Макемаке

Эта статья — о карликовой планете. О божестве рапануйской мифологии см. Маке-маке.

Макемаке
Фото с телескопа «Хаббл»
Другие названия	2005 FY9
Открытие
Первооткрыватель	Майкл Браун, Чедвик Трухильо, Дэвид Рабиновиц
Дата открытия	31 марта 2005
Орбитальные характеристики
Эпоха: 14 марта 2012 года JD 2456000.5
Перигелий	38,050866 а. е.
Афелий	52,821736 а. е.
Большая полуось (a)	45,436301 а. е.
Эксцентриситет орбиты (e)	0,16254481
Сидерический период обращения	111867 сут (306,28 года)
Орбитальная скорость (v)	4,419 км/с
Средняя аномалия (Mo)	153,854714°
Наклонение (i)	29,011819 °
Долгота восходящего узла (Ω)	79,305348°
Аргумент перицентра (ω)	296,534594°
Спутники	нет
Физические характеристики
Размеры	1360—1480 км
Экваториальный радиус	1502 ± 45  км
Полярный радиус	1430 ± 9  км
Площадь поверхности (S)	~6 300 000 км²
Объём (V)	~1,5·109 км³
Масса (m)	~3·1021 кг
Средняя плотность (ρ)	1,7±0.3 г/см³ (предполагаемая)
Ускорение свободного падения на экваторе (g)	~0,4 м/с²
Вторая космическая скорость (v2)	~0,75 км/с
Период вращения (T)	7,771±0,003 часа
Наклон оси	неизвестен
Альбедо	0,77±0,03 0,782+0,103−0,086 (геометрическое)
Cпектральный класс	B-V=0,83, V-R=0,5[1]
Видимая звёздная величина	16,7 (противостояние)
Абсолютная звёздная величина	−0,44
Температура
На поверхности	30—35 К (на основании альбедо)
Атмосфера
Атмосферное давление	<12·10−9 атм

Макемаке (136472 Makemake по каталогу ЦМП^[2]) — третья по величине карликовая планета Солнечной системы. Относится к транснептуновым объектам, плутоидам. Является крупнейшим из известных классических объектов пояса Койпера.

История открытия

Предыстория

Несмотря на то, что Макемаке — довольно яркий объект и мог быть открыт гораздо раньше, по многим причинам этого не случилось. В частности, обнаружить транснептуновый объект при поиске астероидов и комет маловероятно, поскольку скорость движения ТНО на фоне звёзд крайне мала. Но Макемаке долгое время не могли найти ни при поисках Плутона в 1930 году, ни при специализированных поисках ТНО, начавшихся в 1990-е, так как поиски малых планет проводятся главным образом относительно близко к эклиптике из-за того, что вероятность обнаружить новые объекты в этой области максимальна.^[3] Но Макемаке имеет большое наклонение — на момент своего открытия он был высоко над эклиптикой, в созвездии Волосы Вероники.^[4]

Открытие

Макемаке был открыт группой американских астрономов. В неё входили: Майкл Браун (Калифорнийский технологический институт), Дэвид Рабиновиц (Йельский университет) и Чедвик Трухильо (Обсерватория Джемини).^[5] Группа использовала 122-сантиметровый телескоп имени Самуэля Ошина со 112 ПЗС-матрицами, который расположен в Паломарской обсерватории, а также специальную программу для поиска движущихся объектов на снимках.

Макемаке был впервые отмечен 31 марта 2005 года на снимке, сделанном в 6:22 UTC того же дня с помощью телескопа имени Самуэля Ошина.^[6] На момент открытия в марте 2005 года он находился в противостоянии в созвездии Волосы Вероники^[4] и имел звёздную величину 16,7 (по сравнению с 15 у Плутона).^[7][8] Позже объект был найден на снимках, сделанных ещё в начале 2003 года. Заявление об открытии было официально опубликовано 29 июля 2005 года,^[6] одновременно с заявлением об открытии заявлено об открытии другой карликовой планеты, Эриды.

Название

При регистрации открытия объекту было присвоено обозначение 2005 FY₉.

Открывшая объект группа астрономов дала ему прозвище «Пасхальный кролик» (англ. Easterbunny). Майкл Браун объяснил это следующим образом^[9]:

Три года — это долгий срок, чтобы иметь только табличку с номером вместо имени, поэтому бо́льшую часть времени мы просто называли этот объект «Пасхальный кролик» в честь того факта, что он был открыт всего через несколько дней после Пасхи 2005 года.

