Udtrykket "dværgplanet" har fået uhørt popularitet i løbet af de sidste par år. Som en del af en trevejskategorisering af objekter, der kredser om solen, blev dette udtryk vedtaget i 2006 på grund af opdagelsen af objekter ud over Neptuns bane, der kan sammenlignes i størrelse med Pluto. Siden da er det blevet brugt til at beskrive mange objekter i solsystemet, hvilket forstyrrer det gamle klassificeringssystem, som havde ni planeter.
Også dette udtryk har skabt forvirring og kontroverser, især forbundet med dets anvendelse på organer som Pluto. Ikke desto mindre anerkender Den Internationale Astronomiske Union (IAU) fem kroppe i vores solsystem som dværgplaneter, seks mere vil blive identificeret i de kommende år, og omkring 200 sådanne kroppe kan være inden for Kuiper-bæltet.
Definition
Ifølge den definition, der blev vedtaget af IAU i 2006, er en dværgplanet “en himmellegeme, der kredser om en stjerne, der er massiv nok til at blive afrundet af sin egen tyngdekraft, men som ikke rydder den nærmeste region af planetesimaler og ikke er en satellit. Derudover skal den have tilstrækkelig masse til at overvinde trykstyrken og opnå hydrostatisk ligevægt."
I det væsentlige henviser udtrykket til ethvert planetarisk masseobjekt, der hverken er en planet eller en naturlig satellit, der opfylder to grundlæggende kriterier. For det første skal det være i en direkte bane om solen og ikke være månen omkring en anden krop. For det andet skal det være massivt nok til at antage en sfærisk form under indflydelse af sin egen tyngdekraft. Og i modsætning til en planet behøver den ikke at rydde op i omgivelserne omkring sin bane.
Størrelse og vægt
Salgsfremmende video:
For at en krop kan afrundes, skal den være massiv nok til, at tyngdekraften bliver den dominerende kraft, der påvirker kroppens form. Det indre tryk, der genereres af denne masse, fører til, at overfladen bliver plastisk, udglatter høje stiger og fylder fordybninger. Små kroppe mindre end en kilometer i diameter gør ikke dette (som asteroider), de styres af kræfter uden for deres egne tyngdekræfter, som har tendens til at opretholde uregelmæssige former.
De største kendte transneptuniske objekter (TNO)
I mellemtiden har kroppe flere kilometer på tværs - når tyngdekraften er signifikant, men ikke dominerende - i form af en sfæroid eller "kartoffel". Jo større kroppen er, desto højere er dens indre tryk, indtil det bliver tilstrækkeligt til at overvinde den interne kompressionskraft og opnå hydrostatisk ligevægt. På dette tidspunkt bliver kroppen så rund som mulig, givet sin rotation og tidevandseffekter. Dette er definitionen af grænsen for en dværgplanet.
Rotation kan dog også påvirke dværgplanetens form. Hvis kroppen ikke roterer, vil det være en sfære. Jo hurtigere det drejer, jo mere langstrakt eller alsidigt bliver det. Et ekstremt eksempel på dette er Haumea, som er næsten dobbelt så lang på hovedaksen som ved polerne. Tidevandskræfterne medfører også, at legemets rotation gradvis blokeres tidevands, og kroppen forbliver på den ene side af ledsageren. Et ekstremt eksempel på et sådant system er Pluto-Charon, begge kroppe er tidligt låst indbyrdes.
IAU bestemmer ikke de øvre og nedre grænser for størrelsen og massen af dværgplaneter. Selv om den nedre grænse bestemmes af opnåelsen af en ligevægt hydrostatisk form, afhænger størrelsen eller massen, hvormed dette objekt når denne form, af dets sammensætning og termiske historie.
For eksempel skal kroppe lavet af hårde silikater (som stenede asteroider) nå hydrostatisk ligevægt med en diameter på ca. 600 kilometer og en masse på 3,4 x 10 ^ 20 kg. For en mindre stiv krop lavet af vandis vil denne grænse være tættere på 320 km og 10 ^ 19 kg. Som et resultat er der i øjeblikket ingen specifik standard til at definere en dværgplanet baseret på dens størrelse eller masse, men i stedet defineres den normalt ud fra dens form.
Orbital position
Ud over den hydrostatiske ligevægt har mange astronomer insisteret på at trække en linje mellem planeter og dværgplaneter på baggrund af deres manglende evne til at "rydde nærheden af deres bane." Kort sagt kan planeter fjerne mindre kroppe i nærheden af deres kredsløb ved kollision, fangst eller tyngdeforstyrrelse, mens dværgplaneter ikke har den nødvendige masse for at opnå dette.
