Астрономи запропонували новий спосіб класифікації планет

Прийняті у 2006 році критерії визначення статусу «планета» не підходять для світів, що знаходяться за межами Сонячної системи. Команда вчених із США знайшла розв’язання цієї проблеми. Вони запропонували математичну формулу, що дозволяє швидко класифікувати планети навколо інших зірок. Новий метод застосовний і до нашої системи: він зберігає в ній всі вісім планет, але Плутон, як і раніше, залишає «за бортом».

На початку 2005 року під час пошуку транснептунових об’єктів група американських астрономів 
відкрила небесне тіло, яке згодом назвали Ерідою. Відразу після відкриття у світі вчених почалися гарячі суперечки, вважати Еріду десятою планетою чи ні. За початковими оцінками, вона перевершувала за розміром дев’яту планету Сонячної системи Плутон (лише в 2011 році вчені довели, що Еріда трохи менша за нього).

Дискусії тривали майже рік і закінчилися 2006-го, на конференції в Празі, організованій Міжнародним астрономічним союзом. Тоді астрономи дійшли висновку, що таких об’єктів, як Еріда може існувати десятки, тому затвердили нові критерії, яким має відповідати небесне тіло для набуття статусу «планета». В результаті і Еріді не надали цей статус, і вирішили, що йому не відповідає Плутон.

Згідно з колишнім визначенням, до планети потрібно відносити об’єкт, який: 

• має достатню масу, щоб під впливом власної гравітації набути форми, близької до округлої; 
• При цьому звертається по орбіті навколо Сонця; 
• Не супутник.

На конференції у 2006 році дослідники додали ще один пункт: об’єкт повинен домінувати на своїй орбіті, поряд з ним не повинно бути інших тіл, крім його супутників. Еріда та Плутон відповідали лише першим трьом критеріям, але не останньому. Тоді ж фахівці ввели поняття карликової планети і в цей розряд перевели два вищезгадані небесні тіла. 

Прийняті стандарти обмежувалися лише Сонячною системою і ніяк не торкалися тіла поза її межами — екзопланети, що викликало критику з боку багатьох учених, які наполягали на перегляді нових критеріїв. 

Група американських астрономів під керівництвом Жан-Люка Марго (Jean-Luc Margot) з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі запропонувала набагато простіший спосіб визначати статус планети, заснований на масі. Вчені вважають, що планетою має називатися будь-яке тіло, яке обертається навколо зірки або її залишку і має масу, що перевищує масу Юпітера на 0,005 відсотка або в 13 разів меншу.

На думку дослідників, нижня межа — 10? кілограмів, це золота середина між масою карликових планет і планет Сонячної системи. Верхня межа — 2.5×10²⁸ кілограмів, щось середнє між планетою та зіркою, межа, на якій починається ядерний синтез та спалюється дейтерій. У 2022 році екзопланету із ймовірним ядерним синтезом виявила міжнародна команда вчених.

Критеріям, запропонованим командою Марго, відповідають не лише всі відомі екзопланети, яких на липень 2024 року налічується близько 5,7 тисячі, а й планети нашої системи. Цей метод «зберігає» у ній усі вісім тіл, але виключає Плутон. 

Однією з головних проблем у визначенні статусу планети, прийнятого Міжнародним астрономічним союзом у 2006 році, є те, що астрономи не можуть знати напевно, чи є на орбіті потенційної планети інші відносно великі тіла. Іншими словами, вченим важко спостерігати, чи вільний її простір від масивних об’єктів.

Щоб з’ясувати, чи може гіпотетична планета домінувати на своїй орбіті, Марго та його колеги скористалися математичною формулою, пов’язаною з масою планети та відстанню до її зірки. Ця формула допомагає з’ясувати, чи присутні на околицях планети об’єкти меншого розміру на зразок Плутона, Еріди та Церери. Важливо, що цього способу достатньо лише математичних обчислень, не вимагає астрономічних спостережень.

Цікаво, що метод команди Марго передбачає дослідження гідростатичної рівноваги, тобто виміру ступеня сферичності планети, те, наскільки її форма близька до округлості, але це найважливіша вимога Міжнародного астрономічного союзу.

«Сферичність екзопланет та невеликих тіл у Сонячній системі досить важко виміряти. Об’єкти, які домінують на своїй орбіті, зазвичай завжди будуть округлими, а їх маса більша за мінімальне значення — 10 ²³ кілограмів», — пояснив Марго. 

Результати дослідження американських астрономів опубліковані на сайті електронного архіву препринтів arXiv. У серпні 2024 року команда вчених представить їх на Міжнародній астрономічній конференції в Кейптауні (Південна Африка). Марго сподівається, що на наступній конференції у 2027 році спосіб визначення статусу «планета», запропонований його командою, Міжнародний астрономічний союз вибере основним.