Планета

Об'єкти розміром з планету і їх порівняння:
Верхній ряд: Уран і Нептун; нижній ряд: Земля, білий карлик Сіріус B, Венера.

(Збільшена репродукція нижній частині верхнього зображення): Марс і Меркурій; нижче: Місяць, карликові планети Плутон і Хаумеа.

Планета ( греч. πλανήτης , Альтернативна форма др.-греч. πλάνης - "Мандрівник") - це небесне тіло, що обертається по орбіті навколо зірки або її залишків, досить масивне, щоб стати округлим під дією власної гравітації, але недостатньо масивне для початку термоядерної реакції, і зуміло очистити околиці своєї орбіти від планетезималей ^{[A] [1] [2]}.

Термін "планета" - древній і має зв'язки з історією, наукою, міфологією і релігією. У багатьох ранніх культурах планети розглядалися як носії божественного початку або, принаймні, статусу божественних емісарів. У міру того, як наукові знання розвивалися, людське сприйняття планет змінилося в чималому ступені і завдяки відкриттю нових об'єктів і виявлення відмінностей між ними. В 2006 Міжнародний астрономічний союз у своєму рішенні дав нове визначення планети, що викликало як схвалення, так і критику з боку вченого співтовариства, продовжуємо деякими вченими досі.

У розумінні вчених птолемеевской епохи планети оберталися навколо Землі по ідеально круглим орбітах. Незважаючи на те, що ідея зворотного - що насправді Земля подібно іншим планетам обертається навколо Сонця - висувалася не один раз, лише в XVII столітті вона була обгрунтована результатами спостережень, з допомогою перших побудованих людиною телескопів, зроблених Галілео Галілеєм. Завдяки ретельному аналізу даних Йоганн Кеплер виявив, що орбіти планет не круглі, а еліптичні. Оскільки інструменти спостережень поліпшувалися, астрономи встановили, що, як і Земля, планети обертаються навколо нахиленою до площини екліптики осі і володіють такими особливостями, властивими Землі, як полярні шапки з льоду і зміна сезонів. На світанку космічної ери близькі спостереження дозволили знайти й на інших планетах Сонячної системи вулканічну діяльність, тектонічні процеси, урагани і навіть присутність води.

Планети можна поділити на два основні класи: великі, що мають невисоку щільність планети-гіганти, і менш великі землеподібні планети, що мають тверду поверхню. Згідно з визначенням Міжнародного астрономічного союзу, в Сонячній системі 8 планет. У порядку віддалення від Сонця - чотири землеподібних: Меркурій, Венера, Земля, Марс, потім чотири планети-гіганта: Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. У Сонячній системі також є принаймні 5 карликових планет : Плутон (до 2006 вважався дев'ятою планетою), Макемаке, Хаумеа, Еріда і Церера. За винятком Меркурія і Венери, навколо всіх планет звертається хоча б по одному супутнику.

Починаючи з 1992, з відкриттям сотень планет навколо інших зірок, названих екзопланетами, вчені почали розуміти, що планети можна виявити в Галактиці скрізь і багато їх характеристики схожі з аналогічними особливостями планет Сонячної системи. На кінець листопада 2011 відомо вже 695 екзопланет, в межах від планет-гігантів до планет земної групи ^[3].

1. Планетні системи

1.1. Склад планетних систем

Екзопланети по роках відкриття, на листопад 2010

Перше підтверджене відкриття екзопланети на орбіті навколо зірки головної послідовності відбулося 6 жовтня 1995, коли Мішель Мейор і Дідьє Кьело з Женевського університету оголосили про виявлення планети близько 51 Пегаса. З більш ніж 500 відомих екзопланет, більшість володіють масою, порівнянної або багато разів більшою, ніж у Юпітера, хоча відомі й менш великі ^[4]. Найменші з відкритих екзопланет до теперішнього часу були виявлені у залишку зірки, відомого як пульсар, під позначенням PSR B1257 +12 ^[5]. Відома, принаймні, дюжина екзопланет між 10 і 20 земними масами ^[4], як, наприклад, ті, що обертаються навколо Мю Жертовника, 55 Рака і GJ 436 ^[6]. Ці планети іноді називають "Нептун", тому що по своїй масі вони близькі до Нептуну (17 земних) ^[7]. Інша категорія екзопланет називається " надземлі ", можливо, землеподібні світи, більші, ніж Земля, але менші, ніж Уран або Нептун. На даний момент відомо приблизно 20 можливих сверхземель і в їх числі: Глізе 876 d (приблизно 6 мас Землі) ^[8], OGLE-2005-BLG-390Lb і MOA-2007-BLG-192Lb, холодні, крижані світи, виявлені за допомогою гравітаційного мікролінзування ^{[9] [10]}, COROT-7b, з діаметром близько 1,7 земних (що робить її найменшою відомою сверземлей зі знайдених), але з орбітальним відстанню в 0,02 а. е., що, ймовірно, означає наявність розплавленої поверхні з температурою близько 1000-1500 C ^[11], і п'ять із шести планет на орбіті навколо сусіднього червоного карлика Глізе 581. Екзопланета Глізе 581 d приблизно в 7,7 разів масивніше Землі ^[12], тоді як Глізе 581 c масивніше Землі в 5 разів, і, як спочатку думали, міг бути першою землеподібні екзопланетою, розташованої в так званій "жилій зоні" біля зірки ^[13]. Однак, більш детальні спостереження дозволили встановити, що планета занадто близька до зірки, щоб бути придатної для життя, і сама далека планета в системі, Глізе 581 d, хоча й багато холодніше Землі, могла б бути потенційно придатної для життя за наявності в атмосфері достатньої кількості парникових газів ^[14].

Порівняння розмірів HR 8799 c (сірий) з Юпітером. Більшість екзопланет, виявлених до теперішнього часу, розміром з Юпітер, або більше

До цих пір не до кінця ясно, нагадують відкриті екзопланети газові гіганти і планети земної групи Сонячної системи, або ж вони не зовсім схожі, і деякі з них відносяться до досі теоретичним типам, як, наприклад, аміачні гіганти або вуглецеві планети. Зокрема, безліч недавно відкритих екзопланет, відомих як гарячі юпітери, звертаються екстремально близько до материнським зіркам, по майже кругових орбітах. Тому вони отримують значно більше зоряної радіації, ніж газові гіганти в Сонячній системі, що ставить під питання, чи є вони одним і тим же типом планет. Існує також підклас гарячих юпітерів, званий хтонічні планети, що зверталися на орбіті навколо материнських зірок так близько, що зоряна радіація здуло їх атмосферу. Незважаючи на те, що чимало гарячих юпітерів знаходяться в процесі втрати атмосфери, до цих пір підтверджених хтонічних планет виявлено не було ^[15].

Більш докладні дані спостережень за екзопланетами вимагають нового покоління інструментів, включаючи космічні телескопи. В даний час COROT шукає екзопланети на підставі спостережень за змінами яскравості у зірок викликаного проходженнями екзопланет. Безліч проектів останнім часом припускають створення космічних телескопів для пошуку екзопланет, порівнянних за розмірами і масою із Землею. Перший з них вже реалізовано NASA : Кеплер - перший телескоп створений спеціалізований для цих цілей. Ще не мають точної дати реалізації проекти Terrestrial Planet Finder, Space Interferometry Mission і НЦКІ (Франція) - PEGASE. New Worlds Mission може працювати заодно з " Джеймсом Веббом ". Однак програма фінансування багатьох з цих проектів поки не затверджена. В 2007 був отриманий перший спектральний аналіз екзопланет ( HD 209458 b і HD 189733 b) ^{[16] [17]}. Наявність достатньої кількості землеподібних планет є важливою складовою частиною рівняння Дрейка, яке може дозволити оцінити число розумних комунікативних цивілізацій, які існують в нашій галактиці ^[18].

