Редкое затмение поссорило Плутон с плутоидом

Два каменистых заледеневших мира, обитающих на задворках Солнечной системы, оказались практически идентичны по величине. За курьёзным, на первый взгляд, совпадением кроется удивительная тайна: несмотря на внешнее сходство, строение этих объектов отличается радикально и объяснения такому расхождению пока нет.

6 ноября 2010 года карликовая планета Эрида прошла перед слабой звёздочкой в созвездии Кита. С учётом огромного числа звёзд на небе это могло быть рядовым событием, но нет: Эрида довольно мала и удалена от нас на расстоянии в 14 миллиардов километров, так что затмение ею звезды — вещь крайне редкая.

Тень от крохотной планеты, пробежавшая по поверхности Земли, была в пять раз меньше, чем диаметр нашего родного дома. И хотя пересечение на небесной сфере Эриды и звезды было предсказано заранее, из-за некоторой неопределённости в траектории тени можно сказать: звездочётам повезло, что событие оказалось запечатлённым камерами.

Предсказанный путь тени от Эриды удачно пересёк Южную Америку (иллюстрация с сайта mikebrownsplanets.com).

Сразу три группы астрономов из Европы и Южной Америки сумели заснять затмение при помощи 60-сантиметрового телескопа в обсерватории Ла-Силья (La Silla), а также 40- и 50-сантиметровых аппаратов обсерватории в Сан-Педро-де-Атакама (San Pedro de Atacama Celestial Explorations).

В первом случае затмение длилось 27 секунд, во втором 76 с. Зная скорость перемещения Эриды по небосводу и расстояние до неё, каждое такое исчезновение звезды давало длину одной хорды, проведённой через диск крошечного мира. А вот затмение, снятое с двух точек, да ещё отстоящих друг от друга на 740 километров, уже даёт диаметр небесного тела (в том, что оно очень близко по форме к сфере, сомневаться не приходится).

Правда, всё это с поправкой на погрешность. Ведь кривые блеска звезды, записанные аппаратурой, не идеальны и дают небольшую свободу в вычислении времени. И главное — съёмка велась чередой кадров с большой выдержкой, а значит, в расчёты добавляется ошибка длиной в интервал между снимками.

Яркая точка в центре кадра исчезает на время. Так выглядит в телескоп прохождение Эриды перед звездой. Серые и чёрные пятна – шумы (кадры Atacama Celestrial Explorations Observatory).

И вот оказалось, что Эрида чуть меньше, чем принято считать. Спланировавший наблюдение Бруно Сикарди (Bruno Sicardy) из Парижской обсерватории (Observatoire de Paris) полагает, что планетка в диаметре не больше 2320-2340 километров. А это хоть немножко, но меньше, чем поперечник Плутона (2344 км).

Получается, корону первенства в величине среди пятёрки карликовых планет пора вновь отдать богу подземного мира? Ещё не ясно. Мало того что нынешний замер Эриды обладает некой погрешностью, так ведь и диаметр Плутона астрономы "исправляют" до сих пор. Указанное выше число, к примеру, обладает допуском "плюс-минус 20 км".

Дело, однако, вовсе не в том, кого поставить на первую строчку в рейтинге, а кого на вторую. Хотя точный диаметр Эриды остаётся предметом дискуссий, никто не оспаривает, что масса "десятой планеты" более чем на четверть превышает массу Плутона. Отсюда следуют интересные выводы. Но сначала – краткое отступление.

Орбитальный период Дисномии составляет 15,77 дня. Диаметр спутника – примерно 170 километров (иллюстрация NASA, erisplanet.blogspot.com).

Астроном Майкл Браун (Michael E. Brown) из Калифорнийского технологического института, один из первооткрывателей Эриды, вспоминает, что сперва диаметр нового мира оценили по тепловому излучению. Получилось 3 тысячи километров, плюс-минус 300 км.

Потом пришёл снимок с телескопа Hubble. На нём далёкая планетка занимала всего несколько пикселей, так что погрешность получалась приличная. Тем не менее появилась ещё одна оценка диаметра: 2400 км с погрешностью в 100 км. "Скорее всего, она чуть-чуть больше Плутона", — довольно потирали руки учёные.

И этот вывод выглядел очень логичным: Эрида на 25-27% массивнее, потому что на 5-7% крупнее. Предполагалось, что оба тела устроены схожим образом, и не было никаких оснований считать иначе. Средняя плотность Эриды (2,22-2,3 грамма на кубический сантиметр) так "красиво" оказывалась близкой к средней плотности Плутона (2 г/см³) и ряда других тел пояса Койпера.

Теперь же Эрида "похудела". Заодно открытие привело к переоценке её отражающей способности (выше 90%). Кроме того, астрономы считают, что ось вращения Эриды в данное время указывает на Солнце и потому, мол, её освещённая сторона нагрета сильнее, чем было бы при смене дня и ночи. А это привело к переоценке диаметра, когда его пробовали измерить по тепловому излучению.

Итак, теперь средняя плотность возмутительницы спокойствия оценивается минимум в 2,5 г/см³, а скорее и выше. Вывод: Плутон и Эрида — совсем разные по начинке тела.

В первом после скального центра идёт весьма солидный слой водного льда, снаружи сдобренного тонким слоем замёрзшего азота и метана. Богиня раздора, напротив, почти полностью состоит из скальной породы, лишь с тонким слоем различных видов льда на поверхности. Как два объекта, настолько похожие внешне и, вероятно, имеющие сходное происхождение, оказались столь отличны внутри? Браун честно заявляет: "Понятия не имею".

Беспокойство учёных вызывает ещё одно обстоятельство. Два других весьма крупных обитателя внешних пределов Солнечной системы — карликовая планета Хаумеа и транснептуновый объект Квавар — тоже, по всей видимости, состоят преимущественно из камня с тонким слоем льда снаружи. Их средняя плотность по последним вычислениям находится в районе 3 г/см³.

Ранее астрономы готовы были объявить указанную парочку исключением и соорудить для неё особые гипотезы образования. Но тут поспевает Эрида. "Тенденция делать специальные объяснения становится неприятной", — заключает Майкл.