Тела имеющие форму близкую к сферической
Халдейский ряд. В своей Ариабхатавахьязе , комментариях к Ариабхатье , он предложил модель, где Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн обращаются вокруг Солнца, а оно, в свою очередь, вокруг Земли. Маломассивные объекты могут иметь неправильную форму, а если масса достаточно велика, гравитация становится достаточно сильной, чтобы придать объекту форму шара. У Марса два спутника — Фобос и Деймос.
Эллипсоид вращения — это объемная фигура, поверхность которой повторяет траекторию вращения эллипса вокруг оси. Наряду с геоидом применяется в геодезии и картографии для уточнения формы земной поверхности в разных областях Земли. Форма эллипсоида, в еще более точном отображении геоида, характерна для многих планет Солнечной системы. Эллипсоид-это тело,имеющее форму а эллипса б шара в близкую к шарообразной г круга. Правильный ответ. Ответ: Вариант: В Пояснение: Эллипсоид имеет форму, близкую к шарообразной, сплюснутую с обеих сторон вертикальной оси.
Слегка сплюснутая у полюсов форма планеты объяснима действием силы гравитации. Эллипсоид вращения у планеты формируется постепенно в течение миллионов лет.
Опубликовано 11 января, Похожие вопросы. Тела, имеющие форму, близкую к сферической, движущиеся вокруг звезды в её гравитационном поле, светящиеся отражённым от звезды светом и расчистившие Биология 8 класс Драгомилов Лабораторная работа номер 3 Строение костной ткани 1 Рассмотрите рисунок 15 и Представьте как будет выглядеть срез к на 8 класс. Что называют телом? По мере развития науки представления о планетах менялись в немалой степени и благодаря открытию новых объектов и обнаружению различий между ними.
В понимании учёных птолемеевской эпохи планеты вращались вокруг Земли по идеально круглым орбитам. Идея обратного — что на самом деле Земля подобно другим планетам вращается вокруг Солнца — выдвигалась не раз, но лишь в XVII столетии она была обоснована по результатам наблюдений Тихо Браге , полученных ещё до появления первых телескопов , сделанных Галилео Галилеем.
Благодаря тщательному анализу данных Иоганн Кеплер обнаружил, что орбиты планет не круглые, а эллиптические. Поскольку инструменты наблюдений улучшались, астрономы установили, что, как и Земля, планеты вращаются вокруг наклонённой к плоскости своей орбиты оси и обладают такими особенностями, свойственными Земле, как смена сезонов.
С рассветом космической эры близкие наблюдения позволили обнаружить и на других планетах Солнечной системы вулканическую деятельность, тектонические процессы, ураганы и даже присутствие воды.
Планеты можно поделить на два основных класса: большие, имеющие невысокую плотность планеты-гиганты , и менее крупные землеподобные планеты , имеющие твёрдую поверхность. Согласно определению Международного астрономического союза , в Солнечной системе 8 планет.
В Солнечной системе также есть по крайней мере 5 карликовых планет : Плутон до года считавшийся девятой планетой , Макемаке , Хаумеа , Эрида и Церера. За исключением Меркурия и Венеры, вокруг всех планет обращается хотя бы по одному спутнику. Начиная с года , с открытием сотен планет вокруг других звёзд, названных экзопланетами , стало понятным, что планеты можно обнаружить в Галактике везде, и они имеют много общего с планетами Солнечной системы.
В году Международный астрономический союз дал новое определение планеты , что вызвало как одобрение, так и критику со стороны учёного сообщества, продолжаемую некоторыми учёными до сих пор. По состоянию на 16 июня года достоверно подтверждено существование экзопланет в планетных системах , из которых в имеется более одной планеты [4].
Размеры известных экзопланет лежат в пределах от размеров планет земной группы до более крупных, чем планеты-гиганты [5]. Первое подтверждённое открытие экзопланеты на орбите вокруг звезды главной последовательности произошло 6 октября года , когда Мишель Майор и Дидье Кело из Женевского университета объявили об обнаружении планеты около 51 Пегаса.
Масса большинства известных экзопланет сопоставима с массой Юпитера или ещё больше иногда во много раз , но известны и менее крупные [5]. Известна по крайней мере дюжина экзопланет между 10 и 20 земными массами [5] , как, например, те, что вращаются вокруг Мю Жертвенника , 55 Рака и GJ [7]. Эти планеты иногда называют «нептуны», потому что по своей массе они близки к Нептуну 17 земных [8]. Другая категория экзопланет называется « сверхземлями » — возможно, это землеподобные миры, более крупные, чем Земля, но меньшие, чем Уран или Нептун.
На настоящий момент известно примерно 20 возможных сверхземель и в их числе: Глизе d примерно 6 масс Земли [9] , OGLEBLGL b и MOABLGL b , холодные, ледяные миры, обнаруженные при помощи гравитационного микролинзирования [10] [11] , COROT-7b , с диаметром около 1,7 земных что делает её самой маленькой известной сверхземлёй из найденных , но с радиусом орбиты в 0,02 а. Экзопланета Глизе d примерно в 7,7 раз массивнее Земли [13] , а Глизе c — в 5 раз, и, как первоначально думали, может быть первой землеподобной экзопланетой, расположенной в зоне обитаемости [14].