1.1.1. Об'єкти планетарної маси

Об'єкт планетарної маси, ОПМ або планемо - це небесне тіло, чия маса дозволяє йому потрапляти в діапазон визначення планети, тобто його маса більше, ніж у малих тіл, але недостатня для початку термоядерної реакції за образом і подобою коричневого карлика або зірки. За визначенням всі планети - об'єкти планетарної маси, але мета цього терміна в тому, щоб описати небесні тіла, не відповідають тому, що типово очікується від планети. Наприклад, планети в "вільному плаванні", не обертаються навколо зірок, які можуть бути "планетами-сиротами", що покинули свою систему, або об'єкти, що з'явилися в ході колапсу газового хмари - замість типової для більшості планет акреції з протопланетного диска (їх зазвичай називають субкорічневимі карликами).

1.1.2. Планета-сирота

Деякі комп'ютерні моделі формування зірок і планетарних систем припускають, що певні "об'єкти планетарної маси" можуть залишити свою систему і піти в міжзоряний простір ^[19]. Деякі вчені стверджували, що такі об'єкти вже знайшли вільно блукаючими в космосі і їх слід класифікувати як планети, хоча інші припустили, що вони можуть бути і мало-масивними зірками ^{[20] [21]}.

1.1.3. Субкорічневие карлики

Зірки можуть утворюватися за допомогою гравітаційного колапсу газової хмари, але менші об'єкти також можуть сформуватися таким способом. Об'єкти планетарної маси, що утворилися таким способом, називають субкорічневимі карликами. Субкорічневие карлики можуть перебувати у "вільному плаванні", як, можливо, Cha 110913-773444, або на орбіті навколо більшого об'єкту, як, можливо, 2MASS J04414489 +2301513.

Протягом короткого часу в 2006 астрономи вважали, що знайшли подвійну систему з таких об'єктів, Oph 162225-240515, які дослідники описали як " планемо ", або" об'єкти планетарної маси ". Однак подальший аналіз дозволив встановити, що їх маси, швидше за все, більше 13 мас Юпітера, що перетворює їх у систему з коричневих карликів ^{[22] [23] [24]}.

1.1.4. Планети-супутники і планети поясів

Деякі великі супутники подібні за розмірами з планетою Меркурій або навіть перевершують її. Наприклад, Галілеєві супутники і Титан. Алан Стерн стверджує, що місце розташування не повинно мати для планети значення, і тільки геофізичні ознаки повинні бути прийняті до уваги при присудженні об'єкту статусу планети. Він пропонує термін планета-супутник для об'єкта розміром з планету, що обертається навколо іншої планети. Аналогічно об'єкти розміром з планету в Поясі астероїдів або Поясі Койпера також можуть вважатися планетами згідно Стерну ^[25].

1.2. Рух планет по орбіті

Орбіта Нептуна в порівнянні з орбітою Плутона. Помітна більш подовжена орбіта у Плутона ( ексцентриситет), так само як і високий кут нахилу до екліптики ( Нахил)

Згідно з робочим визначенням всі планети обертаються навколо зірок, що позбавляє статусу планети будь-які потенційні " планети-одинаки ". У Сонячній системі, всі планети обертаються по своїх орбітах в тому напрямку в якому обертається Сонце (проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку північного полюса Сонця). Хоча принаймні одна екзопланета, WASP-17b, обертається по орбіті навколо зірки в напрямку протилежному обертанню її ^[26]. Період, за який планета обертається навколо зірки, називається сидерическим або роком ^[27]. Планетарний рік в чималому ступені залежить від відстані планети від зірки; чим далі планета знаходиться від зірки, тим більшу дистанцію вона повинна пройти, і тим повільніше вона рухається, так як менш порушена гравітацією зірки. Оскільки ніяка орбіта не є абсолютно круглою, відстань між зіркою і планетою на орбіті варіюється протягом сидеричному періоду. Крапку орбіти де планета найближче до зірки називають періастр ( перигелій в Сонячній системі), тоді як сама далека точка орбіти називається апоастром ( афелій в Сонячній системі). Оскільки в періастр планета ближче до світила, потенційна енергія гравітаційної взаємодії переходить в кінетичну і її швидкість збільшується подібно до того як кинутий високо камінь - прискорюється наближаючись до землі, а коли планета перебуває в апоастре, її швидкість зменшується, подібно до того як той же кинутий вгору камінь сповільнюється у верхній точці польоту ^[28].

Орбіта будь-якої планети визначається кількома елементами :

• Ексцентриситет визначає, наскільки планетарна орбіта витягнута. У планет з більш низьким ексцентриситетом більш округлі орбіти, тоді як планети з високим ексцентриситетом маю орбіту, наближену скоріше до еліпсу. У планет Сонячної системи дуже низькі ексцентриситети, і, таким чином, майже круглі орбіти ^[27]. Комети і об'єкти поясу Койпера (як і багато екзопланети) мають дуже високий ексцентриситет ^{[29] [30]}.
• 

  Ілюстрація великої півосі
  Велика піввісь це дистанція від планети до середньої точки на півдорозі вздовж її орбіти (див. зображення). Ця дистанція не те ж саме, що апастрон, тому що зірка знаходиться в одному з фокусів орбіти планети, а не точно в центрі ^[27].
• Нахил це кут між площиною його орбіти і площиною відліку (базовою площиною). У Сонячній системі за цю площину прийнято вважати орбіту Землі, звану екліптикою ^[31]. Для екзопланет ця площина відома як Небесна площину, це площина на оглядовому лінії з місця на Землі ^[32]. Вісім планет Сонячної системи знаходяться дуже близько до площини екліптики, тоді як комети і об'єкти пояса Койпера, як, наприклад, Плутон, знаходяться під набагато більш високими кутами ^[33]. Точки, де планета перетинає екліптику і спускається вище або нижче неї, називаються відповідно висхідними і спадними вузлами орбіти ^[27]. Довгота висхідного вузла це кут між площиною базової і висхідним вузлом орбіти. Аргумент периастра (або перигелій в Сонячній системі) це кут між орбітальним висхідним вузлом і його найближчою точкою до зірки на орбіті навколо неї ^[27].

1.2.1. Нахил осі

Нахил земної осі приблизно 23

Планети також мають, крім іншого, різні кути нахилу осьового: вони лежать під певним кутом до площини екватора материнської зірки. Саме тому кількість світла, одержуваного тим чи іншим півкулею, змінюється протягом року; коли північна півкуля виявляється від зірки далі, ніж південне, і навпаки. На кожній планеті є зміна сезонів; зміна клімату протягом року. Час, коли одне з півкуль знаходиться ближче або далі всього від Сонця називається сонцестоянням. У півкуль протягом всієї планетарної орбіти трапляється два сонцестояння; коли одне з півкуль знаходиться в річному сонцестояння, і день там найдовший, і коли одна з півкуль знаходиться в зимовому сонцестояння, з його надзвичайно коротким днем. Різна кількість тепла і світла отримується кожним півкулею служить причиною щорічних змін у погодних умовах. Осьовий нахил Юпітера надзвичайно низький, і сезонні зміни там мінімальні; Уран, в протилежність має осьовим нахилом настільки екстремально високим, що практично "звертається навколо Сонця на боці", і одне з його півкуль або постійно під сонячним світлом, або постійно перебуває у темряві під час сонцестоянь ^[34]. Що стосується екзопланет, то їх осьові нахили невідомі напевно, проте, більшість "гарячих юпітерів" мають, мабуть, надзвичайно низьким нахилом, що є результатом близькості до зірки ^[35].

1.2.2. Обертання

Крім того, що планети обертаються по своїй орбіті навколо зірки, вони ще й обертаються навколо своєї осі. Період обертання планети навколо осі відомий як добу. Більшість планет Сонячної системи обертаються навколо своєї осі в тому ж напрямку в якому обертаються навколо Сонця, проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку північного полюса Сонця, крім Венери, яка обертається за годинниковою стрілкою ^[36] і Урана ^[37], екстремальний осьової нахил якого породжує суперечки, який полюс вважати південним і північним який, і чи обертається він проти годинної або за годинниковою стрілкою ^[38]. Однак, якого б думки не дотримувалися боку, обертання Урана ретроградний щодо його орбіти.

