A törpebolygó kifejezéssel sokat dobáltak az elmúlt években. A Nap körül keringő testek háromutas kategorizálásának részeként a kifejezést 2006-ban fogadták el, mivel a Neptunusz pályáján túli, a Plútóhoz hasonló méretű objektumokat fedeztek fel. Azóta Naprendszerünk számos objektumának leírására használják, felborítva a régi osztályozási rendszert, amely azt állította, hogy kilenc bolygó létezik.
A kifejezés méltányos zűrzavarhoz és vitákhoz is vezetett, és sokan megkérdőjelezik pontosságát és alkalmazhatóságát az olyan testekre, mint a Plútó. Mindazonáltal az IAU jelenleg öt testet ismer el Naprendszerünkön belül törpebolygóknak, további hatot ismerhetnek fel az elkövetkező években, és akár 200 vagy több is létezhet a Naprendszer területén. Cooper Belt .
Meghatározás:
A meghatározás szerint az IAU által elfogadott 2006-ban a törpebolygó „egy csillag körül keringő égitest, amely elég nagy ahhoz, hogy saját gravitációja megkerekedjen, de a szomszédos régióját nem tisztította meg a planetezimáloktól, és nem műhold. Pontosabban, elegendő tömeggel kell rendelkeznie ahhoz, hogy legyőzze nyomószilárdságát és elérje hidrosztatikai egyensúly .'
Lényegében a kifejezés minden olyan bolygótömegű objektumot jelöl, amely nem bolygó vagy nem természetes műhold, és amely két alapvető kritériumnak felel meg. Egyrészt a Nap közvetlen pályáján kell állnia, és nem lehet hold egy másik test körül. Másodszor, elég masszívnak kell lennie ahhoz, hogy saját gravitációja hatására gömb alakúvá váljon. És a bolygóval ellentétben biztosan nem tisztította meg a pályája körüli környéket.
A legnagyobb ismert transzneptuniai objektumok (TNO), méretarányosan ábrázolva. Köszönetnyilvánítás: Larry McNish/M. Brown
Méret és tömeg:
Ahhoz, hogy egy test kerek legyen, elég masszívnak kell lennie olyan mértékben, hogy a saját gravitációja legyen a domináns erő, amely rá ható. Itt az e tömeg által létrehozott belső nyomás hatására a felület plaszticitást érne el, lehetővé téve a nagy magasságok lesüllyedését és az üregek kitöltését. Ez nem fordul elő kisebb testeknél, amelyek átmérője kisebb, mint néhány km (például aszteroidák), amelyeket a saját gravitációs erejükön kívüli erők uralnak és hajlamosak szabálytalan alakzatok megtartására.
Eközben a néhány kilométer átmérőjű testek – ahol a gravitációjuk jelentősebb, de nem domináns – általában gömb alakúak vagy „burgonya alakúak”. Minél nagyobb a test, annál nagyobb a belső nyomása, amíg a nyomás elegendő lesz a belső nyomószilárdságának leküzdésére és a hidrosztatikai egyensúly elérésére. Ezen a ponton a test olyan gömbölyű, amennyire csak lehet, tekintettel a forgásra és az árapályra. Ez a törpebolygó meghatározó határa.
A forgás azonban befolyásolhatja a törpebolygó alakját is. Ha a test nem forog, gömb lesz. De minél gyorsabban forog, annál laposabbá vagy akár szikesebbé válik. Ennek szélsőséges példája az Haumea , amely a főtengelye mentén kétszer olyan hosszú, mint a pólusoknál. Az árapály-erők azt is okozzák, hogy a test forgása fokozatosan árapály-reteszelődik, így mindig ugyanazt az arcot mutatja társának. Ennek szélsőséges példája a Plútó-Charon rendszer, ahol mindkét test dagályosan össze van zárva egymással.
A törpebolygók felső és alsó méret- és tömeghatárát az IAU nem határozta meg. És bár az alsó határ a hidrosztatikus egyensúlyi alak elérése, az objektum mérete vagy tömege, amellyel ezt az alakot eléri, összetételétől és hőtörténetétől függ.
