Карликовая планета Макемаке: открытие и физические условия на поверхности
Вся информация которой мы к настоящему времени располагаем о четвертой карликовой планете солнечной системы — Макемаке, «рождественском кролике» среди транснептуновых объектов.
В те времена, когда Плутон ещё был планетой Солнечной системы, тремя американскими астрономами (Майкл Браун, Дэвид Рабиновиц, Чедвик Трухильо) был обнаружен новый, достаточно яркий космический объект, располагавшийся далеко за орбитой Нептуна. Так как дело было на Пасху 2005 года (31 марта 2005 г.), астрономы в шутку дали найденному объекту имя «Пасхальный кролик» (и скучное официальное обозначение 2005 FY9). Заявление об открытии нового небесного тела было официально опубликовано 29 июля 2005 года, т.е. одновременно с заявлением об открытии другой карликовой планеты, Эриды.
Четвертая карликовая планета Солнечной системы
Вскоре, в 2006 году в Солнечной системе стало на одну планету меньше (“разжаловали” Плутон до статуса карликовой планеты), зато (это произошло 7 сентября 2006 года) одновременно с Плутоном и Эридой, “Пасхальный кролик” также был включен в каталог малых планет под номером 136472.
В соответствии с правилами МАС, достаточно крупным транснептуновым объектам присваивается имя, связанное с мифами о сотворением. Чтобы сохранить связь с Пасхой, Майкл Браун предложил остроумное решение – назвать новый планетоид в честь Маке-Маке — создателя человечества и бога изобилия в мифологии рапануйцев, коренных жителей острова Пасхи.
Карликовая планета Макемаке, скорее всего выглядит примерно так. Хотя, пока мы можем только гадать о том какая она на самом деле
Так и появилась в составе солнечной системы четвертая карликовая планета (после Цереры, Плутона, Эриды) с довольно экзотическим именем.
Позднее, орбита Макемаке отслежена по архивным снимкам вплоть до 1955 года.
Оказалось, что она наклонена к плоскости эклиптики под углом 29°, и близка к кругу – её эксцентриситет равен 0,162, а большая полуось составляет 45,44 а. е. (6,8 млрд км). Другими словами, максимальное расстояние от Макемаке до Солнца составляет 52,82 а. е. (7,9 млрд км), минимальное — 38,05 а. е. (5,69 млрд км), а следовательно, периодически Макемаке может находиться даже ближе к Солнцу, чем Плутон.
Согласно классификации “Центра малых планет” , Макемаке относится к классическим объектам пояса Койпера, и обращается на достаточном удалении от Нептуна, чтобы не подвергаться создаваемым им гравитационным возмущениям, что и позволяет её орбите оставаться устойчивой на протяжении всего существования Солнечной системы.
По состоянию на 2012 год Макемаке находился в 7,8 млрд км от Солнца, вблизи точки афелия, которой достигнет в апреле 2033 года.
Физические условия на поверхности Макемаке
Абсолютная звёздная величина Макемаке составляет −0,44m, а видимый блеск в 2012 году равен 16,9m. Тким образом, Макемаке представляет собой второй по яркости из известных объектов пояса Койпера после Плутона и достаточно ярок для того, чтобы его можно было заснять через мощный любительский телескоп с апертурой 250—300 мм. Конечно, если знать где искать.
Период обращения Макемаке вокруг Солнца на среднем расстоянии 6850 миллиона километров , а его период обращения составляет примерно 310 лет, т.е. ближайшее прохождение перигелия произойдёт в 2187 году (до этого – в 1881 году). В это время его видимая звёздная величина достигнет 15,5m, что лишь немного меньше яркости Плутона, с которым они будут находиться почти на одном расстоянии от Солнца.
Макемаке меньше по размерам, чем Плутон и Эрида. Его диаметр составляет от 1300 до 1900 км. Предполагается, что размер карликовой планеты, около 75 процентов размера Плутона.
Сравнение размеров карликовых планет Плутон и Макемаке, а также Луны
Астрономы не нашли ни одного спутника у Макемаке, что немного странно, потому что другие карликовые планеты (в том числе Плутон и Эрида), как правило, имеют один или несколько спутников. От 10% до 20% всех транснептуновых объектов должны иметь один или несколько спутников.
Точно мы можем говорить только об одном – на Макемаке очень, очень холодно. Температура там составляет около минус 240°С! Небесное тело имеет каменистую природу и обладает огромными запасами льда (спектральный анализ поверхности Макемаке показал, что метан должен присутствовать в виде крупных зерен, величиной не менее одного сантиметра в диаметре.), в составе которого основными являются аммиак, вода и метан.
Атмосфера карликовой планеты Макемаке
Все эти признаки плюс почти непрерывный доступ к свету Солнца, до последнего давали надежду учёным-астрономам предполагать наличие атмосферы у планеты, которая была бы похожа на атмосферу Плутона.
Однако, выяснилось, что на Макемаке атмосферы нет совсем. Установить это помогли телескопы обсерватории Ла-Силья. Выводы исследования можно прочесть в публикации в журнале Nature. Открытие сделали в то время, когда Макемаке шла по линии света одной из звезд. Такое звёздное затмение, которое ещё называют «покрытием», наблюдалось весной 2011-го, года.