Однако более детальные наблюдения позволили установить, что планета слишком близка к звезде, чтобы быть пригодной для жизни. Жизнепригодной могла бы быть самая дальняя планета в системе, Глизе d, но это возможно только при наличии в её атмосфере достаточного количества парниковых газов, способных поднять температуру до подходящих значений [15].
До сих пор не до конца ясно, напоминают ли открытые экзопланеты газовые гиганты и планеты земной группы Солнечной системы, или же они не совсем похожи, и некоторые из них относятся к доселе теоретическим типам, как, например, аммиачные гиганты или углеродные планеты.
В частности, множество недавно открытых экзопланет, известных как горячие юпитеры , обращаются экстремально близко к материнским звёздам, по почти круговым орбитам. Поэтому они получают значительно больше звёздной радиации , чем газовые гиганты в Солнечной системе, что ставит под вопрос принадлежность их к тому же типу.
Существует также подкласс горячих юпитеров, называемый хтонические планеты , обращавшиеся на орбите вокруг материнских звёзд так близко, что звёздная радиация сдула их атмосферу. Несмотря на то, что немало горячих юпитеров находятся в процессе потери атмосферы, до сих пор подтверждённых хтонических планет обнаружено не было [16]. Более подробные данные наблюдений за экзопланетами требуют нового поколения инструментов, включая космические телескопы.
В настоящее время COROT ищет экзопланеты на основании наблюдений за изменениями яркости звёзд, вызванными прохождениями экзопланет. Множество проектов в последнее время предполагают создание космических телескопов для поиска экзопланет, сопоставимых по размерам и массе с Землёй. New Worlds Mission может работать заодно с « Джеймсом Веббом ». Однако программа финансирования многих из этих проектов пока не утверждена.
В году был получен первый спектральный анализ экзопланет HD b и HD b [17] [18]. Наличие достаточного количества землеподобных планет, согласно уравнению Дрейка , повышает вероятность существования разумных коммуникативных цивилизаций [19]. Объект планетарной массы , ОПМ или планемо — это небесное тело, чья масса позволяет ему попадать в диапазон определения планеты, то есть его масса больше, чем у малых тел , но недостаточна для начала термоядерной реакции по образу и подобию коричневого карлика или звезды.
Понятие ОПМ более широкое, чем понятие планеты. Оно охватывает не только планеты, но и другие объекты — например, планеты в «свободном плавании», не обращающиеся вокруг звёзд, которые могут быть «планетами-сиротами», покинувшими свою систему, или объекты, появившиеся в ходе коллапса газового облака — вместо типичной для большинства планет аккреции из протопланетного диска их обычно называют субкоричневыми карликами.
Некоторые компьютерные модели формирования звёзд и планетарных систем показывают, что определённые «объекты планетарной массы» могут покинуть свою систему и уйти в межзвёздное пространство [20]. Некоторые учёные утверждали, что такие объекты уже нашли свободно блуждающими в космосе и их следует классифицировать как планеты, хотя другие предположили, что они могут быть и маломассивными звёздами [21] [22].
При гравитационном коллапсе газового облака могут образовываться не только звёзды, но и меньшие объекты. Объекты планетарной массы, образовавшиеся таким способом, называют субкоричневыми карликами. В течение короткого времени в астрономы считали, что нашли двойную систему из таких объектов, Oph , которые исследователи описали как « планемо », или «объекты планетарной массы».
Однако дальнейший анализ позволил установить, что их массы, скорее всего, больше 13 масс Юпитера, что превращает их в систему из коричневых карликов [23] [24] [25]. Некоторые крупные спутники сходны по размерам с планетой Меркурий или даже превосходят её. Например, Галилеевы спутники и Титан.
Алан Стёрн утверждает, что определение планеты должно быть основанным только на геофизических характеристиках и не должно касаться орбитальных. Он предлагает термин планета-спутник для объекта размером с планету, обращающегося вокруг другой планеты. Аналогично объекты размером с планету в Поясе астероидов или Поясе Койпера также могут считаться планетами согласно Стёрну [26].
Этот же термин предлагает Владимир Сурдин [27]. Теория движения планет по орбите была открыта и разработана Албертом Сериндором-Капенским младшим. Согласно современному определению все планеты вращаются вокруг звёзд, что лишает статуса планеты любые потенциальные « планеты-одиночки ».
В Солнечной системе все планеты обращаются по своим орбитам в том же направлении, в каком вращается Солнце против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца. Но по крайней мере одна экзопланета, WASPb , вращается по орбите вокруг звезды в направлении, противоположном её вращению [28].