Обертання планети може бути викликано декількома факторами ще на стадії формування. Спочатку кутовий момент може бути заданий індивідуальними кутовими моментами аккреціруемих об'єктів на ранніх стадіях формування планети. Акреція газу газовими гігантами також може сприяти завданням кутового моменту планеті. Нарешті, під час останніх стадій формування, випадковий процес протопланетарного приросту може майже непередбачувано змінити вісь обертання планети ^[39]. Є велика різниця між довжиною дня в планет: якщо Венері потрібно 243 земних дня для одного обороту навколо осі, то газовим гігантам вистачає декількох годин ^[40]. Період обертання для екзопланет не відомий. Проте близьке розташування до зірок гарячих юпітерів означає, що на одній стороні планети панує вічна ніч, а на інший вічний день (орбіта і обертання синхронізовано) ^[41].

1.2.3. "Чиста орбіта"

Один із критеріїв, який дозволяє визначити небесне тіло як класичну планету, - чисті від інших об'єктів орбітальні околиці. Планета, яка очистила свої околиці, накопичила достатню масу, щоб зібрати або, навпаки, розігнати всі планетезімалі на своїй орбіті. Тобто, планета обертається по орбіті навколо свого світила в ізоляції (якщо не вважати її супутників і троянців), на противагу тому, щоб ділити свою орбіту з безліччю об'єктів подібних розмірів. Цей критерій статусу планети був запропонований МАС в серпні 2006. Цей критерій позбавляє такі тіла Сонячної системи як Плутон, Еріда і Церера статусу класичної планети, відносячи їх до карликовим планет ^[1]. Незважаючи на те, що цей критерій відноситься поки тільки до планет Сонячної системи, деяка кількість молодих зоряних систем, що знаходяться на стадії протопланетарного диска, мають ознаки "чистих орбіт" у протопланет ^[42].

1.3. Еволюція планетних систем

1.4. Сонячна система

Планети і карликові планети Сонячної системи. (розміри для порівняння, відстані не дотримані)

Землеподібні планети: Меркурій, Венера, Земля, Марс (розміри для порівняння, відстані не дотримані)

Чотири газових гіганта: Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун (розміри для порівняння, відстані не дотримані)

Згідно з поточним визначення терміна планета, яке дав МАС, в Сонячній системі знаходяться вісім класичних планет і п'ять карликових планет ^[43]. У порядку збільшення відстані від Сонця класичні планети розташовані так:

1. Меркурій
2. Венера
3. Земля
4. Марс
5. Юпітер
6. Сатурн
7. Уран
8. Нептун

Юпітер найбільший - його маса дорівнює 318 земним. Меркурій найменший, з масою всього лише 0,055 від земної. Планети Сонячної системи можна розділити на 2 групи на підставі їх характеристик і складу:

• Земного типу. Планети, схожі на Землю, в основі своїй складаються з гірських порід : Меркурій, Венера, Земля і Марс. З масою в 0,055 від земної, Меркурій - найменша планета земної групи (і взагалі найменша з відомих на сьогоднішній день планет) у Сонячній системі, тоді як Земля - ​​найбільша землеподібні планета в Сонячній системі.
• Газові гіганти. Планети, значною мірою складаються з газу, і значно більш масивні, ніж планети земної групи: Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Юпітер, з 318 земними масами - найбільша планета в Сонячній системі. Сатурн, не набагато менший, важить "всього" 95 земних мас.
  • Крижані гіганти, включають в себе Уран і Нептун. Це підклас газових гігантів, яких відрізняє від більшості газових гігантів "невелика" маса (14-17 земних) і значно менші запаси гелію і водню в атмосферах нарівні зі значно більшими пропорціями гірських порід і льоду.
• Карликові планети. До рішення 2006 року кілька об'єктів, виявлених астрономами, були запропоновані до присвоєння їм статусу планет МАС. Однак у 2006 всі ці об'єкти були визначені як карликові планети - об'єкти, що відрізняються від планет. В даний час МАС визнали 5 карликових планет в Сонячній системі: Цереру, Плутон, Хаумеа, Макемаке і Еріду. Ще кілька об'єктів пояса астероїдів і пояса Койпера розглядаються як поточні кандидати, і ще 50 побічно підходять під визначення. Можливо, коли пояс Койпера буде досліджено повністю, таких об'єктів буде виявлено до 200. Карликові планети багато в чому поділяють особливості планет, хоча і залишаються відомі відмінності - а саме те, що вони недостатньо масивні, щоб розчистити свої орбітальні околиці. За визначенням, все карликові планети є членами якоїсь популяції. Церера - найбільший об'єкт у астероїдному поясі, в той час як Плутон, Хаумеа і Макемаке - об'єкти пояса Койпера, а Еріда - розсіяного диска. Майк Браун і інші вчені впевнені, що більше 40 транснептунових об'єктів будуть згодом визнані МАС як карликові планети, згідно з чинним визначенням ^[44].

2. Процеси

2.1. Формування планети

Протопланетний диск у поданні художника

Ясності в тому, які процеси йдуть при формуванні планет і які з них домінують, до цих пір немає. Узагальнюючи спостережні дані, можна стверджувати лише те, що ^[46] :

• Вони утворюються ще до моменту розсіювання протопланетного диска.
• Значну роль у формуванні відіграє акреція.
• Збагачення важкими хімічними елементами йде за рахунок планетезималей.

Таким чином, відправна точка всіх міркувань про шлях формування планет - газопилової (протопланетний) диск навколо формується зірки. Сценаріїв, як з нього вийшли планети, існує два типи ^[47] :

1. Домінуючий на даний момент - аккреційний. Передбачає формування з початкових планетозималей.
2. Другий вважає, що планети сформувалися з первинних "згущень", згодом сколлапсіровавшего.

Остаточно формування планети припиняється, коли в молодій зірці запалюються ядерні реакції і вона розсіює протопланетний диск, за рахунок тиску сонячного вітру, ефекту Пойнтінга - Робертсона та інших ^[48].

2.1.1. Аккреційний сценарій

Спочатку з пилу утворюються перші планетозімалі. Існує дві гіпотези як це відбувається:

• Одна стверджує, що вони ростуть через парного зіткнення дуже маленьких тел.
• Друга, що планетозімалі формуються в ході гравітаційного колапсу в середній частині протопланетного газопилового диска.

У міру зростання виникають домінуючі планетозімалі, які згодом стануть протопланет. Розрахунок темпів їх зростання досить різноманітний. Проте базою для них служать рівняння Сафронова:

,

де R - розмір тіла, a - радіус його орбіти, M _* - маса зірки, Σ _p - поверхнева щільність планетозімальной області, а F _G - так званий параметр фокусування, ключовою в даному рівнянні, для різних ситуацій він визначається по-своєму. Рости такі тіла можуть не до нескінченності, а рівно до того моменту поки є невеликі планетозімалі в їх околицях, прикордонна маса (так званої масою ізоляції) при цьому виходить:

У типових умовах вона варіює від 0,01 до 0,1 M _⊕ - це вже є протопланет. Подальший розвиток протопланети може слідувати за наступними сценаріями, один з яких призводить до утворення планет з твердою поверхнею, інший - до газових гігантів.

У першому випадку, тіла з ізольованою масою тим чи іншим чином збільшують ексцентриситет і їх орбіти перетинаються. У ході низки поглинань дрібніших протопланет утворюються планети подібні Землі.

