Несмотря на то, что Макемаке — довольно яркий объект и мог быть открыт гораздо раньше, по многим причинам этого не случилось. В частности, обнаружить транснептуновый объект при поиске астероидов и комет маловероятно, поскольку скорость движения ТНО на фоне звёзд крайне мала. Но Макемаке долгое время не могли найти ни при поисках Плутона в 1930 году, ни при специализированных поисках ТНО, начавшихся в 1990-е, так как поиски малых планет проводятся главным образом относительно близко к эклиптике из-за того, что вероятность обнаружить новые объекты в этой области максимальна. [3] Но Макемаке имеет большое наклонение — на момент своего открытия он был высоко над эклиптикой, в созвездии Волосы Вероники. [4]
Открытие
Макемаке был открыт группой американских астрономов. В неё входили: Майкл Браун (Калифорнийский технологический институт), Дэвид Рабиновиц (Йельский университет) и Чедвик Трухильо (Обсерватория Джемини). [5] 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.
Макемаке был впервые отмечен 31 марта 2005 года на снимке, сделанном в 6:22 UTC того же дня с помощью телескопа имени Самуэля Ошина. [6] На момент открытия в марте 2005 года он находился в противостоянии в созвездии Волосы Вероники [4] и имел звёздную величину 16,7 (по сравнению с 15 у Плутона). [7] [8] Позже объект был найден на снимках, сделанных ещё в начале 2003 года. Заявление об открытии было официально опубликовано 29 июля 2005 года, [6] одновременно с заявлением об открытии заявлено об открытии другой карликовой планеты, Эриды.
Название
При регистрации открытия объекту было присвоено обозначение 2005 FY9 .
Открывшая объект группа астрономов дала ему прозвище «Пасхальный кролик» (англ. Easterbunny ). Майкл Браун объяснил это следующим образом [9] :
Три года — это долгий срок, чтобы иметь только табличку с номером вместо имени, поэтому бо́льшую часть времени мы просто называли этот объект «Пасхальный кролик» в честь того факта, что он был открыт всего через несколько дней после Пасхи 2005 года.
Three years is a long time to have only a license plate number instead of a name, so for most of the time, we simply refered to this object as «Easterbunny» in honor of the fact that it was discovered just a few days past Easter in 2005.
7 сентября 2006 года одновременно с Плутоном и Эридой он был включён в каталог малых планет под номером 136472. [10]
В соответствии с правилами МАС, классическим объектам пояса Койпера (кьюбивано) присваивается имя, связанное с сотворением. [11] Майкл Браун предложил назвать его в честь Маке-маке — создателя человечества и бога изобилия в мифологии рапануйцев, коренных жителей острова Пасхи. [12] Это название было выбрано отчасти для того, чтобы сохранить связь объекта и Пасхи. [9] 18 июля 2008 года 2005 FY9 было присвоено название Макемаке (лат. Makemake ). [13] Одновременно с присвоением названия он был включён в число карликовых планет, став четвёртой по счёту карликовой планетой и третьим плутоидом, наряду с Плутоном и Эридой. [14]
Орбита
Орбита Макемаке отслежена по архивным снимкам вплоть до 1955 года. [15] [16] Она наклонена к плоскости эклиптики под углом 29°, умеренно вытянута — её эксцентриситет равен 0,162, а большая полуось составляет 45,44 а. е. (6,8 млрд км). [15] Таким образом, максимальное расстояние от Макемаке до Солнца составляет 52,82 а. е. (7,9 млрд км), минимальное — 38,05 а. е. (5,69 млрд км). [15] Следовательно, периодически он может находиться ближе к Солнцу, чем Плутон, но при этом не входит внутрь орбиты Нептуна. Своим высоким наклонением и умеренным эксцентриситетом орбита Макемаке сходна с орбитой другой карликовой планеты — Хаумеа, однако она несколько дальше от Солнца по своей большой полуоси и перигелию.
