Загадки космоса. Планеты и экзопланеты

Так сколько еще тел, не включенных в список карликовых планет, но соответствующих определению МАС, можно встретить в поясе Койпера? В более узком смысле вопрос следует поставить так: сколько объектов в поясе Койпера имеют сферическую форму, сформированную силами гравитации этих объектов? В первую очередь необходимо понять, при каких размерах каменистого небесного тела силы гравитации начинают преобладать над силами сопротивления материала, из которого состоит объект. Самое простое, что можно сделать для оценки радиуса, – это посмотреть на известные объекты Солнечной системы. Наиболее крупный астероид из известных нам – Паллада – имеет диаметр 532 км и достаточно округлую форму, а второй по величине астероид, Веста, со средним диаметром 525 км уже напоминает мяч для регби. У Цереры, которую с 2006 года принято считать карликовой планетой, диаметр равен 940 км и форма определенно круглая. Однозначные выводы из этого сделать сложно, но, по всей видимости, большинство железокаменных объектов приходит в состояние гидростатического равновесия при размерах, лежащих в промежутке от 500 до 900 км.

Для объектов пояса Койпера эта граница, по логике, должна лежать ниже, так как в их составе меньше горных пород и больше легких элементов. Но насколько ниже? На сегодняшний день мы располагаем всего несколькими достаточно четкими изображениями транснептуновых объектов, полученными аппаратом «Новые горизонты», однако, имея в распоряжении лишь эти изображения, мы не можем ответить на поставленный вопрос. Поэтому стоит обратить внимание на близкие по составу и гораздо более изученные спутники планет-гигантов. Из них самый маленький, но уже имеющий округлую форму, – спутник Сатурна Мимас (тот самый, который открыл Гершель). Его диаметр всего 400 км. Все спутники планет-гигантов с бо́льшим диаметром имеют сферическую форму, а форма тех, чей диаметр меньше, напоминает скорее огромные куски битого щебня. Так что давайте возьмем величину диаметра 400 км в качестве условной границы, отделяющей малые тела Солнечной системы от потенциальных карликовых планет.

Сегодня известно 60 транснептуновых объектов с диаметром больше 400 км в поясе Койпера и 20 объектов рассеянного диска, не принадлежащих ему. Ожидается, что полный обзор пояса Койпера увеличит это число вдвое. Это означает, что на окраинах Солнечной системы вращается полторы сотни таинственных миров, и мы не знаем о них ничего[68]. В нашей галактике, в других звездных системах, должно быть, множество планет, вращающихся на таких орбитах, на которых эти планеты получают ничтожно малое количество тепла родительской звезды. Плутон может служить отличным примером, точкой отсчета для изучения всех этих миров, что наверняка окажутся гораздо богаче и разнообразнее, чем мы себе представляем.

До 2015 года Плутон считался мертвым куском камня и льда на задворках Солнечной системы. И совершенно понятно почему. Днем Солнце хоть и выглядит с его поверхности гораздо ярче Луны, оно все равно дает ему совсем немного света – примерно столько же, сколько самая обычная лампочка. Количество энергии, которое получает Плутон вместе с этим светом, незначительно: оно не способно ни обеспечить условия для сколько-нибудь разнообразной химии, ни создать зоны с разными климатическими условиями, как на Земле или Марсе например. Температура на поверхности Плутона в среднем равна –230 °C. Кроме того, на этой карликовой планете не может быть никакой тектонической активности. Так, по крайней мере, считалось ранее. Тектоника, как вы помните, вызывается лишь наличием горячего ядра, которое еще не остыло с момента своего образования или же разогревается приливными силами. Для первого условия Плутону недостаточно массы, а для второго – не хватает рядом планеты-гиганта. Также Плутон не может сильно разогреваться за счет радиоактивного распада изотопов в своих недрах – тут, опять же, все упирается в массу (Земле, например, естественная радиоактивность дает около половины внутреннего тепла).

На фотографиях, сделанных зондом «Новые горизонты» в 2015 году, астрофизики впервые смогли рассмотреть Плутон в деталях. На них видна сложная, неоднородная поверхность с горными цепями, равнинами и снежными дюнами, подвергавшаяся в прошлом различным геологическим процессам. Плутон в основном покрыт льдами четырех веществ: воды, метана, азота и окиси углерода. Наиболее распространен здесь водяной лед: если исходить из плотности карликовой планеты, он составляет до половины ее объема – в этом смысле внутреннее строение Плутона напоминает строение спутников планет-гигантов. Также из сверхтвердого водяного льда состоят горы Плутона, достигающие 5 км в высоту.