Például a merev szilikátokból (például sziklás aszteroidákból) készült testeknek kb. kb. 600 km, tömege 3,4×10húszkg. Egy kevésbé merev vízjégből készült test esetében a határ közelebb lenne 320 km-hez és 1019kg. Ennek eredményeként jelenleg nem létezik konkrét szabvány a törpebolygó meghatározására sem a mérete, sem a tömege alapján, hanem általánosabban az alakja alapján határozzák meg.
Orbitális dominancia:
A hidrosztatikus egyensúly mellett sok csillagász ragaszkodott ahhoz, hogy különbséget kell tenni a bolygók és a törpebolygók között, mivel az utóbbiak nem képesek „megtisztítani a pályájuk körüli környéket”. Röviden, a bolygók képesek eltávolítani a pályájuk közelében lévő kisebb testeket ütközéssel, befogással vagy gravitációs zavarással (vagy olyan keringési rezonanciákat hozhatnak létre, amelyek megakadályozzák az ütközéseket), míg a törpebolygók nem rendelkeznek a szükséges tömeggel.
Annak kiszámításához, hogy egy bolygó mekkora valószínűséggel szabadul meg pályájáról, Alan Stern és Harold F. Levison bolygókutatók (akik közül az előbbi a New Horizons küldetés a Plútóhoz és a fő tudóshoz Hold Expressz ) bevezetett egy paramétert, amelyet ? (lambda).
Ez a paraméter azt a valószínűséget fejezi ki, hogy egy találkozás milyen valószínűséggel eredményez egy objektum pályájának adott eltérülését. Ennek a paraméternek az értéke a Stern-modellben arányos a tömeg négyzetével és fordítottan arányos a periódussal, és felhasználható egy test azon képességének becslésére, hogy megtisztítsa a pályája környezetét.
Olyan csillagászok, mint Steven Soter, a NYU rezidens tudósa és az Amerikai Természettudományi Múzeum kutatója, ezt a paramétert támogatták a bolygók és a törpebolygók megkülönböztetésére. Soter egy olyan paramétert is javasolt, amelyre aplanetáris diszkrimináns -µ (mu)-ként jelöljük – ezt úgy számítjuk ki, hogy a test tömegét elosztjuk a pályáján osztozó többi objektum össztömegével.
Elismert és lehetséges törpebolygók:
Jelenleg öt törpebolygó létezik: Plútó , Eris , Szeretnék , Haumea , és Ceres . Csak a Cerest és a Plútót figyelték meg eleget ahhoz, hogy vitathatatlanul beleférjenek a kategóriába. Az IAU úgy döntött, hogy név nélkül Transzneptuni objektumok A +1-nél fényesebb abszolút magnitúdójú (és matematikailag 838 km-es minimális átmérőjű TNO-kat) törpebolygóknak kell nevezni.
A jelenleg mérlegelés alatt álló lehetséges jelöltek közé tartozik Orcus , 2002 MS4 , Salacia , Quaoar , 2007 VAGY10 , és Sedna . Mindezek az objektumok a Kuiper-övben vagy a Szétszórt lemez ; a Sedna kivételével, amely egy leválasztott objektum – egy speciális osztály, amely a külső Naprendszer dinamikus TNO-ira vonatkozik.
Elképzelhető, hogy további 40 olyan objektum ismert a Naprendszerben, amelyeket joggal lehetne a törpebolygók közé sorolni. A becslések szerint akár 200 törpebolygót is találhatunk, ha a Kuiper-övként ismert teljes régiót feltárják, és ez a szám meghaladhatja a 10 000-et, ha a Kuiper-övön kívül szóródott objektumokat vesszük figyelembe.
A Plútó és a Charon, a Hydra és a Nix holdjai (balra) összehasonlítva az Eris törpebolygóval és annak Dysmonia holdjával (jobbra). Követelmény: Nemzetközi Csillagászati Unió
Állítás:
Közvetlenül a bolygó meghatározására vonatkozó IAU-döntést követően számos tudós nem ért egyet az IAU határozatával. Mike Brown (az Erist felfedező Caltech csapat vezetője) egyetért a bolygók számának nyolcra csökkentésével. Azonban olyan csillagászok, mint Alan Stern, kritikát fogalmaztak meg az IAU-k meghatározásával kapcsolatban.