Планета-гігант може утворитися якщо навколо протопланети залишиться багато газу з протопланетного диска. Тоді в ролі ведучого процесу подальшого збільшення маси починає виступати акреція. Повна система рівнянь описує даний процес:

(1)

(2)

(3)

Сенс виписаних рівнянь наступний (1) - передбачається сферична симетрія і однорідність протопланети, (2) передбачається, що має місце гідростатичний рівновагу, (3) Нагрівання йде при зіткненні з планетозималей, а охолодження відбувається тільки за рахунок випромінювання. (4) - рівняння стан газу.

Зростання ядра майбутньої планети-гіганта триває до M ~ 10 _⊕ ^{[джерело не вказано 305 днів]}. Приблизно на цьому етапі гідростатичний рівновага порушується. З цього моменту весь аккрецірующій газ йде на формування атмосфери планети-гіганта.

2.1.2. Труднощі аккреционного сценарію

Перші ж труднощі виникають у механізмах формування планетозималей. Загальною проблемою для обох гіпотез є проблема "метрового бар'єру": будь-яке тіло в газовому диску поступово скорочує радіус своєї орбіти, і на певній відстані просто згорить. Для тіл розміром близько одного метра, швидкість дрейфу подібного найбільша, а характерний час набагато менше необхідного, щоб планетозималей значно збільшила свій розмір ^[47].

Крім того, в гіпотезі злиття метрові планетозімалі при зіткненні швидше зруйнуються на численні дрібні частини, ніж утворюють єдине тіло.

Для гіпотези формування планетозималей в ході фрагментації диска, класичною проблемою була турбулентність. Однак, можливе її рішення, а заодно і проблеми метрового бар'єру, було отримано в недавніх роботах. Якщо в ранніх спробах рішень основною проблемою була турбулентність, то в новому підході цієї проблеми немає як такої. Турбулентність може згрупувати щільні тверді частинки, а разом з потокової нестійкістю можливе утворення гравітаційно-зв'язаного кластера, за час набагато менше, ніж час дрейфу до зірки метрових планетозималей.

Друга проблема - це сам механізм росту маси:

1. Спостережуване розподіл розмірів в поясі астероїдів неможливо відтворити в даному сценарії ^[47]. Швидше за все, початкові розміри щільних об'єктів 10-100 км. Але це означає, що середня швидкість планетозималей знижується, а отже, знижується швидкість формування ядер. І для планет-гігантів це стає проблемою: ядро ​​не встигає сформуватися до того, як протопланетний диск розсіється.
2. Час зростання маси порівнянно з масштабом деяких динамічних ефектів, здатних вплинути на темпи зростання. Однак зробити достовірні розрахунки на даний момент не надається можливим: одна планета з навколоземної масою повинна містити не менше 10 ⁸ планетозималей.

2.1.3. Сценарій гравітаційного колапсу

Як і в будь-якому самогравітірующем об'єкті, в протопланетному диску можуть розвиватися нестабільності. Вперше цю можливість розглянув ТУМР (Toomre) в 1981. Виявилося, що диск починає розпадатися на окремі кільця якщо

де c _s - швидкість звуку в протопланетному диску, k - епіцікліческая частота.

Сьогодні параметр Q носить назву "параметр ТУМР", а сам сценарій називається неусточівостью ТУМР. Час, за який диск буде зруйнований, порівнянно з часом охолодження диска і вираховується подібним собразом згодом Гельм-Гольця для зірки.

2.1.4. Труднощі сценарію гравітаційного колапсу

Потрібен надмасивних протопланетний диск.

2.2. Еволюція

2.3. Структуроутворюючі

2.4. Процеси магнітного поля

Схематичне зображення земної магнітосфери

Одна з найважливіших характеристик планет - внутрішній магнітний момент який, у свою чергу, створює магнітосферу. Присутність магнітного поля вказує на те, що планета ще геологічно "жива". Іншими словами, у намагнічених планет переміщення електропровідність матеріалів знаходяться в їх глибинах, генерують їх магнітні поля. Ці поля значно змінюють взаємодії між планетою і сонячним вітром. Намагнічена планета создет в Сонячному вітрі область навколо себе, іменовану магнітосферою, крізь яку сонячний вітер проникнути не може. Магнітосфера може бути набагато більшою, ніж сама планета. На противагу, ненамагніченого планети володіють лише слабкими магнітосфера, породженими взаємодією між іоносферою і сонячним вітром, які не можуть істотно захистити планету ^[49].

З восьми планет Сонячної системи лише у двох магнітосфера практично відсутня - це Венера і Марс ^[49]. Для порівняння, вона є навіть в одного із супутників Юпітера - Ганімеда. З намагнічених планет - магнітосфера Меркурія найслабша, і ледь-ледь в стані відхилити сонячний вітер. Ганімедово магнітне поле в кілька разів могутніше, а юпітеріанской найпотужніше в Сонячній системі (таке потужне, що може становити серйозний ризик для майбутніх можливих пілотованих місій до супутників Юпітера). Магнітні поля інших планет-гігантів приблизно рівні за потужністю Земній, але їх магнітний момент значно більше. Магнітні поля Урана і Нептуна сильно нахилені відносно осі обертання і зміщені відносно центру планети ^[49].

В 2004, команда астрономів на Гавайських островах спостерігала екзопланету навколо зірки HD 179949, яка, як здавалося, створила на поверхні зірки-батька сонячне пляма. Команда висунула гіпотезу що магнітосфера планети передавала енергію на поверхню зірки, збільшуючи в певній галузі і без того високі 7760 C температури ще на 400 C ^[50].

2.5. Атмосферні

Земна атмосфера

Всі планети Сонячної системи мають атмосферою, так як їх велика маса і гравітація достатні для того, щоб утримувати гази у поверхні. Великі газові гіганти досить масивні, щоб утримувати поблизу від поверхні такі легкі гази як водень і гелій, тоді як з менших планет вони вільно випаровуються у відкритий космос ^[51]. Склад атмосфери Землі відрізняється від інших планет Сонячної системи, тому що різні процеси, що супроводжують знаходиться на планеті життя, створили умови для появи молекулярного кисню, такого важливого для всього живого, що населяє Землю ^[52]. Єдина в Сонячній системі планета без істотних слідів атмосфери - Меркурій, у якого вона була майже повністю "здути" сонячним вітром ^[53]. Атмосфера планети схильна до впливу різних видів енергії, одержуваних як від Сонця, так і з внутрішніх джерел. Це призводить до формування досить динамічних погодних систем, наприклад таких як урагани (на Землі), часом покривають майже всю планету пилові бурі (на Марсі), і розміром із Землю антіціклоніческіх шторм на Юпітері (званий: Велика червона пляма), і "Плями" в атмосфері (на Нептуні) ^[34]. Принаймні на одній екзопланеті, HD 189733 b, була помічена при складанні яркостной карти планети погодна система, схожа на Велика Червона пляма, але рази в 2 більше ^[54].

Гарячі Юпітери найчастіше втрачають свою атмосферу в космос через зоряної радіації, що дуже нагадує собою кометний хвіст ^{[55] [56]}. У цих планет можуть бути сильні температурні перепади між денною та нічною сторонами планети, що народжує вітри, що дмуть з надзвуковими швидкостями ^[57]. І хоча у нічний та денний боку HD 189733b спостерігаються сильні перепади між денною та нічною сторонами, атмосфера планети ефективно перерозподіляє енергію зірки навколо планети ^[54].

3. Спостереження та їх особливості

3.1. Затемнення (транзитний) метод

Модель транзиту екзопланети.

Затемнених або транзитний метод заснований на тому, що яскравість зірки і планети різна. І якщо промінь зору і площина орбіти лежать під невеликим кутом, то, можливо, що видимий диск планети пройде перед диском зірки і "затьмарить" його, і яскравість зірки трохи зміниться.

Ймовірність успішного результату - відношення розміру зірки до діаметру орбіти. І для блізковращающіхся планет дорівнює близько 10%, падаючи з видаленням. І це перший недолік цього методу.

Другий полягає у високому відсотку помилкової тривоги, що вимагає додаткового підтвердження якимось іншим способом.