Период, за который планета обращается вокруг звезды, называется сидерическим или годом [29]. Планетарный год в немалой степени зависит от расстояния планеты от звезды; чем дальше планета находится от звезды, тем большую дистанцию она должна пройти, и тем медленнее она движется, так как менее затронута гравитацией звезды. Поскольку никакая орбита не является совершенно круглой, расстояние между звездой и планетой на орбите изменяется в течение сидерического периода.
Точку орбиты, где планета ближе всего к звезде, называют периастром в Солнечной системе — перигелием , а самая дальняя точка орбиты называется апоастром в Солнечной системе — афелием. Поскольку в периастре планета приближается к светилу, потенциальная энергия гравитационного взаимодействия переходит в кинетическую, и её скорость увеличивается подобно тому, как брошенный высоко камень ускоряется, приближаясь к земле , а когда планета находится в апоастре, её скорость уменьшается подобно тому как тот же брошенный вверх камень замедляется в верхней точке полёта [30].
Орбита любой планеты определяется несколькими элементами :. Планеты имеют различный наклон оси вращения к плоскости орбиты. Поэтому количество света, получаемого тем или иным полушарием, меняется в течение года.
С этим связан цикл климатических изменений — смена сезонов времён года. Момент, когда одно из полушарий лучше всего или хуже всего освещено Солнцем, называется солнцестоянием. Они случаются дважды в году. То солнцестояние, в котором данное полушарие планеты освещено лучше всего, называется летним, а второе — зимним. Осевой наклон Юпитера чрезвычайно низкий, и сезонные изменения там минимальны; Уран же обладает настолько высоким осевым наклоном, что практически «лежит на боку», и одно из его полушарий либо постоянно под солнечным светом, либо постоянно находится в темноте во время солнцестояний [36].
Что касается экзопланет, то их осевые наклоны неизвестны наверняка, однако, большинство «горячих юпитеров» обладают, по-видимому, чрезвычайно низким наклоном, что является результатом близости к звезде [37]. Помимо того, что планеты обращаются по своей орбите вокруг звезды, они ещё и вращаются вокруг своей оси. Период вращения планеты вокруг оси известен как сутки. Большинство планет Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в том же направлении, в каком обращаются вокруг Солнца против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца.
Исключения — Венера, которая вращается по часовой стрелке, [38] и Уран [39] , экстремальный осевой наклон которого порождает споры, какой полюс считать южным и какой северным, и вращается ли он против часовой или по часовой стрелке [40]. Однако в любом случае вращение Урана ретроградное относительно его орбиты. Вращение планеты может быть вызвано несколькими факторами ещё на стадии формирования. Изначально угловой момент может быть задан индивидуальными угловыми моментами аккрецируемых объектов на ранних стадиях формирования планеты.
Аккреция газа газовыми гигантами также может способствовать заданию углового момента планете. Наконец, даже на последних стадиях формирования планеты случайный сильный удар может непредсказуемо изменить положение её оси [41]. Длительность суток на разных планетах сильно отличается: если Венере требуется земных дня для одного оборота вокруг оси, то газовым гигантам хватает нескольких часов [42]. Период вращения для экзопланет не известен.
Однако близкое расположение к звёздам горячих юпитеров означает, что на одной стороне планеты царит вечная ночь, а на другой вечный день орбита и вращение синхронизированы [43]. Одна из составляющих определения планеты — чистые от иных объектов окрестности орбиты. Планета, которая очистила свои окрестности, накопила достаточную массу, чтобы собрать или, наоборот, разогнать все планетезимали на своей орбите. То есть, планета обращается по орбите вокруг своего светила в изоляции если не считать её спутников и троянцев , а не делит свою орбиту с множеством объектов подобных размеров.
Этот критерий статуса планеты был предложен МАС в августе года. Этот критерий лишает такие тела Солнечной системы как Плутон , Эрида и Церера статуса классической планеты, относя их к карликовым планетам [1]. Несмотря на то, что этот критерий относится пока только к планетам Солнечной системы, некоторое количество молодых звёздных систем, находящихся на стадии протопланетного диска, имеют признаки «чистых орбит» у протопланет [44]. Согласно текущему определению термина планета, которое дал МАС , в Солнечной системе находятся восемь классических планет и пять карликовых планет [45].
В порядке увеличения расстояния от Солнца классические планеты расположены так:. Юпитер самый крупный — его масса равна земным. Меркурий самый маленький, с массой всего лишь 0, от земной. Также возможно существование ещё одной Девятой планеты за пределами орбиты Нептуна.
Планеты Солнечной системы можно разделить на 3 группы на основании их характеристик и состава:. Ясности в том, какие процессы идут при формировании планет и какие из них доминируют, до сих пор нет. Обобщая наблюдательные данные, можно утверждать лишь то, что [56] :. Отправная точка всех рассуждений о пути формирования планет — газопылевой протопланетный диск вокруг формирующейся звезды. Сценариев, как из него получились планеты, существует два типа [57] :.
Окончательно формирование планеты прекращается, когда в молодой звезде зажигаются ядерные реакции и она рассеивает протопланетный диск, за счёт давления звёздного ветра , эффекта Пойнтинга — Робертсона и прочих [58].
