Планета - это... Качества и система планет
Любое знание проходит ряд этапов своего формирования. Вместе со сменой теорий и накоплением данных происходит и оттачивание, уточнение терминологии. Этот процесс не миновал и астрономию. Определение понятия «планета» складывалось на протяжении многих веков и даже тысячелетий. Само слово имеет греческое происхождение. Планета — это, в понимании древних жителей Пелопоннеса, любой движущийся в небе объект. В переводе слово означает «блуждающий странник». Греки относили к ним и некоторые звезды, и Луну. Согласно такому пониманию, и Солнце — это планета. С тех пор наши познания космоса значительно расширились, а потому подобное применение термина внесло бы путаницу в объемные труды о Вселенной. Открытие ряда новых объектов привело к необходимости пересмотреть и закрепить определение планеты, что и было сделано в 2006 году.
Немного истории
Прежде чем обратиться к современному нам понятию, коснемся кратко эволюции смысловой нагрузки термина в соответствии с принятыми в ту или иную эпоху картинами мира. Ученые умы всех древних цивилизаций, начиная от шумеро-аккадской и заканчивая греческой и римской, не обходили своим вниманием ночное небо. Ими было замечено, что часть объектов относительно неподвижны, другие же постоянно перемещаются. Они и были названы в Древней Греции планетами. Причем для астрономии Античности характерно то, что Земля в список «блуждающих странников» не входила. Во время расцвета первых цивилизаций бытовало мнение, что наш дом неподвижен, а планеты «курсируют» вокруг него.
"Альмагест"
Знания вавилонян, подхваченные и переработанные древними греками, вылились в стройную геоцентрическую картину мира. Она была зафиксирована в труде Птолемея, созданного во втором веке нашей эры. «Альмагест» (так назывался трактат) содержал знания из разных областей, в том числе и астрономии. В нем указывалось, что вокруг Земли расположена система планет, которые непрестанно движутся по круговым орбитам. Это были Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Такое представление об устройстве Вселенной было главным на протяжении целых 13 веков.
Гелиоцентрическая модель
Солнце и Луна были лишены статуса «планета» только в XVI веке. Возрождение принесло массу изменений в научные взгляды европейцев. Сложилась гелиоцентрическая модель, согласно которой планеты, включая Землю, двигались вокруг Солнца. Наш дом перестал быть центром Вселенной.
Спустя примерно век были обнаружены спутники Юпитера и Сатурна. Некоторое время их называли планетами, но в конце концов за ними и за Луной закрепилось звание спутников.
Примерно до середины XIX века к планетам относили любые тела, движущиеся вокруг Солнца. В это время было открыто большое число объектов, занимавших область между Марсом и Юпитером, и к началу 50-х годов позапрошлого столетия ученые пришли к выводу, что все они обладают характеристиками, позволяющими выделить их в отдельный класс. Так на карте космического пространства появились астероиды. В литературе с того времени стало встречаться выражение «малая планета» — это еще одно обозначение астероида. Планетами же в привычном понимании стали называться только достаточно крупные объекты, чья орбита проходит вокруг Солнца.
XX век
Прошлое столетие ознаменовалось открытием девятой планеты, Плутона. Найденный объект сначала считался превосходящим Землю по размерам. Затем было обнаружено, что его параметры уступают характеристикам нашей планеты. Тут-то и начались разногласия среди ученых по поводу местоположения Плутона в классификации космических объектов. Некоторые астрономы относили его к кометам, другие считали, что он представляет собой спутник Нептуна, по каким-то причинам покинувший его. Плутон не обладает свойствами, характерными для стандартных астероидов, но и в сравнении с другими «блуждающими странниками» Солнечной системы слишком мал. Ответ на вопрос о том, планета это или нет, ученые нашли для себя только в начале XXI века.
Определение 2006 года
Астрономы пришли к выводу, что для дальнейшего развития науки необходимо точно обозначить понятие «планета». Это и было сделано в 2006 году на собрании Международного астрономического союза. Насущная необходимость обуславливалась не только спорным положением Плутона, но и многочисленными открытиями прошлого века. Были обнаружены экзопланеты (тела, обращающиеся вокруг других "солнц") в системах далеких звезд, причем часть из них во много раз превосходила по массе Юпитер. Между тем подобной характеристикой обладают самые «скромные» из звезд, коричневые карлики. Таким образом, стала размытой граница понятий «планета» и «звезда».
И вот после длительных споров на собрании МАС 2006 года было постановлено считать, что планета — это объект со следующими характеристиками:
он обращается вокруг Солнца;
имеет такую массу, которой достаточно, чтобы принять форму гидростатического равновесия (приближенную к круглой);
расчистил свою орбиту от иных объектов.
Чуть раньше, в 2003 году, было принято временное определение экзопланеты. Согласно ему это объект с массой, не достигающей того уровня, на котором возможна термоядерная реакция дейтерия. При этом нижний порог массы для экзопланет совпадает с порогом, закрепленным в определении планеты. Объекты, имеющие массу, достаточную для протекания термоядерной реакции дейтерия, принято считать особым типом звезд, коричневыми карликами.