І третій - підвищена вимогливість до точності вимірювань. Так як необхідно вирішувати зворотну задачу, рішення якої нестійке по Ляпунову ^[58].

Проте, даний метод єдино відомий, за допомогою якого можна визначити кутовий розмір екзопланети, а також, за умови оцінки відстані, і її діаметр. Крім цього, світло зірки при "затемненні" проходить через атмосферу і є можливо зняти спектр, а з нього отримати дані про хімічний склад верхніх шарів і зрозуміти загальний вид процесів, які там відбуваються.

Найбільші проведені експерименти на даний момент - Corot, Kepler, OGLE.

3.2. Метод променевих швидкостей

4. Фізичні характеристики

4.1. Маса

Одна з визначальних фізичних характеристик планети - це маса, достатня для того, щоб її власна сила тяжіння переважала над електромагнітними силами, що зв'язують її фізичні структури, наводячи планету в стан гідростатичної рівноваги. Отже, всі планети є сферичними або сфероидальним за формою. До певної маси об'єкт може бути неправильної форми, але після досягнення цього значення, яке визначається на підставі хімічного складу небесного тіла, гравітаційні сили починають стягувати об'єкт до його власного центру маси аж до набуття об'єктом сфероїдальної форми ^[59].

Крім іншого, маса - важливий відмітний ознака планет від зірок. Верхня межа маси для планети 13 мас Юпітера, після чого досягаються всі умови для початку термоядерного синтезу. У Сонячній системі немає планет навіть приблизно підходять під цю межу. Однак деякі екзопланети мають масу ненабагато нижче цієї межі. Енциклопедія екзопланет перераховує кілька планет близьких до цієї межі: HD 38529 c, AB Живописця b, HD 162020 b, і HD 13189 b. Є декілька об'єктів і з більш високою масою, але так як вони лежать вище межі необхідної для термоядерного синтезу, їх слід віднести до коричневих карликів ^[4].

Найменша з відомих планет, виключаючи карликові планети та супутники, це PSR B1257 +12 b, одна з перших виявлених екзопланет ( 1992) на орбіті навколо пульсара. Маса планети - приблизно половина від маси Меркурія ^[4].

4.2. Внутрішня диференціація

Ілюстрація внутрішньої будови Юпітера, який володіє щільним ядром з гірських порід, яке покрите мантією з металевого водню

Кожна планета починала своє існування в рідкому, текучому стані; на ранніх стадіях формування більш щільні, більш важкі матеріали осідали до центру, а більш легкі матеріали залишалися близько поверхні. Тому у кожної планети спостерігається деяка диференціація внутрішньої структури, що виражається в тому, що планетарне ядро ​​покрите мантією, яка є або була рідкою. Планети земної групи приховують мантію під щільною корою ^[60], тоді як в газових гігантах мантія просто розпадається в лежать вище хмарах. Планети земної групи мають ядрами з феромагнітних елементів, таких як залізо і нікель, а також мантією з силікатів. Такі газові гіганти як Юпітер і Сатурн володіють ядрами з гірських порід і металів оточених мантіями з металевого водню ^[61]. А крижані гіганти на кшталт Урана і Нептуна, мають ядрами з гірських порід оточених мантією з водяного, аміачного, метанового та інших льодів ^[62]. Переміщення рідини усередині ядер планет створює ефект геодінамо, яке генерує магнітне поле ^[60].

4.3. Вторинні характеристики

Деякі планети або карликові планети (наприклад, Юпітер і Сатурн, Нептун і Плутон) знаходяться в орбітальному резонансі один з одним або з більш дрібними тілами (що також характерно для супутникових систем). Всі планети, за винятком Венери і Меркурія, мають природні супутники, які також часто називають "місяцями". Так у Землі всього лише один природний супутник, у Марса - два, а в планет гігантів їх безліч. Багато супутники планет гігантів мають ряд рис, які ріднять їх з планетами земної групи і карликовими планетами. Багато хто з них навіть можуть бути досліджені на предмет наявності життя (особливо Європа) ^{[63] [64] [65]}).

кільця Сатурна

Чотири планети-гіганта також володіють кільцями, різними за розміром та складом. Вони складаються переважно з пилу і твердих частинок, але можуть також включати в себе невеликі супутники, які є по суті кам'яними брилами розміром у кілька сот метрів, які формують і підтримують структуру. Походження кілець до кінця не ясно, імовірно, вони є результатом руйнування супутників, які перетнули межа Роша для своєї планети і зруйнованими приливними силами ^{[66] [67]}.

Ніякі з вторинних характеристик екзопланет не вивчалися. Але, імовірно, субкорічневий карлик Cha 110913-773444, який класифікується як одиночна планета, володіє невеликим протопланетним диском ^[20].

5. Історія

Геоцентрична космологічна модель з "космографії", Антверпен, 1539

Ідея планети розвивалася протягом всієї історії, від божественних мандрівних зірок старовини до сучасного бачення їх як астрономічних об'єктів - зародився в наукову еру. Поняття нині стало сприйматися більш широко - щоб включити в себе не тільки світи всередині Сонячної системи, але і в сотнях позасонячних систем. Двозначність народжена визначенням планети, призвела до великої суперечності в науковому світі.

Ще в давнину астрономи помітили, що деякі світила на небі рухалися щодо інших зірок, описуючи характерні петлі на небесній сфері. Стародавні греки назвали ці світила " πλάνητες ἀστέρες "( Мандрівні зірки ) Або просто " πλανήτοι "( Мандрівники ) ^[68], з чого і було виведено сучасне слово "планета" ^{[69] [70]}. У Греції, Китаї, Вавілоні і всіх стародавніх цивілізаціях ^{[71] [72]} майже універсальним була думка, що Земля знаходиться в центрі Всесвіту, і що всі планети обертаються навколо неї. Причина таких уявлень криється в тому, що стародавнім здавалося, що планети і зірки обертаються навколо Землі кожен день ^[73] і відчуття того, що Земля тверда і стабільна, що вона не рухається, а перебуває у стані спокою.

5.1. Вавилон

Шумери - попередники вавилонян, які є однією з перших цивілізацій у світі, якій приписується винахід листи до вже принаймні 1500 році до н. е.. впевнено знаходили на небі Венеру ^[74]. Незабаром після цього, інша "внутрішня" планета Меркурій і "зовнішні" (за орбітою Землі) Марс, Юпітер і Сатурн були впевнено знайдені вавилонськими астрономами. Ці планети залишалися єдиними відомими аж до винаходу телескопа в ранньому "Новому часі" ^[75].

Першою цивілізацією, яка має функціональної теорією планет, були вавілоняни, які жили в Месопотамії в I і II тисячоліття до н. е.. Найстаріший збережений планетарний астрономічний текст того періоду - венерианские таблиці Аммі-Цадукі, що датуються VII століттям до н. е.., ймовірно, вони являють собою копію більш древніх, що датуються початком II тисячоліття до н. е. ^[76]. Вавілоняни також заклали основи того, що буде в майбутньому називатися "західної астрологією" ^[77]. " Енума Ану Енліль "написана в новоассірійскій період в VII столітті до н. е. ^[78] включає в себе список ознак і їхнє ставлення до різних астрономічним явищам, включаючи рух планет ^[79].

Вавілоняни використовували подвійну систему назв: "наукову" і "божественну". Швидше за все, саме вони і придумали першими давати планетам імена богів ^{[80] [81]}.

5.2. Стародавня Греція і Стародавній Рим

В Стародавній Греції доелліністіческого та раннього елліністичного періодів назви планет не мали відношення до божеств: Сатурн називали Файнон, "яскрава", Юпітер - Фаетон, Марс - Піроейс, "полум'яна"; Венера була відома як Фосфорос, "вісниця Світла" (в період ранкової видимості ) і Гесперос (в період вечірньої видимості), а найбільш швидко зникаючий Меркурій як Стілбон.