По мере роста возникают доминирующие планетозимали, которые впоследствии станут протопланетами. Расчёт темпов их роста довольно разнообразен. Однако базой для них служат уравнение Сафронова:. Расти такие тела могут не до бесконечности, а ровно до того момента пока есть небольшие планетозимали в их окрестностях, пограничная масса так называемой массой изоляции при этом получается:.
Дальнейшее развитие протопланеты может следовать по следующим сценариям, один из которых приводит к образованию планет с твёрдой поверхностью, другой — к газовым гигантам. В первом случае, тела с изолированной массой тем или иным образом увеличивают эксцентриситет и их орбиты пересекаются. В ходе череды поглощений более мелких протопланет образуются планеты подобные Земле. Планета-гигант может образоваться, если вокруг протопланеты останется много газа из протопланетного диска.
Тогда в роли ведущего процесса дальнейшего приращения массы начинает выступать аккреция. Полная система уравнений описывающий данный процесс:.
Смысл выписанных уравнений следующий 1 — предполагается сферическая симметрия и однородность протопланеты, 2 предполагается, что имеет место гидростатическое равновесие, 3 Нагрев идёт при столкновении с планетозималями, а охлаждение происходит только за счёт излучения. С этого момента весь аккрецирующий газ уходит на формирование атмосферы планеты-гиганта. Первые же трудности возникают в механизмах формирования планетозималей.
Общей проблемой для обеих гипотез является проблема «метрового барьера»: любое тело в газовом диске постепенно сокращает радиус своей орбиты, и на определённом расстоянии просто сгорит. Для тел размером порядка одного метра скорость подобного дрейфа наибольшая, а характерное время гораздо меньше необходимого, чтобы планетозималь значительно увеличила свой размер [57]. Кроме того, в гипотезе слияния метровые планетозимали при столкновении скорее разрушатся на многочисленные мелкие части, нежели образуют единое тело.
Для гипотезы формирования планетозималей в ходе фрагментации диска классической проблемой была турбулентность. Однако, возможное её решение, а заодно и проблемы метрового барьера, было получено в недавних работах.
Если в ранних попытках решений основной проблемой являлась турбулентность, то в новом подходе этой проблемы нет как таковой. Турбулентность может сгруппировать плотные твёрдые частицы, а вместе с потоковой неустойчивостью возможно образование гравитационно-связанного кластера, за время гораздо меньшее, чем время дрейфа к звезде метровых планетозималей.
Как и в любом самогравитирующем объекте, в протопланетном диске могут развиваться нестабильности. Впервые эту возможность рассмотрел Тумре Toomre в году. Оказалось, что диск начинает распадаться на отдельные кольца если. Сегодня параметр Q носит название «параметр Тумре», а сам сценарий называется неустойчивостью Тумре.
Время, за которое диск будет разрушен, сравнимо со временем охлаждения диска и высчитывается сходным образом со временем Гельм-Гольца для звезды. Одна из важнейших характеристик планет — внутренний магнитный момент , который создаёт магнитосферу. Присутствие магнитного поля указывает на то, что планета ещё геологически «жива».
Другими словами, у намагниченных планет перемещения электропроводимых материалов, находящихся в их глубинах, генерируют магнитное поле. Это поле значительно изменяет взаимодействие между планетой и звёздным ветром.
Намагниченная планета создаёт вокруг себя область, именуемую магнитосферой , сквозь которую звёздный ветер проникнуть не может. Магнитосфера может быть намного большей, чем сама планета. В противоположность, ненамагниченные планеты обладают лишь слабыми магнитосферами, порождёнными взаимодействием между ионосферой и звёздным ветром, которые не могут существенно защитить планету [59]. Из восьми планет Солнечной системы лишь у двух магнитосфера практически отсутствует — это Венера и Марс [59].
Для сравнения, она есть даже у одного из спутников Юпитера — Ганимеда. Из намагниченных планет — магнитосфера Меркурия самая слабая, и едва-едва в состоянии отклонить солнечный ветер. Ганимедово магнитное поле в несколько раз мощнее, а юпитерианское самое мощное в Солнечной системе такое мощное, что может представлять серьёзный риск для будущих возможных пилотируемых миссий к спутникам Юпитера.
Магнитные поля других планет-гигантов примерно равны по мощности земному, но их магнитный момент значительно больше. Магнитные поля Урана и Нептуна сильно наклонены относительно оси вращения и смещены относительно центра планеты [59]. В году команда астрономов на Гавайских островах наблюдала экзопланету вокруг звезды HD , которая, как казалось, создала на поверхности звезды-родителя солнечное пятно.
Большие газовые гиганты достаточно массивны, чтобы удерживать вблизи от поверхности такие лёгкие газы как водород и гелий, тогда как с меньших планет они свободно улетучиваются в открытый космос [61]. Состав атмосферы Земли отличается от прочих планет Солнечной системы высоким содержанием кислорода, выделяемого фотосинтезирующими организмами и столь важного для всего живого [62]. Единственная в Солнечной системе планета без существенных следов атмосферы — Меркурий, у которого она была почти полностью «сдута» солнечным ветром [63].
