Begrepet "dvergplanet" har fått uhørt popularitet de siste par årene. Som en del av en treveiskategorisering av objekter som kretser rundt solen, ble dette begrepet vedtatt i 2006 på grunn av oppdagelsen av gjenstander utenfor banen til Neptun, som kan sammenlignes i størrelse med Pluto. Siden den gang har den blitt brukt til å beskrive mange objekter i solsystemet, noe som forstyrrer det gamle klassifiseringssystemet, som hadde ni planeter.
Også dette begrepet har generert forvirring og kontrovers, spesielt knyttet til dets anvendelse på organer som Pluto. Likevel anerkjenner Den internasjonale astronomiske unionen (IAU) fem kropper i vårt solsystem som dvergplaneter, seks til vil bli bestemt i de kommende årene, og rundt 200 slike kropper kan være innenfor Kuiper-beltet.
Definisjon
I følge definisjonen som ble vedtatt av IAU i 2006, er en dvergplanet “en himmellegeme som kretser rundt en stjerne som er massiv nok til å bli avrundet av sin egen tyngdekraft, men som ikke fjerner den nærmeste regionen av planetesimaler, og som ikke er en satellitt. I tillegg må den ha tilstrekkelig masse for å overvinne trykkfastheten og oppnå hydrostatisk likevekt."
I hovedsak refererer begrepet til ethvert planetarisk masseobjekt som verken er en planet eller en naturlig satellitt som oppfyller to grunnleggende kriterier. For det første må den være i direkte bane rundt solen og ikke være månen rundt en annen kropp. For det andre må det være massivt nok til å ta en sfærisk form under påvirkning av sin egen tyngdekraft. Og i motsetning til en planet trenger den ikke å rydde opp i omgivelsene rundt banen.
Størrelse og vekt
Kampanjevideo:
For at en kropp skal rundes ut, må den være massiv nok til at tyngdekraften blir den dominerende kraften som påvirker kroppens form. Det indre trykket som genereres av denne massen vil føre til at overflaten blir plastisk, glatter høye stiger og fyller fordypninger. Små kropper mindre enn en kilometer i diameter gjør ikke dette (som asteroider), de styres av krefter utenfor sine egne gravitasjonskrefter, som har en tendens til å opprettholde uregelmessige former.
De største kjente transneptuniske objektene (TNO)
I mellomtiden har kropper flere kilometer på tvers - når tyngdekraften er betydelig, men ikke dominerende - i form av en sfæroide eller "potet". Jo større kroppen er, desto høyere er det indre trykket, til det blir tilstrekkelig til å overvinne den indre kompresjonskraften og oppnå hydrostatisk likevekt. På dette tidspunktet blir kroppen så rund som mulig, gitt sin rotasjon og tidevannseffekter. Dette er definisjonen av grensen til en dvergplanet.
Rotasjon kan imidlertid også påvirke dvergplanetens form. Hvis kroppen ikke roterer, vil det være en kule. Jo raskere den spinner, jo mer langstrakt eller allsidig blir den. Et ekstremt eksempel på dette er Haumea, som er nesten dobbelt så lang på hovedaksen som ved polene. Tidevannskreftene fører også til at kroppens rotasjon gradvis blir tidevannsblokkert, og kroppen forblir vendt mot ledsageren med den ene siden. Et ekstremt eksempel på et slikt system er Pluto - Charon, begge kroppene er tidevis låst mellom seg.
IAU definerer ikke de øvre og nedre grensene for størrelsen og massen av dvergplaneter. Selv om den nedre grensen bestemmes av oppnåelsen av en hydrostatisk likevekt, avhenger størrelsen eller massen som objektet når den formen av, på sammensetning og termisk historie.
For eksempel må legemer laget av harde silikater (som steinete asteroider) nå hydrostatisk likevekt med en diameter på omtrent 600 kilometer og en masse på 3,4 x 10 ^ 20 kg. For en mindre stiv kropp laget av vannis, vil denne grensen være nærmere 320 km og 10 ^ 19 kg. Som et resultat er det foreløpig ingen spesifikk standard for å definere en dvergplanet basert på dens størrelse eller masse, men i stedet defineres den vanligvis ut fra dens form.