Але пізніше, по всій видимості, греки перейняли "божественні" назви планет у вавилонян, але переробили їх під свій пантеон. Знайдено досить відповідностей між грецькою і вавилонській традицією іменування, щоб припустити, що вони не виникли окремо один від одного ^[76]. Переклад не завжди був точним. Наприклад, вавілонський Нергал - бог війни, таким чином, греки пов'язували його з Аресом. Але на відміну від Ареса, Нергал був також богом мору, епідемій і пекла ^[83]. Пізніше вже стародавні римляни разом з культурою та уявленнями про навколишній світ скопіювали у стародавніх греків і назви планет. Так з'явилися звичні нам Юпітер, Сатурн, Меркурій, Венера і Марс.

Чимало римлян стали послідовниками віри, ймовірно, що зародилася в Месопотамії, але досягла остаточної форми в елліністичному Єгипті, - у те, що сім богів, на честь яких назвали планети, взяли на себе турботу про погодинних зміни на Землі. Порядок починав Сатурн, Юпітер, Марс, Сонце, Венера, Меркурій, Місяць (від найдальших до найближчих) ^[84]. Отже, перший день починався Сатурном (1-а година), другий день Сонцем (25-а година), наступний Місяцем (49-годину), потім Марсом, Меркурієм, Юпітером і Венерою. Так як кожен день іменувався на честь бога, яким він починався, цей порядок зберігся в римському календарі після скасування "Ринкового циклу" - і все ще зберігся в багатьох сучасних мовах ^[85].

Термін "планета" походить від давньогрецького πλανήτης, що означало "мандрівник", так називали об'єкт змінив своє положення щодо зірок. Оскільки, на відміну від вавилонян, стародавні греки не надавали значення прогнозам, планетами спочатку не особливо цікавилися. Піфагорійці, в VI і V столітті до н. е.. розвинули свою власну незалежну планетарну теорію, згідно якої Земля, Сонце, Місяць і планети обертаються навколо "Центрального Вогню" який приймався за теоретичний центр Всесвіту. Піфагор або Парменід першими ідентифікували "вечірню" і "ранкову зірку" ( Венеру) як один і той же об'єкт ^[86].

У III столітті до н. е., Аристарх Самоський запропонував геліоцентричну систему, згідно якої Земля й інші планети оберталися навколо Сонця. Однак, геоцентризм залишався домінуючим аж до Наукової революції. Можливо, що антікітерскій механізм був аналоговим комп'ютером, створеним для обчислення примірного положення Сонця, Місяця, і планет на певну дату.

До I століття до н. е., під час елліністичного періоду, греки приступили до створення своїх сообственно математичних схем з передрікання положення планет. Стародавні вавілоняни використовували арифметику ^{[джерело не вказано 347 днів]}, тоді як схема древніх греків базувалася на геометричних рішеннях ^{[джерело не вказано 347 днів]}. Цей підхід дозволив далеко просунутися в поясненні природи переміщення небесних тіл, видимих ​​неозброєним оком із Землі. Найбільш повне відображення ці теорії знайшли в Альмагесті, написаним Птолемеєм в II столітті н. е.. Домінування птолемеевой моделі було настільки повним, що вона затьмарила всі попередні роботи з астрономії і залишалася найавторитетнішим астрономічним працею в західному світі впродовж 13 століть ^{[76] [87]}. Комплекс законів Птолемея добре описував характеристики орбіт 7 планет, які на думку греків і римлян оберталися навколо Землі. У порядку збільшення відстані від Землі, на думку наукового співтовариства того часу, вони розташовувалися наступним чином: Місяць, Меркурій, Венера, Сонце, Марс, Юпітер і Сатурн ^{[70] [87] [88]}.

5.3. Давня і середньовічна Індія

В 499 році індійський астроном Аріабхата запропонував планетарну модель, яка передбачає, що планети рухаються по еліптичних орбітах, а не круглим. Модель Аріабхата також включала в себе обертання Землі навколо своєї осі, ніж він пояснив здається рух зірок на захід ^{[89] [90]}. Ця модель була широко прийнята серед індійських астрономів, які жили і працювали пізніше. Послідовники Аріабхата особливо були сильні в Південній Індії, де його принципи добового обертання Землі, серед інших, лягли в масу робіт, що грунтуються на його теорії ^[91].

В 1500 Нілаканта Сомайалі з Керальской школи, у своїй Тантрасанграхе, переглянув модель Аріабхата ^{[92] [93]}. У своїй Аріабхатавахьязе, коментарях до Аріабхата, він запропонував планетарну модель, де Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн оберталися навколо Сонця, а воно, у свою чергу, навколо Землі, що нагадує систему Тихо пізніше запропоновану Тихо Браге в кінці XVI століття. Більшість астрономів Керальской школи прийняли його модель і пішли за ним ^{[92] [93] [94]}.

5.4. Ісламський світ

В XI столітті Авіценною спостерігався транзит Венери, який встановив, що Венера, принаймні іноді, нижче Сонця ^[95]. В XII столітті, Ібн Баджо спостерігав "дві планети як чорні плями на обличчі Сонця", що пізніше було ідентифіковано як транзити Меркурія і Венери Марагінскім астрономом Кутб пекло Діном Ширазі в XIII столітті ^[96].

5.5. Європейське Відродження

П'ять видимих ​​неозброєним оком планет були відомі з найдавніших часів і надали значущий вплив на міфологію, релігійну космологію і стародавню астрономію.

Метод наукового пізнання вдосконалювався, і розуміння терміна "планета" змінювалося, оскільки вони рухалися щодо інших небесних тіл (щодо нерухомих зірок); до розуміння їх як тел обертаються навколо Землі (принаймні, так здавалося людям); до XVI століття планети стали визначати як об'єкти обертаються навколо Сонця разом із Землею, коли геліоцентрична модель Коперника, Галілея і Кеплера завоювала вплив в науковому співтоваристві. Таким чином, Земля теж увійшла до списку планет в той час як Сонце і Місяць були з нього виключені ^[97].

Одночасно з цим порушилася традиція називати планети ім'ям грецьких чи римських богів. У підсумку, в кожній мові Земля зветься по своєму.

Безліч романських мов зберігають у зверненні давньоримське Терра (або його варіації) яке використовується для позначення "суші" (протилежності "моря") ^[98]. Однак, нероманскіе мови використовують свої сообственно рідні назви. Наприклад греки досі зберігають оригінальне давньогрецьке Γή (Гі або І); германські мови, включаючи англійська, використовують варіації древнегерманского ertho ^[99], що можна бачити на прикладі англійської Earth, німецької Erde, голландського Aarde, і скандинавського Jorde.

Неєвропейські культури використовують інші схеми для іменування планет. В Індії використовується система найменування заснована на Наваграхе, яка включає в себе сім "традиційних" планет ( Сурья для Сонця, Чандра для Місяця, і Будха, Шукра, Мангала, Бріхаспаті і Шані для планет Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн) і висхідні і спадні Вузли Місяця Раху і Кету. Китай та інші країни Східної Азії, історично зазнали впливу Китаю ( Японія, Корея і В'єтнам), використовують систему найменування, засновану на П'яти елементах ( і Землі (Сатурн) ^[85].

Коли в XVII столітті були відкриті перші супутники Юпітера і Сатурна, спочатку терміни "планета" і "супутник" використовувалися для них поперемінно - втім, уже в наступному столітті слово "супутник" використовувалося більш часто ^[100]. До середини XIX століття число "планет" швидко підвищувався, і будь-якому звертається строго по орбіті навколо Сонця об'єкту, наукове співтовариство давало статус планети.

5.6. XIX століття

У середині XIX століття астрономи почали розуміти, що об'єкти, які вони відкрили протягом останніх 50 років (такі як Церера, Паллада, Юнона і Веста), дуже відрізняються від звичайних планет. Вони розташовувалися в одній і тій же області між Марсом і Юпітером (пояс астероїдів) і мали набагато меншу масу; в результаті вони були рекласифіковано як "астероїди". За браком будь-якого формального визначення, "планета" стала розумітися як будь-яка велика тіло, яке зверталося навколо Сонця. Астероїди і планети розділили, і потік нових відкриттів, як здавалося, припинився з відкриттям Нептуна в 1846 році. Не було ніякої очевидної потреби мати формальне визначення ^[101].

