Что такое планета: новые количественные критерии определения планет

Ученые-планетологи предлагают новое определение планеты взамен того, которое многие исследователи считают устаревшим. Текущее определение, принятое в 2006 году Международным астрономическим союзом (МАС), организацией, которая официально называет объекты в космосе, указывает, что для того, чтобы считаться планетой, небесное тело должно вращаться вокруг Солнца в пределах Солнечной системы.

Но ученые знают, что небесные тела, вращающиеся вокруг звезд за пределами Cолнечной системы, довольно распространены, и приводят доводы в пользу нового определения планеты, которое включает в себя отсутствие ограничений по части границ нашей в виде солнечной системы.

В предложении также предусмотрены количественные критерии для дальнейшего уточнения определения планеты. В настоящее время статья доступна на сервере препринтов arXiv.

Жан-Люк Марго, ведущий автор статьи и профессор кафедры наук о Земле, планетах и ​​космосе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), а также физики и астрономии, представит предлагаемое новое определение на Генеральной ассамблее МАС в августе 2024 года.

Согласно нынешнему определению, планета — это небесное тело, вращающееся вокруг Солнца, достаточно массивное, чтобы гравитация придала ему сферическую форму и уничтожила другие объекты вблизи его орбиты вокруг Солнца.

«В нынешнем определении конкретно упоминается вращение вокруг нашего Солнца. Теперь мы знаем о существовании тысяч планет, но определение МАС применимо только к тем, которые находятся в нашей Солнечной системе», — сказал Жан-Люк Марго. «Мы предлагаем новое определение, которое можно применить к небесным телам, вращающимся вокруг любой звезды, остатка звезды или коричневого карлика».

Авторы утверждают, что, хотя требование обращения вокруг нашего Солнца слишком конкретное, другие критерии в определении МАС слишком расплывчаты. Например, в нем говорится, что планета «очистила свою орбиту», но не уточняется, что это значит. Предлагаемое новое определение содержит количественные критерии, которые можно применять для определения планет внутри и за пределами Солнечной системы.

В новом определении планета – это небесное тело, которое:

• вращается вокруг одной или нескольких звезд, коричневых карликов или остатков звезд
• весит более, чем 10 ²³ кг
• менее массивно, чем 13 масс Юпитера (2,5 X 10 ²⁸ кг)

Исследователи запустили математический алгоритм свойств объектов в Солнечной системе, чтобы увидеть, какие объекты сгруппированы вместе. Анализ выявил группы различных качеств, присущих планетам нашей Солнечной системы, которые можно использовать в качестве отправной точки для создания таксономии планет в целом.

Например, если объект имеет достаточную гравитацию, чтобы расчищать путь, накапливая или выбрасывая более мелкие объекты, он считается динамически доминирующим.

«Все планеты в нашей солнечной системе являются динамически доминирующими, но другие объекты, включая карликовые планеты, такие как Плутон, который не является настоящей планетой, и астероиды, — нет», — сказал  Жан-Люк Марго. «Так что это свойство можно включить в определение планеты».

Требование динамического доминирования обеспечивает нижний предел массы. Но потенциальные планеты также могут быть слишком большими, чтобы соответствовать новому определению. Некоторые газовые гиганты, например, настолько велики, что там происходит термоядерный синтез дейтерия, и объект становится суб-звездой, называемой коричневым карликом и, следовательно, не планетой. Этот предел был определен как масса 13 или более Юпитеров.

С другой стороны, нынешнее требование быть сферическим является более проблематичным. Далекие планеты редко можно наблюдать достаточно подробно, чтобы с уверенностью определить их форму. Авторы утверждают, что требование формы настолько сложно реализовать, что оно фактически бесполезно для целей определения, хотя планеты, как правило, имеют сферическую форму.

«Определение, привязанное к наиболее легко измеряемой величине — массе, — устраняет споры о том, соответствует ли конкретный объект критерию или нет», — говорят ученые. «Это слабое место текущего определения».

Хорошая новость заключается в том, что в Солнечной системе небесные тела размером массой более 10 ²¹ кг кажутся круглыми. Таким образом, ожидается, что все тела, удовлетворяющие предложенному нижнему пределу массы 10 ²³ кг, будут сферическими.

Хотя любое официальное изменение определения планеты МАС, скорее всего, произойдет через несколько лет, ученые надеются, что их работа положит начало диалогу, который приведет к улучшению определения.