Атмосфера планеты подвержена влиянию различных видов энергии, получаемых как от Солнца, так и из внутренних источников. Это приводит к появлению довольно динамичных погодных явлений, к примеру таких как ураганы на Земле , порой покрывающие почти всю планету пылевые бури на Марсе , и размером с Землю антициклонический шторм на Юпитере Большое красное пятно , и «пятна» в атмосфере на Нептуне [36].
По крайней мере на одной экзопланете, HD b , на яркостной карте была замечена деталь, похожая на Большое красное пятно, но раза в 2 больше [64]. Горячие юпитеры зачастую теряют свою атмосферу в космос из-за звёздной радиации, и это очень напоминает кометный хвост [65] [66]. У этих планет могут быть сильные температурные перепады между дневной и ночной сторонами планеты, что рождает ветры, дующие со сверхзвуковыми скоростями [67]. И хотя у ночной и дневной стороны HD b наблюдаются сильные перепады между дневной и ночной сторонами, атмосфера планеты эффективно перераспределяет энергию звезды вокруг планеты [64].
Затменный, или транзитный, метод основан на том, что планета может пройти перед звездой и затмить маленькую часть её диска. Это возможно, если луч зрения земного наблюдателя лежит примерно в плоскости орбиты планеты. Вероятность того, что для данной звезды он будет лежать именно так, зависит от отношения диаметра звезды к диаметру орбиты.
И это первый недостаток этого метода. Второй заключается в высоком проценте ложной тревоги, что требует дополнительного подтверждения каким либо иным способом. И третий — повышенная требовательность к точности измерений. Так как необходимо решать обратную задачу, решение которой неустойчиво по Ляпунову [68]. Однако это единственный метод, с помощью которого можно определить угловой размер экзопланеты, а если известно расстояние до неё — и линейный.
Кроме этого, свет звезды при «затмении» проходит через атмосферу, что даёт возможность по спектру получить данные о химическом составе верхних слоёв и понять общий вид процессов, которые там происходят. С года это самый продуктивный метод открытия экзопланет. Метод Доплера радиальных скоростей, лучевых скоростей — метод обнаружения экзопланет , заключающийся в спектрометрическом измерении радиальной скорости звезды.
Звезда, обладающая планетной системой , будет двигаться по своей собственной небольшой орбите в ответ на притяжение планеты. Это в свою очередь приведёт к периодическому изменению скорости, с которой звезда движется по направлению к Земле и от неё то есть к изменению радиальной скорости звезды по отношению к Земле.
Эта скорость может быть вычислена из смещения спектральных линий , вызванного эффектом Доплера. Метод Доплера позволяет легко находить массивные планеты вблизи своих звёзд, но для обнаружения планет на больших расстояниях требуются многолетние наблюдения. Планеты с сильно наклонёнными к лучу зрения орбитами производят меньшие колебания звезды, и поэтому их сложнее обнаружить.
Один из определяющих признаков планеты — то, что её масса должна быть достаточно большой, чтобы её гравитация была способна привести её в состояние гидростатического равновесия. Следовательно, все планеты примерно шарообразны.
Маломассивные объекты могут иметь неправильную форму, а если масса достаточно велика, гравитация становится достаточно сильной, чтобы придать объекту форму шара. Пороговое значение массы зависит от химического состава небесного тела [69].
Помимо прочего, масса — важный отличительный признак планет от звёзд. Верхний предел массы для планеты — 13 масс Юпитера , после чего достигаются условия для начала термоядерного синтеза. В Солнечной системе нет даже приближающихся к этому порогу планет. Однако некоторые экзопланеты имеют массу ненамного ниже этой грани. Есть несколько объектов и с большей массой, но так как они лежат выше границы, необходимой для термоядерного синтеза, их следует отнести к коричневым карликам [5].
Масса планеты — приблизительно половина от массы Меркурия [5]. Каждая планета начинала своё существование в жидком, текучем состоянии; на ранних стадиях формирования более тяжёлые вещества оседали к центру, а более лёгкие оставались около поверхности.
Поэтому у каждой планеты наблюдается некоторая дифференциация недр, выражающаяся в том, что ядро планеты покрыто мантией , которая есть или была жидкой. Планеты земной группы скрывают мантию под плотной корой [70] , тогда как в газовых гигантах мантия плавно переходит в атмосферу. Планеты земной группы обладают ядрами из ферромагнитных веществ, таких как железо и никель , а также мантией из силикатов. Такие газовые гиганты как Юпитер и Сатурн обладают ядром из горных пород и металлов, окружённым мантией из металлического водорода [71].
