Termi "kääpiö planeetta" on saavuttanut ennenkuulumattoman suosion parin viime vuoden aikana. Osana Auringon ympäri kiertävien kohteiden luokitusta kolmella tavalla, tämä termi hyväksyttiin vuonna 2006, koska löydettiin Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella olevia esineitä, jotka ovat kooltaan verrattavissa Plutoon. Siitä lähtien sitä on käytetty kuvaamaan monia aurinkokunnan esineitä, mikä häiritsee vanhaa luokitusjärjestelmää, jolla oli yhdeksän planeettaa.
Tämä termi on myös aiheuttanut sekaannusta ja kiistoja, erityisesti liittyen sen soveltamiseen Pluton kaltaisiin elimiin. Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto (IAU) kuitenkin tunnistaa viisi aurinkokuntamme kehoa kääpiöplaneetoiksi, kuusi muuta määritetään tulevina vuosina ja noin 200 tällaista elintä voi olla Kuiperin vyöhykkeellä.
Määritelmä
IAU: n vuonna 2006 hyväksymän määritelmän mukaan kääpiöplaneetta on "taivaankappale, joka kiertää tähtiä, joka on tarpeeksi massiivinen pyöristettäväksi omalla painovoimallaan, mutta ei puhdista lähintä aluetta planeettasymbolista eikä ole satelliitti. Lisäksi sillä on oltava riittävä massa puristuslujuuden voittamiseksi ja hydrostaattisen tasapainon saavuttamiseksi."
Pohjimmiltaan termi viittaa mihin tahansa planeetan massaesineeseen, joka ei ole planeetta eikä luonnollinen satelliitti, joka täyttää kaksi peruskriteeriä. Ensinnäkin sen on oltava suoralla auringon kiertoradalla eikä se saa olla kuu toisen kehon ympärillä. Toiseksi sen on oltava riittävän massiivinen, jotta se voi muodostaa pallomaisen muodon oman painovoimansa vaikutuksesta. Ja toisin kuin planeetta, sen ei tarvitse puhdistaa kiertoradansa ympärillä olevaa ympäristöä.
Koko ja paino
Mainosvideo:
Kehon pyöreyttämiseksi sen on oltava riittävän massiivinen, jotta painovoimasta tulee hallitseva voima, joka vaikuttaa kehon muotoon. Tämän massan tuottama sisäinen paine johtaa pinnan muovautumiseen, tasoittamalla korkeita nousuja ja täyttämällä syvennyksiä. Alle kilometrin halkaisijaltaan pienet rungot eivät tee tätä (kuten asteroidit), niitä ohjaavat omien painovoimiensa ulkopuoliset voimat, joilla on taipumus ylläpitää epäsäännöllisiä muotoja.
Suurimmat tunnetut trans-Neptunian objektit (TNO)
Samaan aikaan usean kilometrin pituiset kappaleet - kun painovoima on merkittävä, mutta ei hallitseva - ovat pallomaisen tai "perunan" muotoisia. Mitä suurempi runko, sitä suurempi on sen sisäinen paine, kunnes siitä tulee riittävä voittamaan sisäinen puristusvoima ja saavuttamaan hydrostaattinen tasapaino. Tässä vaiheessa kehosta tulee niin pyöreä kuin mahdollista, kun otetaan huomioon sen kierto ja vuorovesi. Tämä on kääpiö planeetan rajan määritelmä.
Kiertyminen voi kuitenkin vaikuttaa myös kääpiö planeetan muotoon. Jos keho ei pyöri, se on pallo. Mitä nopeammin se pyörii, sitä pitkänomaisemmaksi tai monipuolisemmaksi siitä tulee. Äärimmäinen esimerkki tästä on Haumea, joka on melkein kaksi kertaa pidempi pääakselilla kuin pylväillä. Vuorovedet aiheuttavat myös kehon pyörimisen vähitellen tukkeutumisen ja keho pysyy toisella puolella vastapäätä kohti. Äärimmäinen esimerkki tällaisesta järjestelmästä on Pluto - Charon, molemmat elimet ovat lukkiutuneet vuorovesi keskenään.
IAU ei määritä kääpiöplaneettojen koon ja massan ylä- ja alarajaa. Vaikka alarajan määrää tasapainohydrostaattisen muodon saavuttaminen, koko tai massa, jolla tämä esine saavuttaa muodon, riippuu sen koostumuksesta ja lämpöhistoriasta.
Esimerkiksi kovista silikaateista valmistettujen kappaleiden (kuten kiviset asteroidit) on saavutettava hydrostaattinen tasapaino, jonka halkaisija on noin 600 kilometriä ja massa 3,4 x 10 ^ 20 kg. Vähemmän jäykälle vesijäästä tehdylle kappaleelle tämä raja on lähempänä 320 km ja 10 ^ 19 kg. Tuloksena ei ole tällä hetkellä erityistä standardia kääpiö planeetan määrittelemiseksi sen koon tai massan perusteella, mutta se määritellään yleensä sen muodon perusteella.
Kiertoradan sijainti
Hydrostaattisen tasapainon lisäksi monet tähtitieteilijät ovat vaatineet linjan vetämistä planeettojen ja kääpiöplaneettojen välille, koska he eivät kykene "puhdistamaan kiertoradan läheisyyttä". Lyhyesti sanottuna planeetat voivat poistaa pienemmät rungonsa lähellä olevat kappaleet törmäyksen, sieppauksen tai gravitaatiohäiriön kautta, kun taas kääpiöplaneetoilla ei ole tarvittavaa massaa tämän saavuttamiseksi.
