Карликовая планета Эрида оказалась более мягкой, чем ожидалось
Профессор планетарных наук Калифорнийского университета в Санта-Крусе Фрэнсис Ниммо недавно стал соавтором статьи Science Advance о внутренней структуре карликовой планеты Эрида, которая размером с Плутон, но примерно на 50% дальше от Солнца. Открытие Эриды в поясе Койпера за Нептуном в 2005 году вызвало дебаты, которые в конечном итоге переклассифицировали Плутон как карликовую планету. Определено, что Эрида имеет скалистое ядро, окруженное слоем льда. Эта внешняя ледяная оболочка, вероятно, является конвекционной, в отличие от проводящей оболочки Плутона. Ядро содержит радиоактивные элементы, и они выделяют тепло, которое выходит наружу. Это приводит к медленному взбалтыванию льда и Эрида ведет себя не как твердый объект, а скорее как мягкий сыр или что-то в этом роде. Она имеет тенденцию немного течь.
Изображение скалистого ядра и ледяной оболочки Эриды на иллюстрированном фоне от НАСА.
Фото: Калифорнийский университет в Санта-Крус.
Ниммо посетил Майкла Брауна — одного из первооткрывателей Эриды — в Калифорнийском технологическом институте около шести месяцев назад и понял, что некоторые из новых, неопубликованных данных Брауна могут помочь раскрыть информацию о свойствах Эриды.
Следующие несколько месяцев они работали над моделями и опубликовали свои результаты в статье Science Advances. Две основные части информации привели к их результатам.
Первая важная подсказка заключается в том, что Эрида и ее спутник Дисномия всегда обращены друг к другу в одну сторону.
«Это происходит потому, что большую планету раскручивают приливы, которые поднимает на нее маленькая луна», — объяснил Ниммо. «Чем больше луна, тем быстрее вращается планета».
Исследователи могут использовать характеристики вращения и орбиты планет и их спутников, чтобы сделать выводы о свойствах их внутренних структур. Но до недавнего времени у учёных не было оценки размера дисномии.
Неопубликованные на тот момент данные Брауна изменили ситуацию, показав, что масса спутника Эриды должна быть ниже определенной массы. Этот верхний предел массы предоставил вторую важную информацию.
«И как только вы это узнаете, вы сможете приступить к реальным расчетам», — сказал Ниммо.
Главный и неожиданный результат модели Ниммо и Брауна заключается в том, что Эрида на удивление рассеяна, или «мягка».
Соавторы определили, что Эрида имеет скалистое ядро, окруженное слоем льда. Эта внешняя ледяная оболочка, вероятно, является конвекционной, в отличие от проводящей оболочки Плутона.
«Ядро содержит радиоактивные элементы, и они выделяют тепло. И затем это тепло должно каким-то образом выходить наружу», — объяснил Ниммо. «Поэтому, когда тепло уходит, оно приводит к медленному взбалтыванию льда».
Поэтому Эрида ведет себя не как твердый объект, а «скорее как мягкий сыр или что-то в этом роде. Она имеет тенденцию немного течь», — сказал Ниммо.
Будущие данные
Верхний предел массы Дисномии был получен в результате измерений, проведенных радиотелескопом Большой миллиметровой решетки Атакамы (ALMA). Ниммо надеется, что вскоре более точные измерения массы помогут усовершенствовать модель.
«Если Дисномия меньше этого размера, то Эрис еще более мягкая», — сказал он.
Дополнительные данные о форме Эриды помогут проверить модель, созданную Ниммо и Брауном.
«Мы подчеркиваем, что Эрида должна быть довольно гладкой, потому что, если на поверхности есть какая-то топография, лед будет течь, и эта топография исчезнет», — сказал Ниммо. «Поэтому было бы неплохо получить некоторые измерения формы Эриды, потому что, если она очень неправильная, это не согласуется с нашей моделью».
Эрида настолько далека от Земли, что отображается в виде одного пикселя, поэтому, чтобы восстановить ее форму, ученым придется наблюдать, как планета проходит перед звездами.
«Звезда мигает, а затем возвращается, и это говорит о том, насколько широка Эрида в этот момент. И если вы проделаете это с целой группой звезд, то вы действительно сможете восстановить форму», — объяснил Ниммо. «Я надеюсь, что люди действительно это делают, я просто не знаю, делают ли они это».