А ледяные гиганты наподобие Урана и Нептуна имеют ядра из горных пород и мантию из водяного , аммиачного , метанового и прочих льдов [72]. Перемещение жидкости внутри ядер планет создаёт эффект геодинамо , которое генерирует магнитное поле [70]. Некоторые планеты или карликовые планеты например, Юпитер и Сатурн, Нептун и Плутон находятся в орбитальном резонансе друг с другом или с более мелкими телами что также характерно для спутниковых систем.
Все планеты, за исключением Венеры и Меркурия , имеют естественные спутники , которые также зачастую называют «лунами». Так у Земли всего лишь один естественный спутник, у Марса — два, а у планет-гигантов их множество. Многие спутники планет-гигантов обладают рядом черт, роднящих их с планетами земной группы и карликовыми планетами.
Многие из них даже могут быть исследованы на предмет наличия жизни в особенности Европа [73] [74] [75]. Четыре планеты-гиганта также обладают кольцами , различными по размеру и составу.
Они состоят преимущественно из пыли и твёрдых частиц, но могут также включать каменные глыбы размером в несколько сот метров — небольшие спутники-пастухи , которые формируют и поддерживают структуру колец.
Происхождение колец до конца не ясно, предположительно, они являются результатом разрушения спутников, пересёкших предел Роша для своей планеты и разрушенными приливными силами [76] [77]. Никакие из вторичных характеристик экзопланет не изучались.
Но, предположительно, субкоричневый карлик Cha , который классифицируется как одиночная планета , обладает небольшим протопланетным диском [21].
Идея планеты развивалась на протяжении всей истории, от божественных странствующих звёзд старины к современному видению их как астрономических объектов — зародившемуся в научную эру. Понятие ныне стало восприниматься более широко — чтобы включить в себя не только миры внутри Солнечной системы, но и в сотнях внесолнечных систем.
Двусмысленность, рождённая определением планеты, привела к большому противоречию в учёном мире. Ещё в древности астрономы заметили, что некоторые светила на небе двигались относительно других звёзд, описывая характерные петли на небесной сфере. В Греции, Китае, Вавилоне и всех древних цивилизациях [81] [82] почти универсальным было мнение, что Земля находится в центре Вселенной, и что все планеты вращаются вокруг неё.
Причина таких представлений кроется в том, что древним казалось, что планеты и звёзды вращаются вокруг Земли каждый день [83] , и в их ощущении, что Земля тверда и стабильна, что она не перемещается, а находится в состоянии покоя.
Шумеры — предшественники вавилонян, создавшие одну из первых цивилизаций в мире, которой приписывается изобретение письма, уже по крайней мере к году до н. Вскоре после этого они уверенно нашли другую «внутреннюю» планету Меркурий и «внешние» за орбитой Земли Марс , Юпитер и Сатурн. Эти планеты оставались единственными известными вплоть до изобретения телескопа в раннем Новом времени [85]. Первой цивилизацией, обладающей функциональной теорией планет, были вавилоняне, которые жили в Месопотамии в II и I тысячелетиях до н.
Самый старый сохранившийся планетарный астрономический текст того периода — венерианские таблицы Амми-Цадуки, датируемые VII столетием до н. Вавилоняне также заложили основы того, что будет в будущем именоваться «западной астрологией» [87]. Вавилоняне использовали двойную систему названий: «научную» и «божественную». Скорее всего, именно они и придумали первыми давать планетам имена богов [90] [91]. О системе планет у халдеев см. Халдейский ряд. В Древней Греции доэллинистического и раннего эллинистического периодов названия планет не имели отношения к божествам: Сатурн называли Файнон , «яркая», Юпитер — Фаэтон , Марс — Пироэйс , «пламенная»; Венера была известна как Фосфорос , «Вестница Света» в период утренней видимости и Гесперос в период вечерней видимости , а наиболее быстро исчезающий Меркурий — как Стилбон [93].
Но позже, по всей видимости, греки переняли «божественные» названия планет у вавилонян, но переделали их под свой пантеон. Найдено достаточно соответствий между греческой и вавилонской традицией именования, чтобы предположить, что они не возникли отдельно друг от друга [86]. Перевод не всегда был точным. Например, вавилонский Нергал — бог войны, таким образом, греки связывали его с Аресом. Но в отличие от Ареса, Нергал был также богом мора, эпидемий и преисподней [94]. Позже уже древние римляне вместе с культурой и представлениями об окружающем мире скопировали у древних греков и названия планет.
Немало римлян стали последователями веры, вероятно, зародившейся в Месопотамии, но достигшей окончательной формы в эллинистическом Египте, — в то, что семь богов, в честь которых назвали планеты, взяли на себя заботу о почасовых изменениях на Земле. Следовательно, первый день начинался Сатурном 1-й час , второй день Солнцем й час , следующий Луной й час , затем Марсом, Меркурием, Юпитером и Венерой.
Так как каждый день именовался в честь бога, которым он начинался, этот порядок сохранился в римском календаре после отмены основанного на нундинах цикла — и всё ещё сохранился во многих современных языках [96].