Минус один
В результате принятия определения наша система планет стала меньше. Плутон не соответствует всем пунктам: его орбита «засорена» другими космическими телами, общая масса которых значительно превосходит данный параметр бывшей девятой планеты. МАС классифицировал Плутон как малую планету и одновременно прототип для транснептуновых объектов, космических тел, чье среднее расстояние до Солнца превышает этот параметр у Нептуна.
Споры о положении Плутона не утихают до сих пор. Однако официально Солнечная система сегодня обладает только восемью планетами.
Братья меньшие
Вместе с Плутоном в число малых, или карликовых планет, были отнесены и такие объекты Солнечной системы, как Эрида, Хаумеа, Церера, Макемаке. Первая — часть Рассеянного диска. Плутон, Макемаке и Хаумеа входят в пояс Койпера, а Церера — объект Астероидного пояса. Все они имеют первые два качества планет, закрепленные в новом определении, но не соответствуют третьему пункту.
Таким образом, Солнечная система состоит из 5 карликовых и 8 «полноценных» планет. Существует еще более 50 объектов Астероидного пояса и пояса Койпера, которые в ближайшее время могут получить статус малых. Кроме того, дальнейшее изучение последнего, возможно, увеличит список еще на 200 космических тел.
Основные характеристики
Все планеты вращаются вокруг звезд, причем преимущественно в том же направлении, что и само светило. Сегодня известна лишь одна экзопланета, которая движется в противоположном обращению звезды направлении.
Траектория движения планеты, ее орбита, никогда не представляет собой идеальный круг. Обращаясь вокруг звезды, космическое тело то приближается к ней, то удаляется от нее. Причем во время сближения планета начинает двигаться быстрее, при удалении — замедляться.
Планеты вращаются и вокруг своей оси. Причем все они имеют разный угол наклона оси относительно плоскости экватора звезды. Для Земли он составляет 23º. Благодаря этому наклону происходят сезонные изменения погоды. Чем больше угол, тем резче различия в климате полушарий. Для Юпитера, например, характерен небольшой наклон. В результате на нем сезонные изменения практически незаметны. Уран, можно сказать, лежит на боку. Здесь одно полушарие всегда в тени, второе — на свету.
Дорога без препятствий
Как уже было сказано, планета — это такое космическое тело, орбита которого очищена от всех иных объектов. Она обладает достаточной массой, чтобы либо притянуть другие объекты и сделать их своей частью или спутниками, либо вытолкнуть с орбиты. Этот критерий в определении планеты на сегодняшний день остается самым спорным.
Масса
Многие характерные признаки планет - форма, чистота орбиты, взаимодействие с соседями — зависят от одного определяющего качества. Им является масса. Достаточная ее величина приводит к достижению космическим телом гидростатического равновесия, оно становится округлым. Внушительная масса позволяет планете очистить себе путь от астероидов и прочих более мелких объектов. Порог массы, ниже которого невозможно приобретение сферической формы, определяется индивидуально и зависит от химического состава объекта.
В Солнечной системе самая большая планета — это Юпитер. Его масса используется в качестве определенного мерила. 13 масс Юпитера — верхний предел массы планеты. Далее следуют уже звезды, а точнее, коричневые карлики. Масса, превышающая этот предел, создает условия для начала термоядерного синтеза дейтерия. Ученым уже известно несколько экзопланет, масса которых приближается к этому порогу.
В Солнечной системе самая маленькая планета — это Меркурий, однако на пространствах космоса были обнаружены и менее массивные тела. Рекордсмен в этом смысле — PSR B1257+12 b, обращающаяся вокруг пульсара.
Ближайшие соседи
Планеты Солнечной системы делятся на две группы: землеподобные и газовые гиганты. Они отличаются размерами, составом и некоторыми другими характеристиками. К землеподобным относятся: Меркурий, Венера, Земля и Марс - четвертая планета от Солнца. Это космические тела, по большей части состоящие из горных пород. Самая крупная из них Земля, самая маленькая, как уже было сказано, Меркурий. Его масса составляет 0,055 от массы нашей планеты. Параметры Венеры приближены к земным, а четвертая планета от Солнца — это одновременно и третья по размерам среди землеподобных.
Газовые гиганты, как понятно из названия, значительно превосходят по своим параметрам предыдущий тип. К ним относится Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерна более низкая средняя плотность по сравнению с аналогичным параметром у землеподобных планет. Все газовые гиганты Солнечной системы имеют кольца. Самыми знаменитыми обладает Сатурн. Кроме того, для всех характерно наличие нескольких спутников. Интересно, что большая часть параметров по мере удаления от Солнца, то есть от Юпитера к Нептуну, убывает.
На сегодня люди успели открыть массу экзопланет. Однако Земля среди них по-прежнему имеет одно кардинальное отличие: она расположена в так называемой зоне жизни, то есть на таком расстоянии от звезды, где создаются условия, потенциально пригодные для возникновения жизни. К сожалению, пока очень мало оснований для предположения, что где-то есть столь же «веселая» планета, как наша, на которой живут существа, способные мыслить, творить и даже определять, какие космические тела можно относить к планетам, а какие этого звания не достойны.