5.7. XX століття

В XX столітті був відкритий Плутон. Після того, як початкові стадії спостережень переконали астрономів в тому, що він більший Землі ^[102], об'єкт був негайно прийнятий як дев'ята планета. Подальші спостереження дозволили встановити, що Плутон набагато менше, а в 1936 Реймонд Літолтон припустив, що Плутон міг бути втік супутником Нептуна ^[103], і в 1964 Фред Лоуренс Уіппл припустив, що Плутон це комета ^[104]. Однак, оскільки Плутон був більшим, ніж усі відомі астероїди, але і не був схожий на більшість планет ^[105], він зберігав свій статус до 2006 року.

В 1992 астрономи Олександр Вольщан і Дейл Фрейл оголосили про відкриття планет навколо пульсара, PSR B1257 +12 ^[106]. Як вважають, це було першим відкриттям планет в іншої зірки. Потім, 6 жовтня 1995, Мішель Меор і Дідьє Кьело з Женевського університету анонсували перше відкриття екзопланет у звичайної зірки головної послідовності - ( 51 Пегаса) ^[107].

Відкриття екзопланет породило нову невизначеність у визначенні планети: відсутність чіткої межі між планетами і зірками. Багато відомих екзопланети за своєю масою в багато разів перевершують Юпітер, наближаючись до зоряних об'єктів, відомим як "коричневі карлики" ^[108]. Коричневі карлики зазвичай вважаються зірками, завдяки своїй здатності спалювати в термоядерної реакції дейтерій - важкий ізотоп водню. У той час як зірки в 75 мас Юпітера здатні спалювати водень, зірки всього в 13 мас Юпітера здатні спалювати дейтерій. Однак дейтерій - надзвичайно рідкісний елемент, і більшість коричневих карликів, ймовірно, встигло повністю витратити його задовго до свого відкриття, і в результаті їх неможливо відрізнити від надмасивних планет ^[109].

5.8. XXI століття

З відкриттям у другій половині XX століття великої кількості різного роду об'єктів в межах Сонячної системи і великих об'єктів біля інших зірок почалися диспути про те, що слід вважати планетою. Почалися специфічні суперечки щодо того, чи слід вважати планетою об'єкт, що виділяється з основного "населення" пояса астероїдів, або якщо він досить великий для дейтериево термоядерного синтезу.

В кінці 1990-х - початку 2000-х було підтверджено існування в області орбіти Плутона пояса Койпера. Таким чином, було встановлено, що Плутон є лише одним з найбільших об'єктів даного поясу, що змусило багатьох астрономів позбавити його статусу планети.

Чимале число інших об'єктів того ж поясу, наприклад, Квавар, Седна і Еріда, були оголошені в масовій пресі десятою планетою, хоча і не отримали широкого наукового визнання як такі. Відкриття Еріди в 2005, як вважалося, більшої і на 27% більш масивною, ніж Плутон, створило потреба у веденні офіційного визначення для планети.

Визнаючи проблему, МАС приступив до розробки визначення для планети, що завершилося до 2006 року. Число планет Сонячної системи скоротили до 8 значно великих тіл мають "чистої" орбітою (Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун) і визначили як новий клас - карликові планети, в число яких включили три об'єкти (Церера, Плутон і Еріда) ^[110].

5.8.1. Визначення екзопланети

У 2003 Міжнародний астрономічний союз (МАС), а якщо точніше, робоча група з екзопланет, затвердили положення, в якому на основі наведених нижче пунктів проводилася грань між планетою і коричневим карликом ^[111] :

1. Об'єкт з істинною масою нижче допредельной для термоядерної реакції дейтерію (на цей момент це маса приблизно в 13 разів більше маси Юпітера для об'єктів з такою ж ізотопної поширеністю, як і на Сонце) ^[112], що обертається навколо зірки або її останків - називається "планета" (незалежно від того як сформувалася). Вимоги до мінімальної масі і розміром, пропоновані до екзопланеті, такі ж, як і до планет Сонячної системи.
2. Об'єкти з масою вище допредельной для термоядерної реакції дейтерію - "коричневі карлики" незалежно від того як вони сформувалися і де розташовані.
3. Об'єкти, що знаходяться в "вільному плаванні" в молодих зоряних кластерах з масами нижче необхідної для термоядерної реакції за участю дейтерію, - не "планети", але "субкорічневие карлики".

Це визначення стало популярним в середовищі астрономів і навіть публікувалося в спеціалізованих наукових виданнях ^[113]. Хоча це визначення і тимчасове, і служить лише до тих пір, поки не буде прийнято офіційне, воно набуло популярності з тієї причини, що не зачіпає проблему визначення нижньої порогової маси для планети ^[114] і цим допомагає уникнути протиріч щодо об'єктів Сонячної системи і, разом з тим, не коментує статус об'єктів обертаються навколо коричневих карликів як наприклад 2M1207b.

Субкорічневий карлик - це об'єкт із планетарної масою сформувався в ході колапсу газового хмари (на противагу аккреции як звичайні планети). Ця різниця у формуванні між субкорічневимі карликами і планетами універсально не узгоджено; астрономи діляться на два табори, які вирішують питання, чи вважати процес формування планет критерієм для класифікації ^{[115] [116]}. Одна з причин інакомислення полягає в тому, що часто неможливо визначити який був процес формування: наприклад сформована акреції планета може "залишити" свою планетарну систему і піти у "вільне плавання", а самостійно сформувався в зірковому кластері по ходу колапсу газового хмари субкорічневий карлик може бути захоплений на орбіту навколо зірки.

13 Мас Юпітера - емпірично виведене значення, а не точне фізичне. Кількість дейтерію задействуемого в реакціях залежить не тільки від маси, але і від різниці в кількостях між гелієм і дейтерієм в наявності ^[117].

5.8.2. Резолюція 2006

Порівняльні розміри найбільших ТНО і Землі.
Зображення об'єктів - посилання на статті.

Питання про нижній межі маси був піднятий в 2006 на зборах Генеральної асамблеї МАС. Після дебатів і одного невдалого пропозиції асамблея зійшлася на думці, що планетою є ^[118]

Небесне тіло, (a) звертається по орбіті навколо Сонця, (b) має достатню масу, для того щоб під дією власної гравітації прийняти форму гідростатичної рівноваги, (c) розчистивши околиці своєї орбіти від інших об'єктів.

Згідно з цим визначенням в Сонячній системі 8 планет. Тіла, що задовольняють першим двом умовам, але не третього, (Плутон, Макемаке і Еріда) класифікуються як карликові планети, якщо вони не є супутниками будь-якої планети. Спочатку ж МАС пропонував визначення, не включає пункт (c), і тому планет зараз могло б бути більше ^[119]. Після довгих обговорень шляхом голосування було вирішено, щоб такі тіла будуть класифіковані як карликові планети ^[120].

Це визначення базується на теорії планетарного формування, за якою майбутні планети очищають космос навколо себе від пилу, газу і дрібніших тел. За словами астронома Стівена Сотера ^[121] :

Кінцевий продукт вторинної дискової акреції - це невелика кількість стосовно великих тіл (планет) з непересічними або резонансними орбітами, що запобігає зіткнення між ними. Астероїди і комети, включаючи об'єкти поясу Койпера, відрізняються від планет тим, що можуть зіткнутися один з одним або з планетами.

Після голосування в 2006 році дебати та суперечки не припинилися ^{[122] [123]}, і багато астрономи заявили, що вони це визначення використовувати не будуть ^[124]. Частина спорів зосередилася навколо пункту (c) (чиста орбіта), і що об'єкти, категорично віднесені до карликових планет, повинні бути частиною більш широкого визначення поняття "планета". Наступні конференції МАС, можливо, розширять поточне визначення, включивши в себе і визначення екзопланети.