Поскольку, в отличие от вавилонян, древние греки не придавали значения предсказаниям, планетами первоначально не особо интересовались. Пифагорейцы в VI и V столетии до н. Пифагор или Парменид первыми идентифицировали «вечернюю» и «утреннюю звезду» Венеру как один и тот же объект [97].
В III веке до н. Аристарх Самосский предложил гелиоцентрическую систему, согласно которой Земля и другие планеты вращались вокруг Солнца. Однако геоцентризм оставался доминирующим вплоть до Научной революции. Возможно, что антикитерский механизм был аналоговым компьютером , созданным для вычисления примерного положения Солнца, Луны и планет на определённую дату. Это позволило далеко продвинуться в объяснении природы перемещения небесных тел, видимых невооружённым глазом с Земли. Наиболее полное отражение эти теории нашли в Альмагесте , написанным Птолемеем во II веке н.
Доминирование птолемеевой модели было столь полным, что она затмила все предыдущие работы по астрономии и оставалась самым авторитетным астрономическим трудом в западном мире на протяжении 13 столетий [86] [98]. Комплекс законов Птолемея хорошо описывал характеристики орбит 7 планет, которые по мнению греков и римлян вращались вокруг Земли. В порядке увеличения расстояния от Земли, по мнению научного сообщества того времени, они располагались следующим образом: Луна , Меркурий, Венера, Солнце , Марс, Юпитер и Сатурн [80] [98] [99].
В году индийский астроном Ариабхата предложил планетарную модель, предполагающую, что планеты движутся по эллиптическим орбитам, а не круглым. Модель Ариабхаты также включала в себя вращение Земли вокруг своей оси, чем он объяснил кажущееся движение звёзд на запад [] [].
Эта модель была широко принята среди индийских астрономов, которые жили и трудились позже. Последователи Ариабхаты особо были сильны в Южной Индии , где его принципы суточного вращения Земли, среди прочих, легли в массу работ, основывавшихся на его теории [].
В году Нилаканта Сомаяджи из Керальской школы , в своей Тантрасанграхе , пересмотрел модель Ариабхаты [] []. В своей Ариабхатавахьязе , комментариях к Ариабхатье , он предложил модель, где Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн обращаются вокруг Солнца, а оно, в свою очередь, вокруг Земли. Большинство астрономов Керальской школы приняли его модель и последовали за ним [] [] []. В текстах на русском языке термин «планета» встречается с XI века, когда это название в форме «планита» было упомянуто в « Изборнике Святослава » года, где также были указаны небесные тела, которые тогда называли планетами: Слъньце Солнце , Ермис Меркурий , Афродити Венера , Луна , Арис Марс , Зеус Юпитер , Кронос Сатурн [].
Пять видимых невооружённым глазом планет были известны с древнейших времён и оказали значимое влияние на мифологию, религиозную космологию и древнюю астрономию.
Метод научного познания совершенствовался, и понимание термина «планета» менялось, поскольку они двигались относительно других небесных тел относительно неподвижных звёзд ; к пониманию их как тел, вращающихся вокруг Земли во всяком случае, так казалось людям ; к XVI веку планеты стали определять как объекты, обращающиеся вокруг Солнца вместе с Землёй, когда гелиоцентрическая модель Коперника , Галилея и Кеплера завоевала влияние в научном сообществе. Таким образом, Земля тоже вошла в список планет, в то время как Солнце и Луна были из него исключены [].
Одновременно с этим нарушилась традиция называть планеты именем греческих или римских богов. В итоге в каждом языке Земля зовётся по-своему. Множество романских языков сохраняют латинское слово Терра или его вариации , означавшее сушу противоположность моря []. Однако нероманские языки используют свои собственные названия.
Неевропейские культуры используют другие схемы для именования планет. Когда в XVII веке были открыты первые спутники Юпитера и Сатурна, поначалу их называли и спутниками, и планетами — впрочем, уже в следующем столетии слово «спутник» использовалось чаще []. До середины XIX века число «планет» быстро повышалось, и любому обращающемуся строго по орбите вокруг Солнца объекту научное сообщество давало статус планеты.
В середине XIX столетия астрономы начали понимать, что объекты, которые они открыли в течение последних 50 лет такие как Церера, Паллада, Юнона и Веста , очень отличаются от обычных планет. Они располагаются в одной и той же области между Марсом и Юпитером пояс астероидов и имеют намного меньшую массу; в результате они были реклассифицированы как «астероиды».
Планетами стали называть только «большие» тела, которые обращаются вокруг Солнца. Потребности в формальном определении планеты не было, поскольку, во-первых, между известными астероидами и планетами был резкий разрыв по размеру и, во-вторых, поток новых открытий планет, как казалось, иссяк с открытием Нептуна в году [].
В XX веке был открыт Плутон. Данные первых наблюдений указывали на то, что он крупнее Земли [] , и объект был немедленно воспринят как девятая планета. Дальнейшие наблюдения показали, что Плутон гораздо меньше. В году Реймонд Литлтон предположил, что Плутон может быть сбежавшим спутником Нептуна [] , и в Фред Лоуренс Уиппл предположил, что Плутон — это комета []. Однако поскольку Плутон крупнее всех известных тогда астероидов [] , он сохранял свой статус до года.