Исследованием руководил Хосе Ортиз (Астрофизический институт Андалузии, Гранада). Он отмечает, что в то время, когда Макемаке шла перед звездой, через какое-то время «закрыв» её, свет затемненной звезды неожиданно пропал и затем так же резко появился. Обычно этот процесс должен происходить постепенно. Такое «поведение» карликовой планеты могло свидетельствовать только об одном: у тела, затмившего светило, не было атмосферы.
В 2003 году Майкл Браун со своей командой из Caltech запустили серию открытий, которые изменили наше понимание Солнечной системы. Изначально они нашли Эриду, что поставило под сомнение понятие планеты. Последующие находки еще сильнее намекали на необходимость изменения классификации.
В 2005 году они заметили Макемаке, чей статус до сих пор остается спорным. Но в МАС официально признали, что это 4-я карликовая планета.
Обнаружение и имя карликовой планеты Макемаке
Карликовую планету Макемаке нашли в 2005 году с помощью Паломарской обсерватории. Объявление об открытии совпало с находкой Эриды. Сначала Браун думал подождать, но опыт с Хаумеа научил его говорить о находках быстро.
Изначально именовалась как 2005 FY9 или Пасхальный Заяц, потому что заметили после Пасхи. В 2008 году дали официальное имя Макемаке. Можете полюбоваться на карликовую планету Макемаке в фото телескопа Хаббл.
Макемаке, отображенная телескопом Хаббл
Ученые хотели сберечь связь с Пасхой, поэтому взяли имя божества из мифа Рапа Нуи.
Размер, масса и орбита карликовой планеты Макемаке
ИК-обзор Спитцера, а также данные Гершеля показали диаметр в 1360-1480 км, а массу – 4 х 10 21 кг. Благодаря этому карлик стоит на 3-й позиции по величине среди ТНО. Радиус Макемаке на экваторе — 751 км, а на полюсах — 715 км.
Физические характеристики карликовой планеты Макемаке
Эксцентриситет – 0.159, поэтому Макемаке приближается к Солнцу на расстояние 5.76 млрд. км и отдаляется на максимальные 7.94 млрд. км. На облет вокруг звезды тратит 309.09 лет, а на вращение оси – 7.77 часов.
Некоторые карликовые планеты считают ТНО, основываясь на характере контакта с Нептуном
Орбита Макемаке расположена далеко от Нептуна, поэтому объект свободен от влияния гиганта. Карлик считается динамически горячим телом класса объектов пояса Койпера.
Состав и поверхность карликовой планеты Макемаке
Средняя плотность в 1.4-3.2 г/см 3 говорит о том, что в составе небесного тела есть каменное ядро и ледяная кора. Лед представлен замерзлыми метаном и этаном. Телескопы Гершель и Галилео показали, что поверхностный слой очень яркий (альбедо – 0.81), что смахивает на ситуацию Плутона.
По цвету карликовая планета Макемаке кажется красной, а значит присутствует высокий уровень толинов на ледяном слое.
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.
Спутники карликовой планеты Макемаке
Обзор телескопа Хаббл в 2016 году показал в фото наличие единственного спутника Макемаке S/2015. Простирается в ширину на 175 км и отдален от карликовой планеты на 21000 км.
Исследование карликовой планеты Макемаке
Пока НАСА и другие космические агентства не готовят проектов к исследованию пояса Койпера, и Макемаке нигде не фигурирует. Но, если отправить зонд 21 августа 2024 года или 24 августа 2036 года, то на путешествие уйдет чуть больше 16 лет. Придется использовать Юпитер в качестве гравитационной рогатки.
Источник
Макемаке карликовая планета
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.
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.
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*10 18 тонн. Но это очень грубый подсчет, поэтому данный параметр для небесного тела можно считать ориентировочным.
Температуру поверхности карликовой планеты устанавливали по ее альбедо. В нынешнем положении относительно Солнца отражательная способность тела имеет коэффициент 0,7. Следовательно. По всем расчётам, средняя температура Макемаке равняется 29 Кельвинам (-224°С). Такое низкий температурный показатель делает ее одним из самых холодных тел в Солнечной системе.
Поверхность планетарного карлика при наблюдениях с Земли имеет красный цвет. Это связано с тем, что в ее ледяном панцире содержится высокая доля толинов – полимерных соединений, образованных из простых углеводородов с помощью солнечного излучения. Сами же льды метанового происхождения и содержат примеси азота и этана. Глубинное строение Макемаке исследователям пока не удалось изучить.
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.
Атмосфера
Ученые не обнаружили атмосферу у карликовой планеты Макемаке. Это доказывается тем, что давление у ее поверхности составляет около 12 нано атмосфер. Но при спектральном анализе у этого небесного тела были обнаружены следы метана, угарного газа и азота. Это говорит о том, что здесь может быть временная крайне разряженная газовая оболочка, которая срывается космическим излучением.
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 2016 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.
