).
- Очистить свою орбиту от других сопоставимых по массе объектов.
Плутон с треском провалил третий пункт. Вместо того чтобы раздуть список планет, включив в него Цереру, Эриду и десятки других тел, МАС сократил его до восьми. Споры об этом решении, в том числе подогреваемые эмоциями, не утихают до сих пор.
Это составное изображение Плутона и его крупнейшего спутника, Харона, основано на фотографиях, сделанных миссией New Horizons во время её пролёта мимо плутонической системы в 2015 году. Внешний вид Харона значительно отличается от Плутона, но оба тела показаны с правильным относительным размером и альбедо.
Геофизика против здравого смысла
Дискуссии о статусе Плутона часто строятся вокруг попытки найти одну-единственную характеристику, которая делает планету планетой.
Некоторые планетологи предлагают использовать чисто геофизическое определение: если объект достаточно массивен, чтобы стать круглым под действием собственной гравитации — это планета. Звучит красиво, но на практике это прямой путь к хаосу в систематизации.
Дело в том, что форма объекта полностью игнорирует его историю, состав и место рождения. Если опираться только на округлость, то нет никакой фундаментальной разницы между каменистым Меркурием, гигантским спутником Сатурна Титаном и ледяной карликовой планетой Хаумеей. В одной только Солнечной системе сейчас насчитывается более 100 объектов, находящихся в гидростатическом равновесии. А в масштабах Млечного Пути таких круглых ледяных миров может быть порядка 10¹⁷. Кому нужна классификация, в которой у нас сто квадриллионов планет, подавляющее большинство из которых вообще не привязаны ни к одной звезде?
Три линии рождения миров
Объективный взгляд на то, что такое планета, требует изучения «родильных домов» космоса — протопланетных дисков в туманностях, где прямо сейчас формируются новые миры. Там разворачивается примерно один и тот же сценарий: гравитация стягивает газ и пыль, вещество слипается в планетезимали, они сталкиваются и растут. В конце концов некоторые комки материи выходят победителями, выметая всё на своем орбитальном пути.
В системах, где доминирует одиночная звезда вроде нашей, можно выделить три четкие границы, определяющие физику будущих объектов:
- Линия сажи (Soot line): Ближайшая к звезде зона. Здесь настолько жарко, что любые летучие вещества испаряются. Внутри этой зоны могут выжить только голые каменные и металлические ядра.
- Линия льда (Frost line): За этой границей водяной лед перестает превращаться в пар и может стабильно существовать в твердом виде. У нас эта граница проходит там, где расположен пояс астероидов.
- Линия Койпера: За последним массивным объектом, очистившим свою орбиту (Нептуном), остается огромный пояс из льда и летучих веществ.
Плутон родился и живет за линией Койпера. Это типичный кусок замерзших летучих газов. Если перенести его ближе к Солнцу, на орбиту Земли, он просто начнет испаряться, обзаведясь роскошным кометным хвостом. Учитывая его происхождение, Плутон не имеет практически ничего общего с каменистыми планетами или газовыми гигантами.
На этом снимке туманности Ориона, полученном телескопом Хаббл, наложены различные протопланетные диски. В общей сложности за время работы Хаббла в туманности Ориона было обнаружено около 42 протопланетных дисков. Сейчас, в эпоху телескопа JWST, в одной только туманности Ориона известно более 150 таких дисков.
Вселенная оказалась сложнее
Критики решения МАС 2006 года справедливо указывали на одну зияющую логическую дыру в новых правилах: они были написаны исключительно для Солнечной системы. Технически ни одна экзопланета не могла называться планетой, потому что она не вращается вокруг нашего Солнца.
Но в 2015 году астрофизик Жан-Люк Марго предложил изящное математическое решение проблемы. Он вывел количественный критерий, позволяющий определить, очистил ли объект свою орбитальную зону, опираясь лишь на массу звезды, массу кандидата в планеты и его орбитальный период. По этой метрике можно мгновенно классифицировать 99% всех известных экзопланет, и она лишний раз доказывает: между планетами, доминирующими на своих орбитах, и остальным космическим «мусором» есть огромная физическая пропасть.
Кроме того, новейшие данные космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) показывают, что формирование систем — это бесконечно разнообразный процесс.
В 2023 году наблюдения «Уэбба» за близкой звездой Фомальгаут выявили сложнейшую архитектуру ее обломочных дисков: помимо ожидаемого аналога пояса Койпера, там обнаружился промежуточный пояс с внутренним разрывом, который, вероятно, поддерживается гравитацией невидимой экзопланеты.
А в Туманности Ориона тот же телескоп обнаружил десятки загадочных JuMBO (Jupiter-Mass Binary Objects) — парных объектов массой с Юпитер, которые свободно блуждают в космосе. Около 9% таких объектов-сирот в Орионе существуют в виде двойных систем, что совершенно не укладывается в стандартные теории формирования планет из околозвездных дисков.
Итог
Все эти открытия раз за разом доказывают: место и история формирования небесного тела критически важны для понимания того, чем оно является. Да, благодаря зонду New Horizons мы убедились, что Плутон — это потрясающе красивый мир с азотными ледниками, многослойной голубой дымкой в атмосфере и сложной геологией. Но с точки зрения структурной классификации Вселенной он совершенно зауряден для транснептунового пространства.
Можно до бесконечности размывать научную терминологию в угоду человеческой сентиментальности. Но если мы хотим серьезно изучать реальную физику космоса, нам придется признать очевидное: Плутон — не планета. И для науки это отличная новость.
Комментарии (0)