Скільки планет у Сонячній системі?
Уявлення про те, що таке планета і скільки їх в Сонячній системі, змінювалося протягом століть. Стародавні астрономи не мали телескопів, і єдиною ключовою характеристикою, що допомагає відрізнити планети від інших небесних тіл, було те, що вони переміщалися по небу щодо інших зірок. Для них існували зірки нерухомі і зірки-мандрівники - планети. Іноді до планет відносили і Сонце з Місяцем. Саме слово «планета», яке в перекладі з давньогрецької означає «мандрівна», «блукаюча», це дозволяло.
Геоцентрична система світу передбачала, що в центрі світобудови знаходиться нерухома Земля, а Сонце, Місяць і планети обертаються навколо неї. Але Коперник помістив в центр світу Сонце. Після чого виявилося, що, Земля, як і інші планети, теж обертається навколо нього. А раз так, то і Земля стала вважатися планетою, адже вона більше не була нерухомою, а рухалася по колу навколо Сонця.
Після остаточного затвердження геліоцентричної системи Коперника, Місяць залишилася єдиним супутником, що обертається навколо нашої планети. Але в 1610 році були відкриті Галілеєві супутники Юпітера. А після виявили супутники і у Сатурна. Спочатку для позначення супутників планет застосовувалися безліч різних термінів: їх називали місяцями, зірками, вторинними планетами, а також просто планетами. Але з часом термін «супутник» все ж витіснив всі інші.
Кількість планет стало знову зростати до середини 19 століття. Статус планети присвоювався будь-якого звертається по орбіті навколо Сонця об'єкту, за винятком комет. Список планет поповнився за рахунок Церери, Паллади, Вести і Юнони. А до цього часу на додаток до планет, відомих з античних часів, додався ще й Уран. А в 1846 році - Нептун. Так як Церера і подібні до неї об'єкти були малі в порівнянні з раніше відомими планетами і знаходилися в одному районі Сонячної системи, згодом названому поясом астероїдів, їх вирішили виділити в одну окрему групу і назвали астероїдами.
Таким чином, на сьогодні планет в Сонячній системі вісім, карликових планет п'ять. Серед восьми «великих» планет чотири - Меркурій, Венера, Земля і Марс - називаються планетами земної групи, а Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун - планетами-гігантами. Останні ще називають газовими гігантами, два з яких - Уран і Нептун - виділяють в підклас крижаних гігантів.
Об'єктів, названих малими планетами (є і таке неофіційне поняття), кілька тисяч. Каталог малих планет веде Центр малих планет, який знаходиться в Смітсонівської астрофізичної обсерваторії. Серед них багато примітних об'єктів. Це, наприклад, такі кандидати в карликові планети, як Квавар і Седна.
Чому Плутон не такий, як інші планети
Плутон завжди був не таким, як усі. Він маленький, і орбіта у нього не така, як у інших планет. Але молодшому в сім'ї це прощали. Так чого ж не пробачили Плутону, позбавивши почесного статусу?
Отже, перша умова для того, щоб вважатися планетою, - небесне тіло повинно звертатися по орбіті навколо Сонця. Цим умовою за рамки визначення виводяться супутники планет, хоча деякі з них за розміром цілком порівнянні з планетами, наприклад супутник Юпітера Ганімед, який має діаметр, що перевершує діаметр Меркурія. Друге - небесне тіло повинне мати достатню гравітацією, щоб мати сферичну форму. Відпадають безформні об'єкти, такі як, наприклад, астероїди Паллада, Веста і Юнона. Але все ще тримається їхня сусідка по поясу астероїдів Церера, яка хоч і найменша з карликових планет, але досить масивна, що дозволило їй набути форми кулі. І нарешті, третя умова - поблизу орбіти має бути простір, вільний від інших тіл.
Ні Церера, що знаходиться в поясі астероїдів, ні Плутон, що знаходиться в поясі Койпера, не змогли розчистити околиці своєї орбіти від інших об'єктів.
При цьому до переліку умови не потрапили вимоги малого ексцентриситету орбіти (кругової орбіти) і малого нахилу орбіти до площини екліптики. Можливо, це пов'язано з тим, що орбіта гіпотетичної нової дев'ятої планети цим умовам відповідати не буде.
Екліптика і зодіак
Однією з ключових характеристик будь-якого небесного тіла є нахил його орбіти. Для планет і інших тіл, які обертаються навколо Сонця, враховується нахил орбіти, а точніше, площини орбіти до площини екліптики. Це дозволяє зрозуміти, як небесне тіло переміщається в Сонячній системі.
Площина екліптики в Сонячній системі - це площина орбіти Землі. Якщо знати величину нахилу, можна уявити, де шукати об'єкт на небі.
Орбіти всіх планет лежать поблизу площини екліптики. Трохи виділяється Меркурій, його максимальний кут нахилу до екліптики - 7,01 °. Для порівняння, нахил орбіти Плутона, що колись був дев'ятою планетою, складає 17,14 °.