For at beregne sandsynligheden for, at en planet rydder sin bane, præsenterede planetforskere Alan Stern og Harold Levinson en parameter, som de betegner med bogstavet "lambda".
Denne parameter udtrykker sandsynligheden for en kollision afhængig af den givne afvigelse af objektets bane. Værdien af denne parameter i Stern-modellen er proportional med kvadratet af massen og omvendt proportional med tiden og kan bruges til at estimere kroppens potentiale til at rydde i nærheden af dens bane.
Astronomer som Stephen Soter, en videnskabsmand fra New York University og en stipendiat ved American Museum of Natural History, foreslår at bruge denne parameter til at tegne en linje mellem planeter og dværgplaneter. Soter foreslog også en parameter, han kalder den planetariske diskriminant - betegnet med bogstavet mu -, der beregnes ved at dividere legemets masse med den samlede masse af andre objekter i samme bane.
Anerkendte og mulige dværgplaneter
Der er i øjeblikket fem dværgplaneter: Pluto, Eris, Makemake, Haumea og Ceres. Ceres og Pluto alene er blevet observeret nok til utvivlsomt at være i denne kategori. IAU har besluttet, at unavngivne transneptuniske objekter (TNO'er) med en absolut styrke, der er lysere end +1 (og matematisk begrænset til en minimumsdiameter på 838 km), skal klassificeres som dværgplaneter.
Potentielle kandidater, der i øjeblikket overvejes, inkluderer Orc, 2002 MS4, Salazia, Kwavar, 2007 OR10 og Sedna. Alle disse objekter er placeret i Kuiper-bæltet; med undtagelse af Sedna, som betragtes separat - en separat klasse af dynamiske TNO'er i det ydre solsystem.
Det er muligt, at der er 40 genstande mere i solsystemet, der med rette kan betegnes som dværgplaneter. Det anslås, at der kan findes op til 200 dværgplaneter i Kuiper-bæltet efter at have studeret det, og ud over dette bælte kan deres antal overstige 10.000.
Uenigheder
Umiddelbart efter IAU's beslutning om definitionen af planeten udtrykte et antal forskere deres uenighed. Mike Brown (leder af Caltech-gruppen, der opdagede Eris) er indforstået med at reducere antallet af planeter til otte. Imidlertid har en række astronomer som Alan Stern kritiseret definitionen af IAU.
Stern hævder, at ligesom Pluto, Jorden, Mars, Jupiter og Neptun heller ikke rydder deres orbitale zoner fuldstændigt. Jorden drejer sig om solen med 10.000 asteroider nær jorden, som Stern vurderer modsiger rydningen af jordens bane. I mellemtiden ledsages Jupiter af 100.000 trojanske asteroider på sin banebane.
I 2011 henviste Stern til Pluto som en planet og betragtede andre dværgplaneter som Ceres og Eris såvel som store måner som komplementære planeter. Imidlertid hævder andre astronomer, at selvom de store planeter ikke rydder deres kredsløb, har de fuldstændig kontrol over banerne på andre kroppe inden for deres kredsløbszone.
En anden kontroversiel anvendelse af den nye definition af planeter vedrører planeter uden for solsystemet. Metoder til detektion af ekstrasolare genstande bestemmer ikke direkte, om et objekt rydder banen, kun indirekte. Som et resultat godkendte IAU i 2001 separate "funktionsdefinitioner" for ekstrasolare planeter, herunder det tvivlsomme kriterium: "Den mindste masse / størrelse, der kræves for at et extrasolar objekt kan betragtes som en planet, skal matche de parametre, der accepteres for solsystemet."
Selvom ikke alle medlemmer af IAU var for at vedtage denne definition af planeter og dværgplaneter, meddelte NASA for nylig, at de vil bruge de nye retningslinjer, der er fastlagt af IAU. Ikke desto mindre er debatten om beslutningen fra 2006 endnu ikke stoppet, og vi kan godt forvente yderligere udvikling på denne front, når flere "dværgplaneter" opdages og identificeres.
Det er ret let at definere en dværgplanet efter IAU-standarder, men montering af solsystemet i et tredelt klassificeringssystem bliver vanskeligere, når vores forståelse af universet udvides.
Ilya Khel
