klassrum över hela världen fick några dåliga nyheter den 24 augusti 2006. Pluto-den himmelska kroppen upptäcktes 1930 och namngavs av en 11-årig flicka,” pizzor ”på planeten mnemonic”Min mycket utbildade mor just tjänat oss nio pizzor ”—hade officiellt drabbats av solsystemets familj av planeter och omklassificeras som en ” dvärgplanet.”
upptäckten av det något mer massiva objektet Eris inspirerade Internationella Astronomiska unionens (IAU) beslut., Förespråkare av förändringen insisterade på att om Pluto fick behålla etiketten ”planet”, så borde också liknande stora objekt-som Ceres, till exempel, som sedan betraktades som en stor asteroid.
en dvärgplanet, genom IAU: s nya definition, måste direkt omloppa solen. Det måste vara massivt nog för gravitationen att dra den i en ungefär sfärisk form. Men till skillnad från vanliga planeter har dvärgplaneter inte rensat andra mindre himmelska skräp ur sin orbitalbana.,
När fler objekt upptäcktes, Plutos nya etikett” dwarf planet ” fastnade. Då började skämten.
Facebook gruppsidor dök upp, med snarky titlar på ”när jag var i din ålder, Pluto var en planet!”Angry Pluto entusiaster skrev hate mail till astronomen Mike ”Pluto Killer” Brown, en av de forskare som hittade Eris., Astrofysiker Neil deGrasse Tyson, en stark förespråkare för dwarf planet-etiketten, fick sin egen ström av hatpost från krossade 6-åringar; Twitter-användare skadar fortfarande på honom ibland.
@Neiltyson Quick question from a HS Student: Vad ger dig rätt att demotera #pluto? Vilka upptäckter har du gjort?, # realtalk
— Matthew Brewer (@mbrewer_sl) 4 februari 2016
även om vissa anser omklassificeringen en ”demotion”, Pluto och dess kusiner Ceres, Makemake, Eris, Haumea och andra fortsätter att blända forskare med sina konstiga egenskaper och överraskande Geologi. Men kanske mer kritiskt spårar dessa dvärgplaneter också ett spår av vetenskapliga brödsmulor som forskare kan följa tillbaka i tid för att förstå solsystemets ursprung.,
”Jag gillar att tänka på att Pluto är dvärgplaneten som visade oss hur solsystemets arkitektur kom att bli”, säger Renu Malhotra, en planetarisk forskare vid University of Arizona Lunar och Planetary Laboratory.
här är sex sådana uppenbarelser om solsystemet som vi fick från att studera dvärgplaneter.
dvärgplaneter är lika komplexa som vanliga planeter
När den nya Horisontsonden passerade Pluto för mer än ett år sedan hittade forskare ett komplext system med områden av geologiskt ung yta och bevis på aktiv Geologi., Pluto, bilderna avslöjade, var inte bara en bit av rock som kretsar i rymden. ”Även jag underskattade vad vi skulle hitta”, säger Alan Stern, chefsutredare för New Horizons-uppdraget.
Pluto fortsätter att bedöva forskare med sina oväntade ytfunktioner, men dess nyligen avslöjade komplexitet är bara början. Makemake har ingen atmosfär. Haumea snurrar snabbare än något annat känt stort objekt i solsystemet. Eris kan ha en tunn, isig yta. Ceres är värd mystiska ljusa fläckar.
”det faktum att dessa objekt kan vara lika komplicerade som markplaneter är en rubrik”, sa Stern. ”Det ska skrivas i så stor en punktstorlek som vi kan skriva det, för det var helt oväntat.,”
dvärgplaneter avslöjar Neptunus Orbital Ursprung
genom att studera det särskilda orbitalförhållandet mellan Pluto och Neptunus, upptäckte forskare hur Neptunus kom till sin nuvarande position i solsystemet., De två kropparna är oupplösligt låsta i en orbital resonans: varje gång Neptunus kretsar runt solen tre gånger, kretsar Pluto två gånger, vilket innebär att även om Pluto ibland kan korsa Neptunus orbitalbana, kommer de aldrig att träffas.
forskare har alltid känt till denna resonans, men det var Malhotra som insåg dess betydelse. I ett 1995-papper beräknade Malhotra att det enda sättet Neptunus och Pluto kunde ha hamnat i denna resonans var om de båda hade bildats närmare solen och migrerade sedan ut.,
forskare teoretiserar att i de tidiga dagarna av solsystemet migrerade gasjättarna, Jupiter, Saturnus, Neptunus och Uranus inåt mot solen och slog ut kvarvarande skräp. Denna gravitationspress på planetariska skräp slutade också att ändra planeternas banor och skicka Neptunus längre ut. Neptunus gravitationskraft mötte Plutos, och de två kropparna sköt och drog mot varandra tills de föll i en resonansbana. Astronomer upptäckte samma effekt i andra kroppar, inklusive en ny dvärgplanet som tillkännagavs till världen i år.,
dvärgplaneter ger oss en titt in i det tidiga solsystemet
dvärgplaneter är praktiska guider till det gamla solsystemet. Till exempel har alla kuiperbältets dvärgplaneter—Pluto, Haumea, Makemake och Eris—månar som forskare misstänker bildas av kollisioner med hög effekt, säger Scott Sheppard, en astronom vid Carnegie Institution for Science i Washington, D. C., Haumea är i synnerhet det enda kända Kuiperbältesobjektet för att ha en ”familj” som kretsar tillsammans med Haumea och dess månar, vilket innebär att skräpet som sparkades av en inverkan för länge sedan inte hade tillräckligt med energi för att undkomma Haumeas gravitationskraft.