На зорі Сонячної системи планети сформувалися з протопланетного газово-пилового диска. Цим вчені і пояснюють, чому все планети обертаються навколо Сонця в одній площині. Але є небесні тіла в нашій системі, чий кут нахилу ще більше, але про них пізніше.
Седна, «Вояджер» і край Сонячної системи
З моменту запуску першого штучного супутника Землі минуло 59 років. За цей час ми досягли багато чого в космонавтиці. Але мрії фантастів про міжзоряних польотах поки не збулися. Під питанням навіть вихід за межі Сонячної системи. З одного боку, швидкості наших космічних апаратів неприпустимо малі, з іншого - не зовсім ясно, де ця межа.
Космічний зонд "Вояджер-1» - найдальший від Землі об'єкт, який був створений людиною. Запущений в 1977 році для дослідження Юпітера і Сатурна, за 39 років він пішов від Сонця на 135 астрономічних одиниць. У земних заходи довжини це понад 20 мільярдів кілометрів. Але для вимірювання відстані в межах Сонячної системи земні заходи не цілком зручні.
Відстані в Сонячній системі і системах інших зірок міряють в астрономічних одиницях. Одна астрономічна одиниця приблизно дорівнює середній відстані від Землі до Сонця. Це майже 149,5 млн кілометрів. Тим самим «Вояджер-1» пішов від Сонця на відстань, рівну 135 відстаням від Сонця до нашої планети.
Для прикладу, середня відстань від Марса до Сонця - 1,52 а. e. від Нептуна до Сонця - 30,1 а. е. Орбіта Плутона, на відміну від практично кругових орбіт «великих» планет, має більший ексцентриситет, тобто являє собою еліпс. Для таких небесних тіл вказівку середніх відстаней не має великого сенсу. У перигелії (найближчій точці орбіти до Сонця) Плутон наближається до нашої зірки на відстань 29,7 а. е. в афелії (найдальшої точці від Сонця) віддаляється на 49,3 а. е.
Але ці відстані ніщо в порівнянні з орбітальними характеристиками Седни - транснептунового об'єкта, чергового кандидата на звання карликової планети. Її орбіта ще більш витягнута, ніж орбіта Плутона. Найближча до Сонця точка орбіти знаходиться на відстані від нього в 76 а. е. При цьому сама далека точка орбіти знаходиться на відстані 900 а. е. - майже в 7 разів далі, ніж знаходиться зараз «Вояджер-1».
Раніше кілька разів з'являлися повідомлення про те, що «Вояджер-1» вийшов за межі Сонячної системи. Нарешті, NASA внесло ясність в питання - космічний апарат вийшов у міжзоряний простір, але Сонячну систему він не покинув. А отже, це не одне і те ж.
«Вояджер-1» досяг геліопаузой, межі геліосфери, місця де відбувається остаточне гальмування сонячного вітру. А ось кордоном Сонячної системи, на думку вчених, потрібно вважати те місце, де сили гравітації Сонця дорівнюватимуть нулю. До такої межі зонду летіти ще 300 років. Для Сонця така межа, за сучасними підрахунками, перебуває на відстані приблизно 2 світлових року. У цих межах знаходиться, наприклад, хмара Оорта, звідки до нас прилетіла вже згадана комета Хейла - Боппа.
Немезида - гіпотетичний компаньйон Сонця
Але і за хмарою Оорта нас можуть очікувати сюрпризи. Йдеться про Немезіда - гіпотетичної зірки, можливий і поки не виявленому компаньйона Сонця. Може бути, ніякої зірки, звичайно, і немає. Але в околицях Сонця близько половини зірок подвійні, є велика ймовірність, що і Сонце теж є частиною подвійної зоряної системи.
Ось тільки якщо так близько від нас є зірка, то чому ми її досі не виявили? Пояснюється це просто. Зірки бувають різні, і не всі з них досить яскраві. Вчені, що займаються пошуком Немезіди, припускають, що ця таємнича зірка може бути коричневим, червоним або білим карликом. До слова, Сонце вважається жовтим карликом.
Ми звикли, що зірки - це такі собі світяться велетні в космічній безодні. Навіть планети-гіганти, такі як Юпітер і Сатурн, виглядають у порівнянні з ними зовсім маленькими. Але ті зірки, які відносяться до перерахованих вище класів, аж ніяк не такі. Білі карлики за розміром відповідають нашій планеті. Коричневі карлики за розміром можна порівняти з Юпітером.
Зважаючи на невеликі розміри і дуже низькою світності такі зірки складно виявити, і якщо Немезида існує, то це одна з причин того, що ми її ще не знайшли. Виникає питання: чим маленька і тьмяна гіпотетична Немезида і подібні їй відомі зірки, та й зірки в цілому відрізняються від планет?
У надрах зірок, на відміну від планет, відбуваються (або відбувалися раніше) реакції термоядерного синтезу. А для початку термоядерної реакції потрібна істотна маса. Так, за деякими оцінками, Юпітеру, який складається з водню і гелію, тих же елементів що і зірки, для того щоб стати зіркою, потрібно збільшити масу в 47 разів. Додамо, що якщо є термоядерна реакція, значить, є і світність і значні температури, чого немає у планет.