Orbitale stilling
I tillegg til hydrostatisk likevekt, har mange astronomer insistert på å trekke en linje mellom planeter og dvergplaneter på grunnlag av deres manglende evne til å "rydde nærheten av deres bane." Kort sagt kan planeter fjerne mindre kropper i nærheten av banene sine gjennom kollisjon, fangst eller gravitasjonsforstyrrelse, mens dvergplaneter ikke har den nødvendige massen for å oppnå dette.
For å beregne sannsynligheten for at en planet vil rydde sin bane, introduserte planetforskerne Alan Stern og Harold Levinson en parameter som de betegner med bokstaven "lambda".
Denne parameteren uttrykker sannsynligheten for en kollisjon avhengig av gitt avvik fra objektets bane. Verdien av denne parameteren i Stern-modellen er proporsjonal med kvadratet til massen og omvendt proporsjonal med tiden og kan brukes til å estimere potensialet til et legeme for å rydde nærheten av bane.
Astronomer som Stephen Soter, en forsker ved New York University og en stipendiat ved American Museum of Natural History, foreslår at du bruker denne parameteren for å tegne en linje mellom planeter og dvergplaneter. Soter foreslo også en parameter han kaller den planetariske diskriminanten - betegnet med bokstaven mu - som beregnes ved å dele massen til et legeme med den totale massen av andre objekter i samme bane.
Anerkjente og mulige dvergplaneter
Det er for tiden fem dvergplaneter: Pluto, Eris, Makemake, Haumea og Ceres. Ceres og Pluto alene har blitt observert nok til å være ubestridelig i denne kategorien. IAU har bestemt at ikke navngitte transneptuniske gjenstander (TNOer) med en absolutt større styrke enn +1 (og matematisk begrenset til en minimumsdiameter på 838 km) skal klassifiseres som dvergplaneter.
Potensielle kandidater som for øyeblikket vurderes inkluderer Orc, 2002 MS4, Salazia, Qawar, 2007 OR10 og Sedna. Alle disse gjenstandene ligger i Kuiper-beltet; med unntak av Sedna, som anses separat - en egen klasse av dynamiske TNO i det ytre solsystemet.
Det er mulig at det er 40 flere gjenstander i solsystemet som med rette kan betegnes som dvergplaneter. Det anslås at opptil 200 dvergplaneter kan bli funnet i Kuiper-beltet etter å ha studert det, og utover dette beltet kan antallet overstige 10 000.
Uenigheter
Umiddelbart etter IAUs avgjørelse angående definisjonen av planeten uttrykte en rekke forskere sin uenighet. Mike Brown (leder for Caltech-gruppen som oppdaget Eris) er enig i å redusere antall planeter til åtte. Imidlertid har en rekke astronomer som Alan Stern kritisert definisjonen av IAU.
Stern hevder at, i likhet med Pluto, ikke jorden, Mars, Jupiter og Neptun også fjerner banesonene sine helt. Jorden kretser rundt solen med 10.000 asteroider nær jorden, som Stern anslår er i strid med å rydde jordens bane. I mellomtiden er Jupiter ledsaget av 100.000 trojanske asteroider på sin banebane.
I 2011 omtalte Stern Pluto som en planet og betraktet andre dvergplaneter som Ceres og Eris, så vel som store måner, som komplementære planeter. Imidlertid hevder andre astronomer at selv om de store planetene ikke rydder banene sine, har de fullstendig kontroll over banene til andre kropper i sin banesone.
En annen kontroversiell anvendelse av den nye definisjonen av planeter gjelder planeter utenfor solsystemet. Metoder for å oppdage ekstrasolare objekter bestemmer ikke direkte om et objekt rydder banen, bare indirekte. Som et resultat, i 2001, godkjente IAU separate "arbeidsdefinisjoner" for ekstrasolare planeter, inkludert dette tvilsomme kriteriet: "Minimumsmassen / størrelsen som kreves for å vurdere et ekstrasolarobjekt som en planet må matche parametrene som er akseptert for solsystemet."
Selv om ikke alle medlemmer av IAU var for å vedta denne definisjonen av planeter og dvergplaneter, kunngjorde NASA nylig at de vil bruke nye retningslinjer satt av IAU. Debatten om 2006-avgjørelsen pågår imidlertid fortsatt, og vi kan godt forvente videre utvikling på denne fronten når flere "dvergplaneter" blir oppdaget og identifisert.
Det er ganske enkelt å definere en dvergplanet etter IAU-standarder, men å tilpasse solsystemet til et tredelt klassifiseringssystem vil bli vanskeligere når vår forståelse av universet utvides.
Ilya Khel
