В 2005 году астроном Майк Браун и его коллеги Чад Трухильо и Дэвид Рабиновиц объявили об открытии ранее неизвестного планетоида в поясе Койпера за орбитой Нептуна. Команда назвала этот объект Эрис в честь греческого олицетворения борьбы и раздора, присвоенного МАС годом позже. Наряду с Хаумеа и Макемаке, которые они аналогичным образом наблюдали в 2004 и 2005 годах (соответственно), этот объект стал причиной «Великих планетных дебатов», которые продолжаются и по сей день. Тем временем астрономы продолжают изучать Транснептуновую область, чтобы узнать больше об этих объектах.
Хотя последующие наблюдения позволили астрономам получить лучшее представление о размере и массе Эриды, остается много нерешенных вопросов о структуре этой «карликовой планеты» и ее сравнении с Плутоном. В недавнем исследовании Майк Браун и профессор Калифорнийского университета в Санта-Крузе Фрэнсис Ниммо представили серию моделей, основанных на новых оценках массы спутника Эриды Дисномия. Согласно их результатам, Эрида, вероятно, разделена на конвективную ледяную оболочку и каменное ядро, что отличает ее от проводящей оболочки Плутона.
Их статья «Внутренняя структура Эриды, выведенная из эволюции ее вращения и орбиты», недавно появилась в журнале Science Advances. Исследование началось, когда Ниммо посетил профессора Брауна в Калифорнийском технологическом институте и понял, что некоторые из его ранее неопубликованных данных могут помочь раскрыть информацию о свойствах Эриды. В настоящее время мы знаем, что Эрида примерно того же размера и массы, что и Плутон, и имеет сильно эксцентричную орбиту вокруг нашего Солнца, от 38,271 а.е. в перигелии до 97,457 а.е. в афелии. Это почти в два раза эксцентричнее орбиты Плутона и примерно на 50% дальше от Солнца.
В течение нескольких месяцев Браун и Ниммо работали над моделями Эриды, которые включали в себя два ключевых фрагмента информации. Первое было связано с единственным известным спутником Эрис, Дисномией, и с тем, что два тела всегда обращены друг к другу одинаково. «Это происходит потому, что большую планету раскручивают приливы, которые поднимает на нее маленькая луна», — сказал Ниммо в недавнем пресс-релизе UCSC. «Чем больше Луна, тем быстрее вращается планета. И как только вы это узнаете, вы сможете начать делать настоящие расчеты».
Астрономы могут использовать характеристики вращения и орбиты планет и их спутников, чтобы сделать выводы об определенных свойствах, например об их внутренней структуре. Но до недавнего времени у учёных не было оценок размера, массы и плотности Дисномии. К счастью, Браун и его коллега Брайан Дж. Батлер – исследователь Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) – недавно провели наблюдения за Дисномией и Эридой (а также Оркусом и его спутником Вант), используя Большую миллиметрово-субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA). На основе своих выводов, опубликованных в Планетарный научный журналДисномия имеет диаметр около 615 км (382 мили), а отношение масс Дисномии и Эриды составляет 0,0085.
Этот верхний предел массы дал вторую важную информацию, касающуюся внутренней структуры Эрис. Главный результат модели Брауна и Ниммо (но он этого не ожидал) заключается в том, что Эрида является удивительно диссипативной — концепция термодинамики, когда система действует вне равновесия. На основании этого они определили, что Эрида имеет каменное ядро, окруженное слоем льда и корой, которая, вероятно, конвектирует. «Кана содержит радиоактивные элементы, которые выделяют тепло», — сказал Ниммо. «И тогда это тепло должно как-то выходить. Поэтому, когда тепло уходит, оно приводит к медленному взбалтыванию льда».
Это отличает его от Плутона, у которого есть проводящая оболочка, как показало исследование. Новый горизонт миссия. Браун и Ниммо надеются, что в ближайшем будущем будут доступны более точные измерения массы Дисномии, а также дополнительные данные о форме Эриды. Из-за своего расстояния Эрида выглядит как один пиксель света, а Дисномия видна как слабое пятнышко рядом с ней (см. ниже). Поэтому астрономы должны следить за Эридой, когда она проходит перед звездами на заднем плане, чтобы восстановить ее форму. Это похоже на транзитный метод, который астрономы используют для обнаружения экзопланет и ограничения их размеров.
Как резюмировал Ниммо, эти измерения помогут ему и Брауну усовершенствовать созданные ими модели:
«Если Дисномия меньше этого, то Эрис еще более мягкая. Мы подчеркиваем, что Эрида должна быть довольно гладкой, потому что, если на поверхности есть какая-то топография, лед будет течь, и эта топография исчезнет. Поэтому было бы неплохо получить некоторые измерения формы Эриды, потому что, если она очень неправильная, это не согласуется с нашей моделью».
«Звезда мигает, а затем возвращается, и это говорит о том, насколько широка Эрида в этот момент. А если вы проделаете то же самое с целой группой звезд, вы действительно сможете восстановить форму. Я надеюсь, что люди действительно это делают, просто я не знаю, делают ли они это».
Дальнейшее чтение: УКСК