Поза наукового співтовариства Плутон мав важливе культурне значення для широкої публіки, починаючи з 1930 року, як дев'ята планета. Відкриття Еріду, освітлене в засобах масової інформації як відкриття десятої планети, і подальша перекласифікація трьох об'єктів в карликові планети, привернули увагу ЗМІ та громадської думки ^[125].

5.9. Колишні класифікації

Таблиця нижче відображає ті тіла Сонячної системи, які раніше вважалися планетами:

6. Аматорські спостереження

У цьому розділі не вистачає посилань на джерела інформації. Інформація повинна бути проверяема, інакше вона може бути поставлена ​​під сумнів і вилучена. Ви можете відредагувати цю статтю, додавши посилання на авторитетні джерела. Ця позначка стоїть на статті з 9 лютого 2011.

Для того щоб побачити планети, зовсім не обов'язково мати телескоп. Більшість планет Сонячної системи аж до Сатурна можна розрізнити на небі неозброєним оком. Якщо спостерігач має намір розрізнити на поверхні планет найбільш значні геологічні або атмосферні структури, то йому знадобиться телескоп з оптикою хорошої якості і високо-контрастний окуляр з мінімумом лінз - цим вимогам задовольняють схеми Плессла, ортоскопіческіе і моноцентричні окуляри, які, крім іншого, допомагають уникнути відблисків. У більшості випадків для спостережень планет Сонячної системи вистачить телескопа рефрактора -ахромату з апертурою в 150-200 мм. І важливо саме положення планети на орбіті (в афелії або перигелії) і ясне, без серпанку і смогу небо. Можуть знадобитися різні світлофільтри - для кожної планети вони особливі.

Найбільш вживаними при планетних спостереженнях є збільшення від 150х до 350-400х - і слід переконається що окуляр покриває цей діапазон збільшень (з тієї причини що роздільна здатність ока залежить від освітленості об'єкта, і встановивши збільшення, удвічі перевищує діаметр об'єктива телескопа в міліметрах, яскравість планетного диска впаде настільки, що на ньому зникнуть деталі, чітко видимі з меншим збільшенням). При виборі об'єкта для спостережень треба переконається що він піднявся хоча б на 20 градусів вище за горизонт - інакше світло від планети спочатку буде проходити через атмосферні повітряні потоки і висока ймовірність того що він буде спотворений і спостерігач побачить розмите зображення. Разом з тим не рекомендується спостерігати планети з багатоповерхових будинків або прямо з кімнати: в першому випадку потоки теплого повітря йдуть уздовж стін будинку (з відкритих вікон, і тому краще спостерігати з балкона). А в другому випадку потік теплого повітря виходить з вашої кімнати буде змащувати "картинку".

Нижче наведено рекомендації зі спостереження окремих планет Сонячної системи:

6.1. Меркурій

Через близькість до Сонця, Меркурій являє собою важкий об'єкт для спостережень. Тим не менш, його можна протягом двох - трьох тижнів на рік спостерігати вранці або вночі приблизно по півтори години. Хоча й вранці і вночі це важко - так як Меркурій недостатньо високо над горизонтом. Але ця проблема вирішується - якщо стежити за ним до тих пір поки він не опиниться над горизонтом досить високо в денний час доби. Для того щоб розрізнити хоч якісь деталі поверхні, рекомендується апертура телескопа не менше 100 мм. За умови спокою атмосфери найбільші деталі поверхні проявляються у вигляді розмитих темних плям. Для того щоб планета краще було видно на тлі неба в денний час доби, і деталі були видні більш чітко, рекомендується жовтий фільтр.

6.2. Венера

Планету можна спостерігати до чотирьох годин в темний час доби. Приблизно протягом півріччя планета видна вранці або ввечері, але величезна яскравість робить можливим спостереження її практично протягом усього року. Рекомендовано апертура - 75 мм. Сама поверхня планети схована під щільною хмарністю; основний інтерес представляє сама атмосфера і зміни в ній. Відображає здатність атмосфери Венера так велика, що для безпечних спостережень рекомендується застосовувати "нейтральний" фільтр. А при застосуванні синього або фіолетового фільтра неоднорідності в хмарному шарі краще помітні.

6.3. Марс

Марс доступний для спостережень в будь-який час року, але найбільш вдалий час для спостережень складається в моменти протистояння а в випадком з Марсом вони повторюються в середньому раз на 26 місяців. Рекомендовані апертури:

• 75 мм: Можна розрізнити: Полярну шапку, Великий Сирт та смужку морів в південній півкулі.
• 100 мм: Чи стануть помітні хмарні освіти на термінаторі і горах, неоднорідності у світлих областях, численні деталі в морях.
• 150-200 мм: Кількість деталей помітно зросте, причому частина деталей, які здавалися в менші інструменти безперервними, розпадуться на безліч більш дрібних. Для того, щоб легше було розрізнити темні деталі поверхні, зазвичай застосовується жовто-оранжевий фільтр, а якщо мета спостережень - полярна шапка і хмарні освіти, то блакитний або зелений.

6.4. Юпітер

Юпітер також завжди можна знайти на небі, а протистояння повторюються в середньому раз на 13 місяців. Основний інтерес при спостереженнях Юпітера представляє його атмосфера і погодні зміни в ній. При апертурі телескопа в 75 мм стають видно три-чотири основні смуги хмар в атмосфері планети, нерівності в них, БКП, тіні супутників при їх проходженні. При збільшенні апертури інструменту до 100 мм стає видно вже 4-5 смужок в атмосфері і завихрення в них. При збільшенні апертури до 150-200 мм виявляються численні смуги, завитки, фестони і т. д. Число помітних деталей зростає пропорційно збільшенню апертури. Для підвищення контрасту при спостереженнях зазвичай використовуються блакитні і жовті фільтри.

6.5. Сатурн

Щороку протистояння відбувається на два тижні пізніше, ніж у попередній. Але, крім змін у відміні, інші зміни непомітні. Протягом періоду обертання Сатурна навколо Сонця змінюється кут розкриття кілець, двічі вони видні з ребра і двічі максимально розкриті до кута в 27 градусів.

При апертурі інструменту в 100 мм видно більш темна полярна шапка, темна смуга у тропіка і тінь кілець на планеті. А при 150-200 мм стануть, помітні чотири-п'ять смуг хмар в атмосфері і неоднорідності в них, але їх контраст буде помітно менше, ніж у юпітеріанських. Для підвищення контрасту можна скористатися жовтим фільтром. А знамениті Кільця Сатурна видно вже при 20-кратному збільшенні. Телескопи з великою апертурою дозволяють розрізнити безліч різних кілець і проміжків між ними.

6.6. Уран

Протистояння щороку відбуваються на чотири-п'ять днів пізніше, ніж у попередній, при цьому зростає відмінювання, і умови видимості для північної півкулі поліпшуються (до 2030-х років). При апертурі в 75 мм і при збільшенні більш 80х буде помітний маленький тьмяний диск. А при апертурі 300 мм стануть помітні вкрай мало-контрастні деталі, але вірогідність їх спостереження навіть з таким інструментом досить мала.

6.7. Нептун

Протистояння щороку відбуваються на два дні пізніше, ніж у попередній, при цьому зростає відмінювання, і умови видимості для північної півкулі поліпшуються (до 2060-х років). Деталі поверхні не видно, але при збільшенні від 120х можна побачити маленький диск планети.

7. Пов'язані терміни

• Подвійна планета
• Карликова планета
• Екзопланета
• Мезопланета
• Мала планета
• Планетарій
• Планемо
• Планетарна мнемосхема
• Планетезималей
• Протопланет
• Планета-сирота
• Позагалактична планета

8. Коментарі

Примітки