(90482) Орк, или Оркус (Orcus, ранее 2004 DW) - крупный транснептуновый объект из пояса Койпера, вероятно является карликовой планетой. Открыт 17 февраля 2004 года Майклом Брауном из Калифорнийского технологического института, Чадом Трухильо (англ.)русск. изобсерватории Джемини и Дэвидом Рабиновицем (англ.)русск. из Йельского университета^[1]. Тип "плутино". Диаметр около 946 км, что составляет почти 40% диаметра Плутона. Орбита Орка весьма напоминает по параметрам орбиту Плутона. Интересно, что Орк всегда находится на противоположной стороне орбиты по отношению к Плутону, то есть если Орк находится в перигелии, то Плутон в это время проходитафелий и наоборот. В связи с этим, Орк иногда называют "Анти-Плутон". Этот факт послужил отправной точкой в выборе имени объекта - так же, как Плутон является аналогией Орка в мифологии, так же Орк (со своим спутником) похож на Плутон с Хароном^[8].

Назван в честь Орка - бога смерти и подземного царства в римской мифологии. В феврале 2007 года у Орка был обнаружен спутник.

Поверхность Орка относительно яркая. Лёд обнаружен преимущественно в кристаллической форме, которая может быть связана скриовулканической деятельностью. Также, могут присутствовать другие соединения, такие как метан или аммиак.

Название и этимология

В соответствии с конвенцией имён, изданной Международным астрономическим союзом (МАС), объекты, похожие на Плутон по размерам и параметрам орбиты, должны называться именами божеств подземного царства. Настоящее название соответствует этой конвенции, так как Орк является божеством подземного царства в этрусской и римской мифологиях. Кроме того, имя Орк созвучно с названием острова Оркас (остров) (англ.), где прошло детство супруги Майкла Брауна - Дианы, и где они часто бывали^[9]. Название Орк было одобрено и опубликовано 22 ноября 2004 года.

Орбитальные характеристики

Орбиты Орка (синяя), Плутона (красная) иНептуна (серая). Местонахождения Орка и Плутона показаны на апрель 2006 года. Также, указаны даты, когда объекты проходят перигелий(q) и афелий (Q).

Орк - это крупный плутино^[10]. Его орбита очень напоминает орбиту Плутона (примерно равный период обращения и у обоих перигелий находится над эклиптикой). Единственное заметное различие - это разворот орбиты (см. схему). Несмотря на то, что орбита Орка подходит довольно близко к орбите Нептуна, резонанс между двумя объектами и большой угол наклона орбиты Орка не позволяет им приблизиться друг к другу. За последние 14 000 лет расстояние между Орком и Нептуном ни разу не было меньше 18 а. е.^[11] В связи с фактом, что орбита Орка похожа на орбиту Плутона, но они всегда находится в противоположной фазе (из-за их взаимного резонанса с Нептуном), Орк иногда называют "Анти-Плутоном"^[8].

На сегодняшний день, Орк находится на расстоянии 47,8 а. е. от Солнца^[6] и достигнет афелияв 2019 году^[7]. В ближайшие 10 млн лет перигелий Орка может уменьшиться до 27,8 а. е.^[10], то есть будет меньше, чем у Нептуна.

Период вращения Орка вокруг оси точно неизвестен. Фотометрические исследования дают большой разброс от 7 до 21 часа с либрациями или без них^[12]. Наиболее часто в литературе значится десятичасовой период вращения^[5]. Возможно, на период вращения и либрации влияет крупный и близко расположенный спутник Орка^[4][12].

Физические характеристики

Размеры и звёздная величина

Абсолютная звёздная величина Орка - 2,3^[1], что сопоставимо со значением 2,6 у кьюбивано (50000) Квавар. Наблюдение Орка с помощьютелескопа Спитцера в инфракрасном диапазоне^[2] и телескопа Гершеля в диапазоне с ещё большей длиной волны, даёт возможность сделать заключение, что радиус Орка варьируется в диапазоне 445-475 км^[3]. По всей вероятности, Орк имеет альбедо 22 % - 34 %^[3], что довольно типично для транснептуновых объектов подобных размеров^[13].

Расчёт параметров Орка (звёздная величина и радиус) предполагал, что Орк является одиноким объектом. Наличие крупного спутника может серьёзно на них повлиять. Абсолютная звёздная величина спутника оценивается в 4,88, что примерно в 11 раз тусклее, чем сам Орк. Если альбедо обоих объектов примерно равны, то радиусы Орка и его спутника - 900 км и 280 км соответственно. Если же альбедо спутника окажется в два раза ниже, чем альбедо Орка, то их радиусы уже будут оценены в 860 км и 380 км^[4].

Масса

Так как Орк является двойным объектом (по всей видимости, спутник обладает массой, которой нельзя пренебречь в расчётах), масса всей системы была оценена в 6,32 ± 0,05×10²⁰ кг, что составляет 3,8% от наиболее массивной известной карликовой планеты Эриды^[4]. Как эта масса распределена между Орком и его спутником, зависит от отношения их размеров. Если радиус спутника в три раза меньше, чем радиус Орка, то масса первого составляет всего 3% от общей массы. Если же радиус спутника 380 км, а радиус Орка 860 км (см. выше), то масса спутника может достигать 8% от массы Орка^[4].

Спектр и поверхность

Орбитальные резонансы Орка и Плутонаотносительно неподвижного Нептуна

Первые спектроскопические наблюдения в 2004 году показали, что видимый спектр Орка нейтрального слабого цвета, в то время, как небольшое отклонение в сторону инфракрасного спектра (длина волны 1,5 и 2,0 мкрм) даёт довольно выраженное поглощение водой. Этим Орк сильно отличается от других ТНО, как, например, Иксион, у которых красный цвет выражен, а инфракрасный, наоборот, слаб^[14]. Дальнейшие исследования Орка в инфракрасном спектре в 2004 году в Европейской южной обсерватории и обсерватории Джемини также показали наличие водного льда и углеродистых компонентов^[15]. Вода и метан не могут покрывать больше, чем 50 % и 30 % поверхности объекта соответственно^[16]. Это значит, что пропорция льда на поверхности больше, чем на Хароне и скорее напоминает спутник Нептуна - Тритон^[16].

Позднее, в 2008-2010 годах, спектроскопические наблюдения в инфракрасном спектре с более высоким отношением сигнала к шумувыявили новые спектральные детали. Среди прочего, сильное поглощение сигнала водяным льдом на длине волны 1,65 мкрм, что говорит о наличии кристализированного водяного льда на поверхности Орка и поглощение сигнала на длине волны 2,22 мкрм. Последний феномен пока недостаточно точно объяснён. Это поглощение может быть вызвано растворённым в водяном льдеаммонием, либо наличием метанового льда^[5].

Сравнение со спутниками и другими ТНО

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли. Изображения объектов - ссылки на статьи.

Орк обладает пограничной массой, способной удерживать летучие вещества, такие как метан, на свой поверхности^[12]. Исследование спектра Орка показывает самое сильное поглощение сигнала водным льдом среди объектов пояса Койпера, не входящих в семействоХаумеа^[4]. Похожий спектр наблюдается у крупных спутников Урана^[4]. Среди прочих ТНО, больше всех на Орк похож спутник ПлутонаХарон. У последнего альбедо несколько выше, но зато очень похожий видимый и ближний инфракрасный спектр. У обоих похожая плотность и наличие водного льда на поверхности^[5]. У карликовой планеты Хаумеа и у подобных ей объектов, альбедо гораздо выше и поглощение спектра водой намного сильнее, чем у Орка. И, наконец, у крупного плутино (208996) 2003 AZ84, обнаружены похожие на Орк спектральные характеристики^[12].

Криовулканизм

Наличие кристализированного водного льда и, возможно, льда аммония, свидетельствует о том, что в прошлом на поверхности Орка действовали, так называемые, "механизмы обновления"^[5]. До сих пор, аммоний не был обнаружен ни на одном ТНО или ледяном спутнике, кроме Миранды^[5]. Сигнал в районе длины волны 1,65 мкрм широкий и глубокий, как у Харона, Квавара, Хаумеа и у ледяных спутников планет-гигантов^[5]. С другой стороны, кристализированный водный лёд на поверхности ТНО должен был прийти в аморфное состояние за последние 10 млн лет под влиянием галактической и солнечной радиации^[5]. Некоторые вычисления показывают, что криовулканизм, который считается одним из возможных механизмов обновления, мог иметь место на ТНО с радиусом порядка 1000 км^[12]. Возможно, на Орке произошло единственное извержение, которое и превратило аморфную воду в кристализированный лёд. Скорее всего это было извержение воды взрывного характера, которое "выбило" метан из раствора воды и аммония^[12].

Спутник

Возможно, диаметр спутника достигает от 1/4 до 1/3 от диаметра Орка.

С помощью телескопа "Хаббл", 13 ноября 2005 года, Майкл Браун и Т. А. Цур открыли спутник Орка^[17]. Об этом открытии было объявлено 22 февраля 2007 года^[18]. Спутнику было дано обозначение S/2005 (90482) 1, а в 2009 году и имя Вант по имени этрусской богини из мира мёртвых^[9]. Орбита спутника очень близка к окружности: её эксцентриситет всего 0,0036. Орбитальный период обращения 9,53 дней^[4]. Вант находится на очень малом расстоянии в 8980 ± 20 км от Орка и поэтому состав его поверхности не может быть спектроскопирован^[4]. Майкл Браун также предполагает, что Орк и Вант синхронизированы (то есть повёрнуты друг к другу одной стороной) наподобие Плутона и Харона^[8]. Есть предположение, что Вант является захваченным объектом из пояса Койпера^[8].

Примечания

Макемаке
Фото с телескопа "Хаббл"
Другие названия	2005 FY9
Открытие
Первооткрыватель	Майкл Браун, Чед Трухильо,Дэвид Рабиновиц
Дата открытия	21 марта 2005
Орбитальные характеристики[1][2]
Эпоха: 28 января 1955 (ю. д. 2 435 135,5)
Перигелий	5760,8 Гм (38,509 а. е.)
Афелий	7939,7 Гм (53,074 а. е.)
Большая полуось (a)	6850,3 Гм (45,791 а. е.)
Эксцентриситет орбиты (e)	0,159
Сидерический периодобращения	113 183 д (309,88 a)
Орбитальная скорость (v)	4,419 км/с
Средняя аномалия (Mo)	85,13°
Наклонение (i)	28,96°
Долгота восходящего узла (Ω)	79,382°
Аргумент перицентра (ω)	298,41°
Физические характеристики
Средний радиус	750+200−100 км[3] 710 ± 30 км[4]
Площадь поверхности (S)	~6 300 000 км²
Объём (V)	~1,5×109 км³
Масса (m)	~3×1021 кг
Средняя плотность (ρ)	~2 г/см³ (предполагаемая)
Ускорение свободного падения на экваторе (g)	~0,4 м/с²
Вторая космическая скорость (v2)	~0,75 км/с
Период вращения (T)	7,771±0,003 часа[5]
Наклон оси	неизвестен
Альбедо	78,2+10,3−8,6 (геометрическое)[3]
Cпектральный класс	B-V=0,83, V-R=0,5[6]
Видимая звёздная величина	16,7 (противостояние)[7][8]
Абсолютная звёздная величина	−0,44[2]
Температура
На поверхности	30-35 К[c] (на основании альбедо)

Макемаке (136472 Makemake по каталогу ЦМП) - крупнейший из известных объектов пояса Койпера средикьюбивано^[а] и третья по величине из известных карликовых планет в Солнечной системе. Своё необычное имя получил в честь рапануйского бога изобилия Маке-маке. Диаметр Макемаке - три четверти от диаметра Плутона^[9]. У Макемаке не обнаружено спутников, что делает его уникальным среди крупнейших объектов пояса Койпера. Температура на поверхности Макемаке экстремально низка, примерно 30 К (−243 °C); это может означать, что его поверхность покрыта метановым, этановым и, возможно, азотным льдом^[10].

Объект был открыт 31 марта 2005 года группой астрономов во главе с Майклом Брауном, о его открытии было официально заявлено 29 июля 2005 года. Первоначально был известен как 2005 FY₉, затем - как малая планета номер 136472. 11 июня 2008 года Международный астрономический союз (МАС) включил Макемаке в список кандидатов на присвоение статуса "плутоида" (так называют карликовые планеты за орбитой Нептуна). С июля 2008 года Макемаке официально считается плутоидом^{[11][12][13][14]}, наряду с Плутоном, Хаумеа и Эридой.

Открытие

Макемаке был открыт 31 марта 2005 года группой астрономов Паломарской обсерватории во главе с Майклом Брауном^[2], об открытии было официально заявлено 29 июля 2005 года. В тот же день было заявлено об открытии другой карликовой планеты, Эриды, а за два дня до этого - Хаумеа^[15].

Несмотря на то, что Макемаке - довольно яркий объект (примерно одна пятая от яркости Плутона)^[b], множество гораздо менее ярких объектов пояса Койпера было открыто до него. Поиски малых планет проводятся главным образом относительно близко к эклиптике (к области неба, по которой проходит видимое годичное движение Солнца) из-за того, что вероятность обнаружить новые объекты в этой области максимальна. По-видимому, Макемаке не был обнаружен при более ранних наблюдениях этого участка небесной сферы из-за его высокого наклонения и потому, что на момент своего открытия он был на большом расстоянии от эклиптики, в созвездии Северного полушария - Волосы Вероники^[8].

Яркость Макемаке была достаточна для того, чтобы этот транснептуновый объект был обнаружен ещё в 1930 году, в ходе поисков Плутона Клайдом Томбо^[16]. В эту эпоху Макемаке был всего на несколько градусов выше эклиптики, недалеко от границы между созвездиями Тельца и Возничего^[c], и имел звёздную величину около 16,0^[8]. Однако эта область неба очень близка к Млечному Пути, и Макемаке было бы почти невозможно найти на плотном звёздном фоне. После открытия Плутона Томбо продолжал свои поиски ещё в течение нескольких лет^[17], но так и не смог найти ни Макемаке, ни других транснептуновых объектов.

Название

Временное обозначение 2005 FY₉ было дано Макемаке после официального открытия. До этого открывшая объект группа астрономов использовала для него кодовое название "Пасхальный кролик", поскольку его открытие произошло вскоре после Пасхи^[18].

В июле 2008 года, в соответствии с правилами МАС для классических объектов пояса Койпера (кьюбивано), 2005 FY₉было присвоено имя божества-творца. Имя Маке-маке, создателя человечества и бога изобилия из мифов рапануйцев, коренных жителей острова Пасхи^[12], было выбрано отчасти для того, чтобы сохранить связь объекта и Пасхи^[18].

Орбита и классификация

Орбиты Макемаке (голубая) и Хаумеа (зелёная), сопоставленные с орбитой Плутона (красная) и эклиптикой (серая). Перигелий (q)^[2] и афелий(Q) отмечены датами прохождения. Положение планет на момент апреля 2006 года отмечена сферами, иллюстрирующими относительный размер и разницу в альбедо и цвете

В 2009 году Макемаке находился на расстоянии в 52 а. е. от Солнца^[7][8], почти в самой далёкой от Солнца точке своей орбиты^[10]. Его орбита сходна с орбитой Хаумеа своим высоким наклонением (29°) и умеренным эксцентриситетом (около 0,16)^[19]. Однако орбита Макемаке несколько дальше от Солнца по своей большой полуоси и перигелию. Его орбитальный период близок к 310 годам^[1]. Для сравнения, у Плутона он составляет 248 лет, а у Хаумеа - 283 года. Как Макемаке, так и Хаумеа в начале XXI века находятся высоко над эклиптикой, на угловом расстоянии около 29°, при этом Макемаке движется к своемуафелию, которого достигнет в 2033 году^[8], а Хаумеа прошла свой афелий ещё в 1992 году^[20].

Макемаке классифицируется как кьюбивано^[21][а]; это означает, что его орбита находится на достаточном удалении от Нептуна, чтобы оставаться устойчивой на протяжении всего существования Солнечной системы^[22][23]. В отличие от плутино, которые находятся с Нептуном врезонансе 2:3, классические объекты в перигелии отдаляются на значительное расстояние от Солнца, в зоны, свободные отгравитационных возмущений, создаваемых Нептуном^[22]. Такие объекты обладают довольно низким эксцентриситетом (около 0,2) и обращаются вокруг Солнца по планетоподобным орбитам (они проходят близко к плоскости эклиптики и почти круговые, как у планет). Однако Макемаке - член "динамически горячего" класса классических объектов пояса Койпера; это означает, что он имеет высокое наклонение по сравнению с остальными членами группы^[24]. Возможно, Макемаке находится в орбитальном резонансе 11:6 с Нептуном^[25].

Физические характеристики

Яркость, температура и размеры

Макемаке (звёздная величина 16,9)

Макемаке - второй по яркости из известных объектов пояса Койпера после Плутона^[16]. В марте 2005 года он находился в противостоянии в созвездии Волосы Вероники^[8] и имелзвёздную величину 16,7^[7]. Он достаточно ярок для того, чтобы его можно было увидеть в мощный любительский телескоп. Макемаке обладает высоким альбедо, и это позволяет с 80-процентной вероятностью утверждать, что температура на его поверхности примерно 30 К^[c][3]. Размер Макемаке точно неизвестен, однако наблюдения в инфракрасном спектре при помощи космических телескопов "Спитцер" и "Гершель" и схожесть, в общих чертах, его спектра со спектром Плутона привели к оценке его диаметра в пределах от 1360 до 1480 км^[4]. Это немного больше, чем у Хаумеа, что делает Макемаке третьим по величине транснептуновым объектом после Эриды и Плутона^[19]. Макемаке считается четвёртойкарликовой планетой в Солнечной системе, так как обладает абсолютной визуальной звёздной величиной −0,44^[2], это позволяет уверенно сказать, что Макемаке достаточно велик для того, чтобы прийти в состояние гидростатического равновесия и приобрести форму сплющенного у полюсов сфероида^[12].

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли. Изображения объектов - ссылки на статьи.

Спектр

В статье журнала Astronomy and Astrophysics (Ликендро и др., 2006) сообщается об измерениях видимого и близкогоинфракрасного спектра Макемаке. Авторы использовали телескоп "Гершель" и Национальный телескоп "Галилео" и выяснили, что поверхность Макемаке напоминает поверхность Плутона^[26]. Как и Плутон, Макемаке выглядит красным в видимом спектре, хотя и значительно менее красным, чем, например, Эрида (см. сравнение цветов ТНО)^[26]. Ближний инфракрасный спектр отмечен сильными поглощающими линиями метана (CH₄). Метан также наблюдался на Плутоне и на Эриде, однако там его спектральные линии намного более слабы^[26].

Спектральный анализ поверхности Макемаке показывает, что метан присутствует на поверхности объекта в форме больших (размером по крайней мере в 1 см) зёрен^[10]. Кроме того, там может находиться большое количество этана и толинов, скорее всего, образовавшихся при фотолизе метана солнечным излучением^[10]. Толины, вероятно, объясняют красноватый оттенок Макемаке в видимом спектре. Есть доказательства существования на поверхности Макемаке азотного льда (по крайней мере, перемешанного с другими льдами), однако его доля несравнима с количеством этого вещества на Плутоне и Тритоне, где он составляет почти 98 % коры. Относительный дефицит азотного льда означает, что запасы азота были каким-то образом исчерпаны за время существования Солнечной системы^[10][27][28].

Далёкая инфракрасная (24-70 мкм) и субмиллиметровая (70-500 мкм) фотометрия при помощи телескопов "Спитцер" и "Гершель" показала, что поверхность Макемаке неоднородна. Хотя большая часть поверхности покрыта метановым и азотным льдами, и величина альбедо там достигает 78-90 %, существуют небольшие участки затемнённого ландшафта, которые покрывают 3-7 % поверхности, где величина альбедо не превышает 2-12 %^[4].

Атмосфера

Присутствие метана и, возможно, азота делает вероятным существование на Макемаке временной атмосферы, похожей на ту, которая появляется у Плутона в перигелии^[26]. Азот, в случае его наличия, был бы доминирующим компонентом этой атмосферы^[10]. Существование временной атмосферы могло бы дать естественное объяснение дефициту азота на Макемаке: так как притяжение планеты слабее, чем у Плутона, Эриды или Тритона, то большое количество азота, возможно, было унесено планетарным ветром; метан легче, чем азот, и имеет значительно меньшее давление пара при температурах, господствующих на Макемаке (30-35 К)^[c], что и препятствует его потере; результат этих процессов - значительно более высокая концентрация метана^[29].

Отсутствие спутников

На орбите вокруг Макемаке не было обнаружено ни одного спутника. При этом любой спутник с яркостью хотя бы 1 % от яркости Макемаке был бы обнаружен, если бы находился на угловом расстоянии не ближе 0,4 арксекунды от этой планеты^[16]. Это отличает Макемаке от других крупных транснептуновых объектов, которые почти все обладают по крайней мере одним спутником: Эрида - одним, Хаумеа - двумя и Плутон - четырьмя. Предполагается, что от 10 до 20 % транснептуновых объектов имеют один или более спутников^[16]. Так как наличие спутника позволяет простым методом измерить массу объекта, отсутствие спутника осложняет получение точных данных о массе Макемаке^[16].

Заметки

Примечания

Транснептуновые объекты образуют пояс Койпера, рассеянный диск и облако Оорта.

В 1930 году был открыт Плутон - первый известный науке транснептуновый объект, с момента открытия до 2006 года считавшийся девятой планетой Солнечной системы.

В 1978 году был открыт Харон, спутник Плутона. Следующий транснептуновый объект, (15760) 1992 QB₁, был открыт только в 1992 году - более чем на 60 лет позже Плутона.

В общей сложности по состоянию на начало 2009 года известно 1092 транснептуновых объекта с разнообразными характеристиками.

Крупнейшими известными транснептуновыми объектами являются Эрида, открытая в 2005 году, и Плутон^[1][2][3].

Размеры

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли. Изображения объектов - ссылки на статьи.

Нептун - самая далёкая известная планета Солнечной системы. Среди ТНО имеются, однако, 4 карликовые планеты. На рисунке - сравнение размеров крупнейших ТНО и Земли. В приведенной ниже таблице перечислены транснептуновые объекты с диаметром, превышающим 800 км, и приведены их параметры.

Пространственное распределение

На диаграмме показаны большие полуоси и наклонения орбит ТНО (включая объекты пояса Койпера). В левой части для сравнения помещены кентавры. Резонансные объектыпомечены красным цветом.

Примечания