förekomsten av sådana månar är ytterligare bevis på en tidig period av ”sen tung bombardemang” av föremål i solsystemet. Forskare tror att under denna tid, ungefär 3,8–4 miljarder år sedan, skickade gravitationsinteraktioner mellan Jupiter, Saturnus och Neptunus kometer och asteroider som sprawlade över solsystemet för att kollidera med planeter.,
under de senaste 2 åren har Ceres också tillhandahållit olika fönster i det förflutna. År 2015 ledde NASA: s Gryningssond till dvärgplaneten efter att ha besökt asteroiden Vesta. Där upptäckte forskare ammoniakrika leror i Ceres yta.
ammoniak i sig är inte stabil vid de temperaturer som finns på Ceres (130-200 kelviner), men det är rikligt i det yttre solsystemet. Så hur kom molekylen dit? Forskare har formulerat olika hypoteser, säger Carol Raymond, biträdande rektor utredare för Dawn., Antingen Ceres bildas i det yttre solsystemet, under dess tidiga dagar, och fick sparkas inåt av en kaotisk migration av gasjättarna, eller Ceres bildas i asteroidbältet, och på något sätt ammoniakrika material från det yttre solsystemet gjort sin väg inåt.
ytterligare studier av Ceres kommer att bidra till att klargöra detaljer om solsystembildning, sade Raymond.,
dwarf Planet kandidater hjälpte forskare ”hitta” Planet 9
tack vare en handfull skräp som kretsar längre bort än Pluto, forskare i år funnit bevis för att en stenig, Neptune-storlek planet kan lurar bortom blicken av även våra mest kraftfulla teleskop.
berättelsen började 2003, när Brown och hans team vid California Institute of Technology (Caltech) upptäckte Sedna, en dvärgplanetkandidat som kretsar långt bortom Kuiperbältet, Plutos grannskap med stora, isiga kroppar 30 astronomiska enheter (AU) bort., Sedna upprätthåller en stadig omloppsbana och kommer inom endast 76 AU av solen på sitt närmaste tillvägagångssätt.
sedan dess har forskare hittat flera flera objekt nära Sedna, inklusive 2012 VP113, som har hittats av Sheppard och kollega Chad Trujillo av Hawaii ’ s Gemini-Observatoriet. Paret märkte att deras nya objekt och resten av dessa avlägsna objekt hade liknande, stadiga banor.,
tillbaka på Caltech, efter att ha läst Sheppards och Trujillos arbete, bestämde Brown och hans kollegor sig för att hitta orsaken till sådan kluster, och efter många timmars övervakning över modeller och simuleringar föreslog de officiellt att endast en planet-storlek kropp kunde utöva tillräckligt gravitationskraft för att hålla det avlägsna klustret av dvärgplanetstora föremål i stadiga banor. Denna hypotesiserade planet ansågs Planet 9 (ibland kallad Planet X).
”just nu gör vi undersökningar som försöker hitta fler dvärgplaneter”, sa Sheppard., ”Om vi hittar fler och fler av dessa, kan de leda oss till de mycket större, stora Planet X.”
Ceres (vi hoppas) kommer att hjälpa oss att förstå isiga Ocean månar
Kuiper bälte dvärgplaneter är inte det enda som håller forskare upptagen. Dawn mission forskare upptäckte nyligen att regioner av Ceres innehåller högre koncentrationer av karbonatmineraler än någonstans utanför jordens havsbotten. Dessa mineraler avslöjar att Ceres är som en” fossiliserad ” havsvärld, förklarade Raymond. De kan vara resterna av ett stort hav som en gång fanns på dvärgplaneten.,
i Ceres geologiskt unga Occatorkrater räknade forskare ut att mystiska ljusa fläckar kommer från natriumkarbonat, ett starkt reflekterande mineral som finns i hydrotermiska miljöer under jordens oceaner. Det betyder att hydrotermiska processer någon gång i Ceres historia måste ha drivit detta material till ytan, sa Raymond.
om hydrotermiska processer bekräftas, kan Ceres yta vara analog med de nuvarande sjöfolken under solsystemets istäckta månar., Astrobiologer längtar efter att kika under de isiga skalen av Jupiters och Saturnus månar Europa och Enceladus eftersom det finns stora hav under, och livet behöver vatten att föröka sig.
Ceres liknar dessa månar eftersom 25% av dvärgplaneten är vattenisen. Dessutom är dess sjömanstypsförhållanden ”där alla element som är nödvändiga för habitability uppträder tillsammans”, sa Raymond.
dvärgplaneter är produktiva
Pluto har en speciell plats i Internets kollektiva hjärta men kanske inte så speciellt i solsystemet., För närvarande finns det sex dvärgplaneter som officiellt utsetts av IAU: Pluto, Ceres, Eris, Makemake, Haumea och 2015 rr245, upptäckt i Juli. Eftersom forskare började titta djupare in i Kuiperbältet, har de hittat minst 20 mer lika stora föremål, sa Sheppard.
Och det kan finnas dussintals mer ute. ”Vi upptäckte att dvärgplaneter är den folkrikaste klassen i solsystemet”, sa Stern. Andra solsystem kan vara som våra också, tillade han.
denna population uppenbarelse, tillsammans med den överraskande geologiska och atmosfäriska komplexiteten som finns på dvärgplaneter, innebär att fältet kan vara ”i början av ett paradigmskifte och en revolution”, sa Stern., Kanske fortsatte han, det är de klassiska stora planeterna som är” oddballs ” av planetbildning.
han undrar, ” vem är misfit nu?”
—JoAnna Wendel, Staff Writer
korrigering, 18 augusti 2016: det här inlägget uppdaterades för att återspegla att dvärgplaneter kan vara vanliga i andra solsystem.