Период вращения вокруг солнца макемаке

Майкл Браун, Чедвик Трухильо, Дэвид Рабиновиц

111867 сут (306,28 года)

1,7±0.3 г/см³ (предполагаемая)

0,77±0,03
0,782 +0,103 −0,086 (геометрическое)

30—35 К (на основании альбедо)

Содержание

История открытия

Предыстория

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.

Источник

Макемаке
Фото с телескопа «Хаббл»
Другие названия
Физические характеристики
Размеры