Новая надежда

Четыре года назад в астрономии произошло значимое событие - около 2,5 тысячи ученых, занимающихся этой наукой, собрались вместе и договорились, что отныне в Солнечной системе будет не девять планет, а только восемь. Высокого статуса лишился Плутон - прежде самая удаленная от Солнца планета.

Причиной такого радикального решения астрономов стало открытие в Солнечной системе еще нескольких объектов, размер которых был сравним с размером Плутона. Главными виновниками "разжалования" Плутона стали небесные тела Эрида, Хаумеа и Макемаке, обращающиеся еще дальше, чем бывшая девятая планета Солнечной системы, а также Харон, который раньше считался спутником Плутона, и Церера, находящаяся в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Начиная с августа 2006 года, все эти объекты были объединены в категорию карликовых планет. А позже астрономы обнаружили еще несколько подходящих под эту категорию небесных тел.

В 2008 году для Плутона и подобных ему удаленных небесных тел была выделена отдельная подкатегория - плутоиды. В нее записывают все объекты Солнечной системы, радиус орбиты которых больше радиуса орбиты Нептуна, масса которых достаточна, чтобы гравитационные силы придавали им почти сферическую форму, и которые не расчищают пространство вокруг своей орбиты (то есть, вокруг них обращается множество мелких объектов).

За два года ученые и любители астрономии привыкли к новой классификации, а из учебников постепенно изъяли картинки, где вокруг Солнца обращались девять разноцветных шариков. Но в самом начале ноября Плутон попытался частично восстановить свои права и стать не одной из многих карликовых планет, а самой большой из них.

Больше-меньше

Астрономы, благодаря работе которых статус разжалованной планеты может быть вновь пересмотрен, изучали вовсе не Плутон. Их интересовала Эрида - одна из карликовых планет, открытие которых заставило ученых изменить классификацию объектов Солнечной системы. Эрида была обнаружена в 2003 году, и изначально астрономы размышляли, не стоит ли присоединить ее к уже существующим девяти планетам. Однако точно определить размер Эриды ученые не могли - она удалена от Солнца на 14 миллиардов километров, и даже один из самых зорких орбитальных телескопов - "Хаббл" - не в состоянии разглядеть ее с достаточной четкостью.

Астрономы пытались оценить размер Эриды косвенными методами - при помощи инфракрасных телескопов они измеряли, сколько тепла исходит от небесного тела (чем больше полученное значение, тем крупнее изучаемый объект). Несмотря на свою универсальность, этот способ дает очень большую погрешность - с его помощью ученые смогли определить диаметр Эриды с точностью плюс-минус 400 километров. Размер карликовой планеты был помещен в пределы от 2600 до 3400 километров, но в любом случае она оказывалась крупнее Плутона, диаметр которого составляет около 2300 километров.

Чуть позже исследователям под руководством Майка Брауна - одного из открывателей Эриды - удалось получить ее изображение при помощи камеры High Resolution Camera телескопа "Хаббл" (сейчас она уже не работает). Проанализировав фотографию, ученые пришли к выводу, что диаметр Эриды составляет около 2400 километров с ошибкой в 100 километров.

Новые измерения уже не позволяли однозначно утверждать, что Эрида крупнее Плутона, но в пользу такой точки зрения косвенно указывали данные о массе карликовой планеты, полученные по итогам анализа движения спутника Эриды Дисномии (для того чтобы оценить массу небесного тела, у которого есть спутник, астрономы используют законы Кеплера). Выяснилось, что Эрида на четверть массивнее Плутона, а так как оба объекта находятся в одной области Солнечной системы - в поясе Койпера, то логично было предположить, что они не сильно отличаются по составу. Из этого предположения вытекает, что Эрида все же больше Плутона - просто на нынешнем уровне техники это невозможно выяснить наверняка. Согласно некоторым расчетам, в которых за основу была принята масса Эриды, ее диаметр должен был составлять около 2480 километров.

Затмение

Шанс уточнить диаметр несостоявшейся десятой планеты Солнечной системы представился астрономам в первых числах ноября. В это время Эрида должна была пройти по диску одного из светил в созвездии Кита. Такое событие само по себе большая редкость - и Эрида и звезды видны на небосклоне как небольшие пятнышки, почти точки, так что вероятность их пересечения очень невелика. Дополнительно наблюдение подобных звездных затмений осложняется тем, что астрономам довольно сложно бывает предсказать, где именно на Земле будет видна тень карликовой планеты, загораживающей свет звезды.

Расчеты показывали, что "след" нынешнего затмения должен наблюдаться в северной части Южной Америки в ночь с 5 на 6 ноября. Из-за вращения Земли тень от Эриды должна была появиться не в одной точке, а перемещаться по планете, так что заметить его могли телескопы сразу нескольких обсерваторий. В итоге это удалось трем группам астрономов, работавшим с небольшими телескопами в чилийских Андах. Телескопы были удалены друг от друга и наблюдали затмение под разными углами. Оценивая время затмения в каждой из точек, ученые определяли размер тени, а сравнивая площадь затенения в разных местах, могли уточнить эти данные. Если говорить более точно, то измерение в каждой точке дает ученым информацию не о диаметре тени, а о размере одной из хорд – линии, соединяющей две точки окружности. Проводя наблюдения в двух и более точках, астрономы могут вычислить диаметр окружности (по определению карликовых планет, все они имеют сферическую форму).

По итогам наблюдений затмения ученые пришли к выводу, что диаметр Эриды "практически наверняка" меньше 2340 километров. Более точную оценку специалисты дать не смогли - для наблюдения тусклых объектов в телескопы с небольшими зеркалами необходимо использовать длительные выдержки, а это не позволяет точно установить, в какой именно момент планета загородила звезду и в какой момент ее свет снова стал виден.

Если новые результаты будут подтверждены более крупными телескопами, астрономам придется заняться вопросом о массе и, главное, плотности Эриды. При диаметре 2340 километров тело, масса которого на 25 процентов больше массы Плутона, должно иметь плотность более 2,5 грамма на кубический сантиметр. При этом плотность бывшей девятой планеты Солнечной системы составляет около 2 граммов на сантиметр. На данный момент у специалистов нет объяснений, почему плотности двух объектов могут так сильно различаться.

Новые данные не вернут Плутону статус полноценной планеты, однако они, возможно, помогут астрономам понять, какие процессы происходят на дальних рубежах Солнечной системы, куда даже свет добирается долгие часы.