Астрономы предложили новый способ классификации планет. Правда, Плутон это не спасет

В начале 2005 года, во время поиска транснептуновых объектов, группа американских астрономов открыла небесное тело, которое впоследствии назвали Эридой. Сразу после открытия в мире ученых начались горячие споры, считать Эриду десятой планетой или нет. По первоначальным оценкам, она превосходила по размеру девятую планету Солнечной системы Плутон (лишь в 2011 году ученые доказали, что Эрида немного меньше него).

Дискуссии шли почти год и закончились в 2006-м, на конференции в Праге, организованной Международным астрономическим союзом. Тогда астрономы пришли к выводу, что таких объектов, как Эрида, может существовать десятки, поэтому утвердили новые критерии, которым должно соответствовать небесное тело для получения статуса «планета». В результате и Эриде не присвоили этот статус, и решили, что ему не соответствует Плутон.

Согласно прежнему определению, к планете нужно относить объект, который: 

— Имеет достаточную массу, чтобы под воздействием собственной гравитации принять форму, близкую к округлой; 

— При этом обращается по орбите вокруг Солнца; 

— Не спутник.

На конференции в 2006 году исследователи добавили еще один пункт: объект должен доминировать на своей орбите, рядом с ним не должно быть других тел, помимо его собственных спутников. Эрида и Плутон соответствовали лишь первым трем критериям, но не последнему. Тогда же специалисты ввели понятие карликовой планеты и в этот разряд перевели два вышеупомянутых небесных тела. 

Принятые стандарты ограничивались лишь Солнечной системом и никак не затрагивали тела за ее пределами — экзопланеты, что вызвало критику со стороны многих ученых, настаивавших на пересмотре новых критериев. 

Группа американских астрономов под руководством Жан-Люка Марго (Jean-Luc Margot) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе предложила гораздо более простой способ определять статус планеты, основанный на массе. Ученые считают, что планетой должно называться любое тело, которое вращается вокруг звезды или ее остатка и имеет массу, превышающую массу Юпитера на 0,005 процента либо в 13 раз меньшую.

По мнению исследователей, нижний предел — 10²³ килограммов, это золотая середина между массой карликовых планет и планет Солнечной системы. Верхний предел — 2.5 × 10²⁸ килограммов, что-то среднее между планетой и звездой, предел, на котором начинается ядерный синтез и сжигается дейтерий. В 2022 году экзопланету с предположительным ядерным синтезом обнаружила международная команда ученых.

Критериям, предложенным командой Марго, отвечают не только все известные экзопланеты, которых на июль 2024 года насчитывается порядка 5,7 тысячи, но и планеты нашей системы. Этот метод «сохраняет» в ней все восемь тел, но исключает Плутон. 

Одна из главных проблем в определении статуса планеты, принятого Международным астрономическим союзом в 2006 году, заключается в том, что астрономы не могут знать наверняка, есть ли на орбите потенциальной планеты другие относительно крупные тела. Иными словами, ученым трудно наблюдать, свободно ли ее пространство от массивных объектов.

Чтобы выяснить, может ли гипотетическая планета доминировать на своей орбите, Марго и его коллеги воспользовались математической формулой, связанной с массой планеты и расстоянием до ее звезды. Эта формула помогает выяснить, присутствуют ли в окрестностях планеты объекты меньшего размера вроде Плутона, Эриды и Цереры. Важно отметить, что для этого способа достаточно лишь математических вычислений, он не требует астрономических наблюдений.

Интересно, что метод команды Марго не предполагает исследования гидростатического равновесия, то есть измерения степени сферичности планеты, то, насколько ее форма близка к округлости, а это важнейшее требование Международного астрономического союза.

«Сферичность экзопланет и небольших тел в Солнечной системе достаточно трудно измерить. Объекты, которые доминируют на своей орбите, обычно всегда будут округлыми, а их масса больше минимального значения — 10²³ килограммов», — пояснил Марго. 

Результаты исследования американских астрономов опубликованы на сайте электронного архива препринтов arXiv. В августе 2024-го команда ученых представит их на Международной астрономической конференции в Кейптауне (Южная Африка). Марго надеется, что на следующей конференции в 2027 году способ определения статуса «планета», предложенный его командой, Международный астрономический союз выберет в качестве основного.