Согласно классификации ЦМП, Макемаке относится к классическим объектам пояса Койпера (называемым также кьюбивано). [17] В отличие от плутино, которые находятся с Нептуном в резонансе 2:3, кьюбивано обращаются на достаточном удалении от Нептуна, чтобы не подвергаться создаваемым им гравитационным возмущениям, что позволяет их орбитам оставаться устойчивыми на протяжении всего существования Солнечной системы. [18] [19] Такие объекты движутся вокруг Солнца по планетоподобным орбитам (они проходят близко к плоскости эклиптики и почти круговые, как у планет). Однако Макемаке — член «динамически горячего» класса классических объектов пояса Койпера, поскольку он имеет высокое наклонение по сравнению с остальными членами группы. Поэтому некоторые астрономы классифицируют Макемаке как объект рассеянного диска. [20] [21]
По состоянию на 2012 год Макемаке находится в 52,2 а. е. (7,8 млрд км) от Солнца, [4] [7] вблизи точки афелия, которой достигнет в апреле 2033 года. [4]
Абсолютная звёздная величина Макемаке составляет −0,44 m . [15] Его видимый блеск в 2012 году равен 16,9 m , [7] то есть Макемаке — второй по яркости из известных объектов пояса Койпера после Плутона. [22] Он достаточно ярок для того, чтобы его можно было заснять через мощный любительский телескоп с апертурой 250—300 мм. [23]
Период обращения Макемаке вокруг Солнца составляет 306 лет. [15] Соответственно, ближайшее прохождение перигелия произойдёт в 2187 году (последний раз это произошло в 1881 году [15] [16] ). В это время его видимая звёздная величина достигнет 15,5 m . [7] что лишь немного меньше яркости Плутона, с которым они будут находится почти на одном расстоянии от Солнца. [24]
Физические характеристики
Размер Макемаке точно не известен. По приблизительной первоначальной оценке, его диаметр — три четверти от диаметра Плутона. [25]
В 2007 году были опубликованы результаты измерения диаметра и альбедо Макемаке, выполненные при помощи инфракрасного космического телескопа Спитцер. Согласно этим измерениям, диаметр Макемаке оказался равен 1500 +400 −200 км, а альбедо — 0,8 +0,1 −0,2 . [26]
Измерения размеров объекта, проведённые в 2010 году при помощи инфракрасной космической обсерватории Гершель, показали, что его диаметр лежит в диапазоне 1360—1480 км. [27]
Таким образом, диаметр Макемаке немного больше, чем у Хаумеа, [28] что делает его третьим по величине транснептуновым объектом после Эриды и Плутона. Это позволяет уверенно сказать, что Макемаке достаточно велик для того, чтобы прийти в состояние гидростатического равновесия и приобрести форму сплющенного у полюсов сфероида. Поэтому он соответствует определению карликовой планеты. [29]
Это предположение подтвердилось после наиболее точного измерения размеров Макемаке во время покрытия им очень слабой звёзды NOMAD 1181-0235723 (видимая величина 18,2 m ) в созвездии Волосы Вероники, произошедшего в ночь на 23 апреля 2011 года. Событие удалось зарегистрировать пяти обсерваториям в Южной Америке. [30] В результате было установлено, что экваториальный диаметр Макемаке составляет 1502 ± 45 км , полярный — 1430 ± 9 км . [31]
Масса Макемаке точно не установлена. Наличие спутника позволило бы простым методом измерить массу объекта, поэтому отсутствие спутника осложняет получение точных данных о массе Макемаке. [22] Если предположить, что его плотность равна средней плотности Плутона — 2 г/см³, то массу Макемаке можно оценить в 3·10 21 кг (0,5 % от массы Земли). Из данных по покрытию звезды планетой получена относительно грубая оценка плотности объекта: 1,7 ± 0,3 г/см 3 [31] .
Период вращения Макемаке точно не известен. В 2007 году был опубликован анализ кривой блеска, построенной при помощи телескопов в обсерваториях Сьерра-Невада и Калар-Альто. Согласно этим данным, Макемаке имеет два периода изменения блеска: 11,24 и 22,48 ч. Исследователи сочли, что второе скорее соответствует периоду вращения. [32]
По опубликованным в 2009 году данным исследования блеска Макмаке при помощи телескопа имени Койпера в обсерватории Стюарда, период его вращения составляет 7,771±0,003 часа. [33] Этот результат хорошо согласуется с опубликованными в 2010 году результатами анализа блеска Макемаке в 2005—2007 годах, в соответствии с которым период вращения объекта составляет 7,65 часа. [34]
Химический состав
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). [20]
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. [27]
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. [36]
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 ). [20]
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. [37] 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. [20]
Данные, полученные в 2011 году во время покрытия Макемаке звезды, показывают, что настоящее время эта планета, в отличие от Плутона, не имеет атмосферы. [38] [31] 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. [36] Азот, в случае его наличия, был бы доминирующим компонентом этой атмосферы. [20] 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. [39]
Спутники
На орбите вокруг Макемаке не было обнаружено ни одного спутника. При этом любой спутник с яркостью хотя бы 1 % от яркости Макемаке был бы обнаружен, если бы находился на угловом расстоянии не ближе 0,4 угловой секунды от этой планеты. [22] Предполагается, что от 10 до 20 % транснептуновых объектов имеют один или более спутников. Отсутствие спутников отличает Макемаке от других крупных транснептуновых объектов, которые почти все обладают по крайней мере одним спутником: Эрида — одним, Хаумеа — двумя и Плутон — пятью.
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
Сведения об открытии
Дата открытия
31 марта 2005
Первооткрыватели
Майкл Браун, Чедвик Трухильо, Дэвид Рабиновиц
Орбитальные характеристики
Большая полуось
45,436301 а. е.
Эксцентриситет
0,16254481
Период обращения
111867 суток
Наклонение
29,011819°
Видимая звездная величина
16,7
Физические характеристики
Размеры
1478 ± 34 км
Площадь поверхности
6 300 000 км²
Масса
3·10 21 кг
Плотность
1,7±0.3 г/см 3
Альбедо
0,77±0,03
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.