Stern azt állította, hogy hasonlóan a Plútóhoz, a Földhöz, a Marshoz, a Jupiterhez és a Neptunuszhoz sem sikerült teljesen kitisztítania keringési zónáit. A Föld 10 000 Föld-közeli aszteroidával kering a Nap körül, ami Stern becslése szerint ellentmond annak az elképzelésnek, hogy kiürítette a pályáját. Eközben a Jupitert óriási 100 000 trójai aszteroida kíséri keringési útján.
Így 2011-ben Stern még bolygóként emlegette a Plútót, és további bolygóknak fogadott el más törpebolygókat, például a Cerest és az Erist, valamint a nagyobb holdakat. Más csillagászok azonban ellentmondtak ennek a véleménynek, mondván, hogy a nagy bolygók távolról sem tisztították meg pályájukat, hanem teljes mértékben irányítják a többi test pályáját a keringési zónájukon belül.
Egy másik vita tárgya ennek az új meghatározásnak a Naprendszeren kívüli bolygókra való alkalmazása. A Naprendszeren kívüli objektumok azonosítására szolgáló technikák általában nem tudják meghatározni, hogy egy objektum „kitisztította-e a pályáját”, kivéve közvetett módon. Ennek eredményeként az IAU 2001-ben külön „működő” definíciót hozott létre a Naprendszeren kívüli bolygókra vonatkozóan, amely magában foglalja a következő kritériumot: „A Naprendszeren kívüli objektumok bolygónak tekintéséhez szükséges minimális tömegnek/méretnek meg kell egyeznie a a Naprendszer.'
Az, hogy a jelenlegi IAU meghatározás hogyan vonatkozik az exobolygókra, sok csillagász számára vita forrása. Hitel: phl.upl.edu
Az IAU határozatának tartalmán túl magában a döntési folyamat körül is van vita. A végső szavazás lényegében az IAU Közgyűlésének viszonylag kis százalékát érintette – 9000-ből 425, vagyis kevesebb, mint 5%. Ez részben a szavazás időzítésének volt köszönhető, amely a tíznapos rendezvény utolsó napján történt, amikor már sok tag távozott.
A döntés támogatói azonban hangsúlyozzák, hogy a 9000 fős populációból 400 fős reprezentatív mintavétel statisztikailag jó pontosságú eredményt ad. Ergo, még ha csak a tagok 4-5%-a szavazott is a Plútó átminősítése mellett, az a tény, hogy az említett tagok többsége egyetértett, az IAU véleményének mintavételének tekinthető.
Felmerül az a sok csillagász, aki nem tudott részt venni a konferencián, vagy úgy döntött, hogy nem utazik Prágába. Marla Geha csillagász azt is tisztázta, hogy az Unió minden tagjának nem kellett szavaznia az osztályozási kérdésről, és csak azokat kell bevonni, akiknek munkája közvetlenül kapcsolódik a bolygókutatáshoz.
Végül a NASA bejelentette, hogy alkalmazni fogja az IAU által meghatározott új irányelveket, ami az IAU álláspontjának jóváhagyását vagy legalábbis elfogadását jelenti. Ennek ellenére a 2006-os döntés körüli vita korántsem ért véget, és további fejleményekre számíthatunk ezen a fronton, ahogy egyre több „törpebolygót” találnak és jelölnek ki.
Elég könnyű megérteni, hogy mi a törpebolygó az IAU szerint, de a Naprendszert egy háromszintű osztályozási rendszerbe illeszteni egyre nehezebb lesz, ahogy egyre jobban megértjük a világegyetemet, és egyre messzebbre látunk az űrbe.
Sok cikket írtunk a törpebolygókról a Universe Today számára. Itt van egy kb Törpebolygók , és itt van az egyik Miért nem bolygó többé a Plútó? .
Az Astronomy Cast is tartalmaz egy epizódot a törpebolygókról. Hallgass ide, 194. rész: Törpebolygók .
További információkért nézze meg a NASA-t Naprendszer áttekintése: Törpebolygók , az Naprendszer-kutatási útmutató a törpebolygókról és Mike Browné Törpebolygó oldal .
Itt található az összes ismert törpebolygó és holdjaik listája. Reméljük, megtalálja, amit keres:
Elismert törpebolygók:
Lehetséges törpebolygók: