Русская Википедия:(50000) Квавар
Шаблон:Карточка планеты (50000) Квава́р (порядковый номер и название по каталогу Центра малых планет — 50000 Quaoar[1], временное обозначение Шаблон:Mp[2]) — транснептуновый объект, один из крупнейших объектов в поясе Койпера, часто классифицируется как карликовая планета. После обнаружения колец в феврале 2023 года является одной из двух карликовых планет с достоверно известной системой колец (в 2017 году кольца обнаружили у Хаумеи).
Открыт 4 июня 2002 года группой Майкла Брауна из Паломарской обсерватории (Калифорния). Был обнаружен на архивных снимках 1954 года. 13—14 июля 2016 года Квавар наблюдался камерой LORRI зонда Новые горизонты с расстояния 2,1 млрд км[3].
Объект назван по имени великой созидающей силы из мифов индейского народа тонгва — одного из коренных народов Южной Калифорнии, где расположена обсерватория, в которой сделано открытие этого объекта.
Символ 🝾 придумал американский программист Денис Московиц, который и до этого придумывал символы для мелких объектов Солнечной системы. Символ — буква Q, стилизованная под наскальные изображения. С сентября 2022 года символ обладает кодом U+1F77E.
Открытие
Открытие Квавара состоялось 4 июня 2002 года. Карликовая планета была открыта астрономами Майклом Брауном и Чедвиком Трухильо в Паломарской обсерватории, расположенной в Калифорнии[4], с помощью телескопа имени Самуэля Ошина[5]. Первое обнаружение Квавара состоялось 5 июня 2002 года, когда Трухильо обнаружил на фотографиях тусклый, со звёздной величиной 18,6, объект, в созвездии Змееносца[2][6]. При этом, Квавар был достаточно ярким для такого расстояния, поэтому считалось, что размеры Квавара могут совпадать с диаметром Плутона[7].
Чтобы уточнить орбиту найденного объекта, Браун и Трухильо начали поиск более ранних фотографий, на которых мог быть запечатлён Квавар. Для этого они воспользовались снимками, полученными в ходе программы «Near-Earth Asteroid Tracking» в период 1996 года и с 2000 по 2002 год[8]. Также они нашли две архивные фотопластинки, хранившиеся у Чарльза Коваля Томаса и датированные маем 1983 года[2] (в то время астроном занимался поиском гипотетической планеты X в той же обсерватории, где Браун и Трудильо открыли Квавар[9][10]). Впоследствии был обнаружен самый ранний снимок Квавара: он датируется 25 мая 1954 года и был создан во время проведения Паломарского обзора (1949—1958)[4][11].
Перед объявлением об открытии Квавара Майкл Браун планировал провести повторные наблюдения за ним с помощью телескопа «Хаббл» для того, чтобы измерить размер объекта[12]. Он хотел объявить об открытии как можно скорее, но при этом счёл необходимым сокрытие информации о Кваваре во время дополнительных наблюдений[13]. Из-за этого Браун не стал посылать запрос на использование телескопа на экспертную оценку, а сразу сообщил о своём намерении одному из операторов «Хаббла», который ответил согласием[13][14]. Помимо вышеупомянутого телескопа, Браун хотел использовать ещё и один из телескопов в обсерватории Кека (Мауна-Кеа, Гавайи), которую также планировалось задействовать как место для наземного наблюдения за спутниками Урана[13]. Использование этой обсерватории дало первооткрывателям дополнительное время для наблюдений за Кваваром. Весь июль проводились наблюдения за карликовой планетой, что позволило детальнее исследовать её состав и спектр поверхности[15][13].
Новость об открытии Квавара была опубликована Центром малых планет в «Электронном циркуляре малых планет» 7 октября 2002 года. Карликовой планете было дано временное обозначение Шаблон:Mp. Оно означает «1512-я малая планета, открытая в начале июня 2002 года»[2][16]. В тот же день Браун и Трухильо на 34-й встрече отдела планетарных наук Американского астрономического общества в городе Бирмингем (Алабама) объявили о результатах своих июльских наблюдений. Было объявлено, что Квавар стал крупнейшим найденным объектом пояса Койпера, найденным за последние годы (Эрида тогда ещё не была открыта)[5][12]. По словам Брауна, открытие Квавара способствовало его дальнейшему решению реклассифицировать Плутон в карликовые планеты[13].
Название
Сразу после открытия Квавар получил прозвище «объект X» (Шаблон:Lang-en), по аналогии с гипотетической планетой X. Из-за высокой яркости первооткрыватели даже предположили, что Квавар может быть десятой планетой Солнечной системы. С июля, после исследований с помощью «Хаббла», начался поиск возможных названий для карликовой планеты, в частности, рассматривались имена из мифологий коренных народов Северной Америки[13]. После принятия МАС конвенции об именовании классических объектов пояса Койпера разрешались только названия в честь богов-творцов[16]. Команда первооткрывателей остановилась на варианте «квавар» — великая созидающая сила из мифов индейского народа тонгва. Этот народ жил в заливе Лос-Анджелеса, где находился Калифорнийский технологический институт[9].
Русское произношение названия этой карликовой планеты звучит как «квава́р», а само слово состоит из двух слогов[17]. Согласно Майклу Брауну, англоязычное название «Quaoar» состоит из трех слогов, а на сайте Трухильо, посвященном карликовой планете, приводится произношение Шаблон:IPAc-en, схожее с произношением на языке тонгва — Шаблон:IPA[6]. Часто произношение сокращается до двух слогов и звучит как Шаблон:IPAc-en[12][18][19].
В мифологии тонгва Квавар — это бесполая[19] созидающая сила Вселенной, песней и танцами создающая божества[20]. Сначала она поет и танцует, чтобы создать Вейвота (Отца Неба), затем они вместе поют и создают Чехуит (Мать Землю) и Тамит (Дедушку Солнца). По мере продолжения песен и плясок, созидающая сила становилась все более сложной, поскольку каждое новое божество присоединялось к пению и танцам. В конце концов, сведя хаос к порядку, они создали семь великанов, которые поддерживают мир[6][12], затем животных и в конце концов, первых мужчину и женщину, Тобохара и Пахавита[6].
После изучения имён из мифологии тонгва, Браун и Трухильо решили, что необходимо обратиться к ныне живущим представителям народа тонгва за разрешением на использование названия[13]. Они проконсультировались с историком из этого племени Марком Акуньей, который подтвердил, что название «Квавар» подходит для открытого объекта[6][19]. Однако тонгва предпочитали написание «Qua-o-ar», которое (правда, без дефисов) и утвердили астрономы[13]. Название и факт открытия Квавара были публично объявлены в октябре 2002 года, хотя Браун не обращался за одобрением названия в Комитет по номенклатуре малых тел МАС (CSBN)[13]. Получилось, что название объекта было объявлено до присвоения ему его порядкового номера. Брайан Марсден, глава Центра малых планет, отметил через два года, что данный шаг был нарушением протокола[13][21]. Несмотря на это, название было одобрено CSBN, и новость о присвоении названия, а также официальный порядковый номер Квавара были опубликованы в Циркуляре по малым планетам 20 ноября 2002 года[22]. Квавару достался красивый порядковый номер — 50000, и это неспроста. Такой «круглый» номер подчёркивал размер Квавара и, тем самым, его важность для астрономов[22]. Это был не первый случай присвоения круглой цифры транснептуновому объекту: Варуна получила красивый номер 20000 по той же причине[23]. После Квавара эту традицию было решено отбросить: открытая в 2005 году Эрида, несмотря на размеры (считалась на момент открытия самой крупной карликовой планетой), получила порядковый номер 136199[16].
Что касается астрономического символа, то Квавар был открыт в ту эпоху, когда они уже практически вышли из употребления. Тем не менее, американский программист Денис Московиц придумал для карликовой планеты символ 🝾[24]. Символ представляет из себя латинскую букву Q, стилизованную под наскальные изображения народа тонгва[25]. С сентября 2022 года символ обладает кодом U+1F77E[26].
Орбитальные характеристики
Среднее расстояние от Солнца до Квавара составляет 43,7 а.е. (или 6,54 млрд км), а период обращения вокруг звезды у карликовой планеты составляет 288,8 лет. Эксцентриситет орбиты у него невелик — 0,04. Перигелий орбиты находится на отметке 42 а.е. от Солнца, а афелий — 45 а.е[11]. Солнечный свет достигает Квавара за 5 часов[6]. Квавар прошёл афелий в конце 1932 года и сейчас приближается к Солнцу со скоростью 170 м/с (0,035 а.е. в год)[27]. Перигелий будет достигнут приблизительно в феврале 2075 года[28]. С Нептуном орбита Квавара не только не пересекается, но и даже не находится достаточно близко к нему, чтобы под воздействием гравитации Нептуна она могла быть подвержена возмущению[29]. Минимальное возможное расстояние от Нептуна до Квавара — 12,3 а.е. В орбитальном резонансе два объекта также не находятся[4][29]. В рамках проекта «Глубокий обзор эклиптики» было доказано, что в течение 10 миллионов лет орбита Квавара претерпит лишь минимальные изменения, и что в целом она будет стабильна в долгосрочной перспективе[29].
Центр малых планет классифицирует Квавар как транснептуновый объект и как отдалённую малую планету (то есть малую планету, расположенную за пределами орбиты Юпитера)[4][11]. Из-за отсутствия орбитального резонанса с Нептуном Квавар считается классическим объектом пояса Койпера (кьюбивано)[29][30]. Наклон орбиты к эклиптике составляет около 8 градусов, что несколько выше, чем у расположенных в той же области объектов динамически холодной популяции пояса Койпера[13][31]. Из-за этого Квавар относят к динамически горячей популяции объектов пояса Койпера[31]. Происхождение такого наклона орбиты обычно объясняется гравитационным рассеиванием Нептуном во время миграции последнего во внешние области Солнечной системы[32].
Физические характеристики
Альбедо Квавара очень низкое и приблизительно равно 0,1 (аналогично вышеупомянутой Варуне, у которой альбедо имеет значение 0,127)[33]. Это указывает на отсутствие на поверхности карликовой планеты водяного льда[34]. Цвет поверхности преимущественно красный, на это указывает боШаблон:Ударениельшее количество отражённого инфракрасного и красного, нежели синего, излучения[35]. Аналогичную красноватую поверхность имеют транснептуновые объекты Варуна и Иксион (первая не считается карликовой планетой вообще, а второй является кандидатом в эту категорию). Более крупные объекты пояса Койпера и рассеянного диска (включая Плутон и Эриду) более яркие, поскольку на их поверхности содержится большое количество водяного льда, отсюда их боШаблон:Ударениельшее альбедо и более нейтральный цвет поверхности на спектрограммах[36]. Созданная в 2006 году модель внутреннего нагревания Квавара за счёт радиоактивного распада в ядре указывает на то, что данный объект не может поддерживать подземный океан на границе мантии и коры[37].
Наличие на поверхности карликовой планеты метана и других летучих веществ указывает на то, что объект может иметь тонкую разреженную атмосферу, возникающую из-за сублимации этих летучих веществ[38]. Со средней температурой поверхности в 44 K (или -229,2 °C), считается, что максимальное атмосферное давление на планете — не более нескольких микробар[38]. Из-за небольших массы и размера такое тело как Квавар физически не может поддерживать атмосферу из азота и монооксида углерода, поскольку эти газы быстро бы улетучились[38]. Постепенно снижался прогноз по порогу максимального давления и для атмосферы из метана: до 2013 года он был до 1 микробар[39][38], после покрытия Кваваром звезды со звёздной величиной 15,8 он стал 20 нанобар[39][38], а с 2019 года (после ещё одного покрытия Кваваром звезды) и вовсе составляет 10 нанобар[40]. При этом такая атмосфера, пусть и крайне разреженная, может существовать лишь при условии средней температуры в 42 K (или -231,2 °C) и при условии наличия метана как основного её составляющего газа[39][38].
Масса и плотность
Поскольку у Квавара имеется спутник, его массу можно рассчитать по третьему закону Кеплера. Плотность объекта составляет около 2,2 г/см³, а диаметр — 1100 км. Оба этих факта указывают на то, что Квавар является карликовой планетой. Майкл Браун рассчитал, что каменистые тела входят в гидростатическое равновесие при радиусе от 900 км, а ледяные — при радиусе 200—400 км[41]. Масса Квавара сильно превышает Шаблон:Val, минимальную массу, необходимую для принятия круглой формы, и составляет Шаблон:Val[42]. Браун утверждает, что Квавар «просто должен быть» карликовой планетой[43]. Анализ световых кривых и амплитуд показывает лишь небольшие отклонения, что позволяет предположить, что Квавар действительно является сфероидом с небольшими пятнами альбедо и, следовательно, карликовой планетой[44]. Астрономом Эриком Асфогом была предложена идея, что Квавар в прошлом мог столкнуться с более крупным телом, из-за чего его мантия была разрушена и осталось только более плотное ядро. Под «мантией» подразумевается 300—500-километровый в толщину слой льда, из-за которого карликовая планета была крупнее. Из-за столкновения с телом размером с Плутон или даже с Марс весь этот слой был уничтожен[45]. Однако, эта теория утратила актуальность в связи с тем, что Асфог предложил её тогда, когда плотность Квавара оценивали в 4,2 г/см³. Поскольку позднее её переоценили до 2 г/см³, такая теория перестала быть вероятной[39].
Размер
| Год | Диаметр (км) | Метод | Источник |
|---|---|---|---|
| 2004 | Шаблон:Val | фотографирование | [46] |
| 2007 | Шаблон:Val | инфракрасное излучение | [47] |
| 2010 | Шаблон:Val | инфракрасное излучение фотографирование |
[34] |
| 2013 | Шаблон:Val | инфракрасное излучение | [33] |
| 2013 | Шаблон:Val | покрытие | [39] |
| 2023 | Шаблон:Val | покрытие | [48] |
Квавар является сфероидом диаметром около 1100 км, сплющенным с полюсов. Эти данные были получены после наблюдений за покрытиями Кваваром звёзд в 2013 и 2019 годах[39][40]. Если считать, что сплюснутость карликовой планеты составляет 0,0897±0,006, а её диаметр — Шаблон:Val, то Квавар находится в гидростатическом равновесии и является сфероидом Маклорена[39]. Диаметр объекта приблизительно равен половине диаметра Плутона[13]. На момент открытия размер Квавара оценивался в 1260 ± 190 км. Эти данные были получены после измерений Квавара на фотографиях с телескопа «Хаббл». Квавар был первым из транснептуновых объектов, диаметр которого был измерен непосредственно по фотографии[46]. Размер диска на фотографии — всего несколько пикселей (карликовая планета находилась на максимальном пределе разрешения телескопа, и поэтому сильно размывалась на фотографиях[46]), поэтому погрешность измерения диаметра получилась достаточно большой — 190 км[46][49]. Впоследствии таким же методом измерили и диаметр Эриды[47].
В 2007 году диаметр Квавара был оценён с помощью инфракрасного космического телескопа «Спитцер». Альбедо Квавара получилось бо́льшим, чем предполагалось ранее (0,19); при таком альбедо диаметр Квавара должен быть несколько меньше — около 850 км.
После обнаружения спутника удалось оценить массу и плотность Квавара. При размере не более 1100 км в поперечнике, масса Квавара оказалась равна 0,19 ± 0,03 массы Плутона, а плотность — 2,8—3,5 г/см³. По данным 2011 года, диаметр объекта составляет 1170 км[50]. В 2013 году диаметр Квавара был оценён в 1074 ± 38 км[51] и в 1110 ± 5 км[52].
Состав
Квавар, вероятно, состоит в основном из каменных пород и водяного льда. Достаточно низкое альбедо и красноватый оттенок Квавара позволяют предположить, что льда на его поверхности меньше, чем должно быть. В 2004 году на поверхности Квавара обнаружены следы аморфного льда. Эта модификация льда образуется при температуре не менее −160 °C. Но температура на поверхности Квавара сейчас ниже — около −220 °C, и пока неясно, что могло разогреть Квавар на целых 60 градусов. Наиболее вероятными причинами пока считают метеоритные бомбардировки или радиоактивный распад тяжёлых элементов в ядре.
Спутник
Спутник Квавара диаметром около 100 км был обнаружен в феврале 2007 года и был назван Вейвот (Шаблон:Lang-en) в честь сына мифологического Квавара. Он вращается вокруг Квавара на расстоянии 14 500 км за 12,438±0,005 дней.
Кольца
8 февраля 2023 года в журнале Nature вышла статья об открытии космическим аппаратом ЕКА Cheops у Квавара на расстоянии 7,4 радиуса Квавара первого кольца Q1R из плотного материала вне предела Роша. Все известные плотные кольца в Солнечной системе располагаются достаточно близко к своим родительским телам внутри предела Роша[53]. В апреле 2023 года стало известно об открытии с помощью телескопа Gemini North и телескопа Канада-Франция-Гавайи (CFHT) более близкого второго кольца Q2R вне предела Роша. Оба кольца не видно в обычный телескоп, они были обнаружены косвенно, когда Квавар затмевал свет далёких звёзд. Хорды покрытия дают кажущуюся большую полуось Квавара 579,5±4,0 км, кажущееся сжатие 0,12±0,01 и эквивалентный по площади радиус 543±2 км. Ориентация конечностей Квавара соответствует орбите Q1R и Вейвота в экваториальной плоскости Квавара. Радиус орбиты Q1R уточнëн до значения 4057±6 км. Радиус орбиты Q2R — 2520±20 км[54].
Исследование
Считается, что полёт космического аппарата с использованием гравитационного манёвра у Юпитера займёт 13,6 лет, с возможными датами запуска 25 декабря 2016, 22 ноября 2027, 22 декабря 2028, 22 января 2030 или 20 декабря 2040. К моменту пролёта Квавар будет находится на расстоянии 41—43 а.е. от Солнца[55]. В июле 2016 года КА «Новые горизонты» были сделаны несколько изображений Квавара с помощью камеры LORRI. В этот момент аппарат находился на расстоянии 14 а.е. от объекта[56]. По состоянию на 2023 год существует несколько концептов миссий, одной из задач которых может стать и исследование Квавара с пролётной траектории. Одной из таких миссий является Interstellar Probe, планируемый к запуску в 2037 году. Он может совершить пролёт мимо Квавара перед тем, как отправится исследовать межзвёздное пространство. Один из двух китайских аппаратов программы Шаблон:Нп3 также может пролететь мимо карликовой планеты и исследовать её с пролётной траектории[57][58][59]. Квавар интересен астрономам тем, что у него есть непостоянная метановая атмосфера и, возможно, явление криовулканизма. Также важность имеет близость объекта к границе гелиосферы[57].
См. также
Примечания
Ссылки
- Chad Trujillo. QuaoarШаблон:Ref-en
- Volcanism possible on planet-like QuaoarШаблон:Ref-en
- Chilly Quaoar had a warmer pastШаблон:Ref-en
- Часто задаваемые вопросы про Квавар
- NASA ADS Quaoar A Rock in the Kuiper BeltШаблон:Ref-en
Шаблон:Библиоинформация Шаблон:ТНО Шаблон:Солнечная система
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Шаблон:Cite web
- ↑ 5,0 5,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 9,0 9,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite news
- ↑ 11,0 11,1 11,2 Шаблон:Cite web
- ↑ 12,0 12,1 12,2 12,3 Шаблон:Cite web
- ↑ 13,00 13,01 13,02 13,03 13,04 13,05 13,06 13,07 13,08 13,09 13,10 13,11 Шаблон:Cite book
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ 16,0 16,1 16,2 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ NASA/JHUAPL/SwRI (2016) Quaoar Шаблон:Wayback
- ↑ 19,0 19,1 19,2 Шаблон:Cite magazine
- ↑ Шаблон:Cite book Шаблон:Wayback
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 22,0 22,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ JPL Horizons Шаблон:Webarchive Observer Location: @sun (Perihelion occurs when deldot changes from negative to positive. Uncertainty in time of perihelion is 3-sigma.)
- ↑ 29,0 29,1 29,2 29,3 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 31,0 31,1 Шаблон:Cite book
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ 33,0 33,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ 34,0 34,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite book
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ 38,0 38,1 38,2 38,3 38,4 38,5 Шаблон:Cite journal
- ↑ 39,0 39,1 39,2 39,3 39,4 39,5 39,6 Шаблон:Cite journal
- ↑ 40,0 40,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite press release
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite conference
- ↑ Шаблон:Cite magazine
- ↑ 46,0 46,1 46,2 46,3 Шаблон:Cite journal
- ↑ 47,0 47,1 Шаблон:Cite book
- ↑ Шаблон:Cite Q
- ↑ Шаблон:Cite conference
- ↑ Braga-Ribas et al. 2011, «Stellar Occultations by TNOs: the January 08, 2011 by (208996) 2003 AZ84 and the May 04, 2011 by (50000) Quaoar Шаблон:Wayback», EPSC Abstracts, vol. 6
- ↑ S. Fornasier, E. Lellouch, T. Müller, P. Santos-Sanz, P. Panuzzo, C. Kiss, T. Lim, M. Mommert, D. Bockelée-Morvan, E. Vilenius, J. Stansberry, G.P. Tozzi, S. Mottola, A. Delsanti, J. Crovisier, R. Duffard, F. Henry, P. Lacerda, A. Barucci, A. Gicquel (2013). «TNOs are Cool: A survey of the trans-Neptunian region. VIII. Combined Herschel PACS and SPIRE observations of 9 bright targets at 70—500 μm». arXiv:1305.0449v2.
- ↑ Braga-Ribas et al. 2013, «The Size, Shape, Albedo, Density, and Atmospheric Limit of Transneptunian Object (50000) Quaoar from Multi-chord Stellar Occultations», The Astrophysical Journal, 773, 26 (2013 August 10)
- ↑ Morgado B. E.et al. A dense ring of the trans-Neptunian object Quaoar outside its Roche limit Шаблон:Wayback // Nature, 08 February 2023
- ↑ Pereira C. L. et al. The two rings of (50000) Quaoar Шаблон:Wayback, 2023 (arXiv Шаблон:Wayback)
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 57,0 57,1 Шаблон:Cite conference
- ↑ Шаблон:Cite conference
- ↑ Шаблон:Cite news
.svg){kind=link}