Laskeakseen todennäköisyyden, että planeetta puhdistaa kiertoradansa, planeettatutkijat Alan Stern ja Harold Levinson esittivät parametrin, jota he merkitsevät kirjaimella "lambda".
Tämä parametri ilmaisee törmäyksen todennäköisyyden riippuen kohteen kiertoradan annetusta poikkeamasta. Tämän parametrin arvo Stern-mallissa on verrannollinen massan neliöön ja kääntäen verrannollinen aikaan, ja sitä voidaan käyttää arvioimaan ruumiin potentiaali puhdistaa kiertoradan läheisyys.
Tähtitieteilijät, kuten Stephen Soter, New Yorkin yliopiston tutkija ja amerikkalaisen luonnontieteellisen museon tutkija, ehdottavat tämän parametrin käyttämistä vetämään raja planeettojen ja kääpiöplaneettojen välille. Soter ehdotti myös parametria, jota hän kutsuu planetaariseksi erottelijaksi - jota merkitään mu-kirjaimella - joka lasketaan jakamalla ruumiin massa muiden samalla kiertoradalla olevien kohteiden kokonaismassalla.
Tunnustetut ja mahdolliset kääpiö planeetat
Tällä hetkellä on viisi kääpiö planeettaa: Pluto, Eris, Makemake, Haumea ja Ceres. Pelkästään Ceresin ja Pluton on havaittu olevan tarpeeksi kiistattomasti tässä luokassa. IAU katsoi, että nimeämättömät trans-Neptunian-objektit (TNO), joiden absoluuttinen suuruus on kirkkaampi kuin +1 (ja matemaattisesti rajoitettu vähimmäishalkaisijalle 838 km), tulisi luokitella kääpiöplaneetoiksi.
Mahdollisia ehdokkaita ovat parhaillaan Orc, 2002 MS4, Salazia, Qawar, 2007 OR10 ja Sedna. Kaikki nämä esineet sijaitsevat Kuiperin vyössä; lukuun ottamatta Sednaa, jota tarkastellaan erikseen - erillinen ryhmä dynaamisia TNO: ita ulkoisessa aurinkokunnassa.
On mahdollista, että aurinkokunnassa on vielä 40 objektia, jotka voidaan perustellusti nimetä kääpiöplaneetoiksi. On arvioitu, että Kuiperin vyöhykkeestä voi löytyä jopa 200 kääpiö planeettaa sen tutkimisen jälkeen, ja tämän vyön ulkopuolella niiden määrä voi ylittää 10000.
Erimielisyydet
Heti IAU: n päätöksen jälkeen planeetan määrittelystä, monet tutkijat ilmaisivat olevansa eri mieltä. Mike Brown (Eriksen löytäneen Caltech-ryhmän johtaja) suostuu vähentämään planeettojen lukumäärän kahdeksaan. Alan Sternin kaltaiset tähtitieteilijät ovat kuitenkin arvostelleet IAU: n määritelmää.
Stern väittää, että Pluto, Maa, Mars, Jupiter ja Neptunus eivät myöskään tyhjennä kiertorata-alueitaan kokonaan. Maa pyörii Auringon ympäri 10000 maapallon lähellä olevalla asteroidilla, jotka Sternin mukaan ovat ristiriidassa maapallon kiertoradan puhdistumisen kanssa. Jupiterin mukana kiertoradalla on 100 000 Troijan asteroidia.
Vuonna 2011 Stern viittasi Plutoon planeettana ja piti muita kääpiöplaneettoja kuten Ceres ja Eris sekä suuria kuita täydentävinä planeetoina. Muut tähtitieteilijät väittävät kuitenkin, että vaikka suuret planeetat eivät tyhjennä kiertoratojaan, heillä on täydellinen hallinta muiden kiertoratojen kiertoradalla.
Toinen kiistanalainen uuden planeetan määritelmän soveltaminen koskee aurinkokunnan ulkopuolisia planeettoja. Menetelmät aurinkokennon ulkopuolisten kohteiden havaitsemiseksi eivät suoraan määrää, puhdistaako objekti kiertoradan, vain epäsuorasti. Tämän seurauksena IAU hyväksyi vuonna 2001 erilliset "toimivat" määritelmät aurinkopaneeleille, mukaan lukien epäilyttävä kriteeri: "Vähimmäismassan / -kokon, joka vaaditaan, jotta aurinkokennoa voidaan pitää planeettana, on vastattava aurinkokunnalle hyväksyttyjä parametreja."
Vaikka kaikki IAU: n jäsenet eivät kannattaneet tämän planeettojen ja kääpiöplaneettojen määritelmän käyttöönottoa, NASA ilmoitti äskettäin käyttävänsä IAU: n asettamia uusia ohjeita. Keskustelu vuoden 2006 päätöksestä ei kuitenkaan ole vielä päättynyt, ja voimme hyvin odottaa tulevaa kehitystä tällä rintamalla, kun löydetään ja tunnistetaan lisää "kääpiöplaneettoja".
Kääpiö planeetan määritteleminen IAU: n standardien mukaan on melko helppoa, mutta aurinkokunnan sovittaminen kolmitasoiseen luokitusjärjestelmään vaikeutuu, kun ymmärryksemme maailmankaikkeudesta laajenee.
Ilya Khel