Как полагают, это было первым открытием планет у другой звезды. Затем, 6 октября , Мишель Мэор и Дидье Кьело из Женевского университета анонсировали первое открытие экзопланет у обыкновенной звезды главной последовательности — 51 Пегаса [].
Открытие экзопланет породило новую неопределённость в определении планеты: отсутствие чёткой границы между планетами и звёздами. Многие известные экзопланеты по своей массе во много раз превосходят Юпитер, приближаясь к звёздным объектам, известным как «коричневые карлики» []. Коричневые карлики обычно считаются звёздами, благодаря своей способности сжигать в термоядерной реакции дейтерий — тяжёлый изотоп водорода.
Чтобы сжигать обычный водород, звезда должна иметь массу не меньше 75 масс Юпитера, а для горения дейтерия достаточно всего 13 масс Юпитера. Однако дейтерий — довольно редкий изотоп, и большинство коричневых карликов, вероятно, успело полностью израсходовать его задолго до своего открытия, и в результате их невозможно отличить от сверхмассивных планет [].
С открытием во второй половине XX века большого количества разного рода объектов в пределах Солнечной системы и больших объектов около других звёзд начались диспуты о том, что следует считать планетой. Начались специфические споры относительно того, считать ли планетой объект, выделяющийся из основного «населения» пояса астероидов , или если он достаточно крупный для дейтериевого термоядерного синтеза.
В конце х — начале х было подтверждено существование в области орбиты Плутона пояса Койпера. Таким образом, было установлено, что Плутон является лишь одним из крупнейших объектов данного пояса, что заставило многих астрономов лишить его статуса планеты.
Немалое число других объектов того же пояса, например, Квавар , Седна и Эрида , были объявлены в массовой прессе десятой планетой, хотя и не получили широкого научного признания как таковые. Признавая проблему, МАС приступил к разработке определения для планеты, что завершилось к году. Кроме того, был выделен новый класс — карликовые планеты , в число которых включили три объекта Церера, Плутон и Эрида [].
В рабочая группа по экзопланетам Международного астрономического союза МАС определила следующие критерии различия между планетой и коричневым карликом [] :. Это определение стало популярным в среде астрономов и даже публиковалось в специализированных научных изданиях []. Хотя это определение и временное, и служило лишь до тех пор, пока не было принято официальное, оно обрело популярность по той причине, что не затрагивает проблему определения нижней пороговой массы для планеты [] и этим помогает избежать противоречий касательно объектов Солнечной системы и, вместе с тем, не комментирует статус объектов, обращающихся вокруг коричневых карликов как, например, 2M b.
Субкоричневый карлик — это объект с планетарной массой, сформировавшийся в ходе коллапса газового облака а не в ходе аккреции, как обычные планеты. Это различие в формировании между субкоричневыми карликами и планетами не общепринято; астрономы делятся на два лагеря в вопросе о том, считать ли процесс формирования планет критерием для классификации [] []. Одна из причин разногласия состоит в том, что часто невозможно выяснить, как образовался объект: например, сформированная аккрецией планета может покинуть свою планетную систему и уйти в «свободное плавание», а самостоятельно сформировавшийся в звёздном скоплении по ходу коллапса газового облака субкоричневый карлик может быть захвачен на орбиту вокруг звезды.
Резкой границы здесь нет — интенсивность горения растёт с массой звезды плавно. Кроме того, количество дейтерия, задействованного в реакциях, зависит не только от массы, но и от состава объекта — количества гелия и дейтерия []. Вопрос о нижнем пределе массы был поднят в на собрании Генеральной ассамблеи МАС. После дебатов и одного неудачного предложения ассамблея сошлась на мнении, что планетой является []. Согласно этому определению в Солнечной системе 8 планет.
Тела, удовлетворяющие первым двум условиям, но не третьему Плутон, Макемаке и Эрида , классифицируются как карликовые планеты , если они не являются спутниками какой-либо планеты. Первоначально же МАС предлагал определение, не включающее пункт c , и потому планет сейчас могло бы быть больше [].
После долгих обсуждений путём голосования было решено, чтобы такие тела будут классифицированы как карликовые планеты []. Это определение базируется на теории планетарного формирования, по которой будущие планеты очищают космос вокруг себя от пыли, газа и более мелких тел.
По словам астронома Стивена Сотера [] :. Конечный продукт вторичной дисковой аккреции — это небольшое количество относительно крупных тел планет с непересекающимися либо резонансными орбитами, что предотвращает столкновения между ними. Астероиды и кометы, включая объекты пояса Койпера, отличаются от планет тем, что могут столкнуться друг с другом или с планетами. После голосования в году дебаты и споры не прекратились [] [] , и многие астрономы заявили, что они это определение использовать не будут [].