Оригинальный текст  (англ.)  

Three years is a long time to have only a license plate number instead of a name, so for most of the time, we simply refered to this object as «Easterbunny» in honor of the fact that it was discovered just a few days past Easter in 2005.

7 сентября 2006 года одновременно с Плутоном и Эридой он был включён в каталог малых планет под номером 136472.^[10]

В соответствии с правилами МАС, классическим объектам пояса Койпера (кьюбивано) присваивается имя, связанное с сотворением.^[11] Майкл Браун предложил назвать его в честь Маке-маке — создателя человечества и бога изобилия в мифологии рапануйцев, коренных жителей острова Пасхи.^[12] Это название было выбрано отчасти для того, чтобы сохранить связь объекта и Пасхи.^[9] 18 июля 2008 года 2005 FY₉ было присвоено название Макемаке (лат. Makemake).^[13] Одновременно с присвоением названия он был включён в число карликовых планет, став четвёртой по счёту карликовой планетой и третьим плутоидом, наряду с Плутоном и Эридой.^[14]

Орбита

Орбиты Макемаке (голубая) и Хаумеа (зелёная), сопоставленные с орбитой Плутона (красная) и эклиптикой (серая). Перигелий (q) и афелий (Q) отмечены датами прохождения. Положение планет на апрель 2006 года отмечено сферами, иллюстрирующими относительный размер и разницу в альбедо и цвете

Орбита Макемаке отслежена по архивным снимкам вплоть до 1955 года.^[15][16] Она наклонена к плоскости эклиптики под углом 29°, умеренно вытянута — её эксцентриситет равен 0,162, а большая полуось составляет 45,44 а. е. (6,8 млрд км).^[15] Таким образом, максимальное расстояние от Макемаке до Солнца составляет 52,82 а. е. (7,9 млрд км), минимальное — 38,05 а. е. (5,69 млрд км).^[15] Следовательно, периодически он может находиться ближе к Солнцу, чем Плутон, но при этом не входит внутрь орбиты Нептуна. Своим высоким наклонением и умеренным эксцентриситетом орбита Макемаке сходна с орбитой другой карликовой планеты — Хаумеа, однако она несколько дальше от Солнца по своей большой полуоси и перигелию.

Согласно классификации ЦМП, Макемаке относится к классическим объектам пояса Койпера (называемым также кьюбивано).^[17] В отличие от плутино, которые находятся с Нептуном в резонансе 2:3, кьюбивано обращаются на достаточном удалении от Нептуна, чтобы не подвергаться создаваемым им гравитационным возмущениям, что позволяет их орбитам оставаться устойчивыми на протяжении всего существования Солнечной системы.^[18][19] Такие объекты движутся вокруг Солнца по планетоподобным орбитам (они проходят близко к плоскости эклиптики и почти круговые, как у планет). Однако Макемаке — член «динамически горячего» класса классических объектов пояса Койпера, поскольку он имеет высокое наклонение по сравнению с остальными членами группы. Поэтому некоторые астрономы классифицируют Макемаке как объект рассеянного диска.^[20][21]

Снимок Макемаке, сделанный 26 ноября 2009 года через 61-сантиметровый телескоп (звёздная величина 16,9^m)

По состоянию на 2012 год Макемаке находится в 52,2 а. е. (7,8 млрд км) от Солнца,^[4][7] вблизи точки афелия, которой достигнет в апреле 2033 года.^[4]

Абсолютная звёздная величина Макемаке составляет −0,44^m.^[15] Его видимый блеск в 2012 году равен 16,9^m,^[7] то есть Макемаке — второй по яркости из известных объектов пояса Койпера после Плутона.^[22] Он достаточно ярок для того, чтобы его можно было заснять через мощный любительский телескоп с апертурой 250—300 мм.^[23]

Период обращения Макемаке вокруг Солнца составляет 306 лет.^[15] Соответственно, ближайшее прохождение перигелия произойдёт в 2187 году (последний раз это произошло в 1881 году^[15][16]). В это время его видимая звёздная величина достигнет 15,5^m.^[7] что лишь немного меньше яркости Плутона, с которым они будут находится почти на одном расстоянии от Солнца.^[24]

Физические характеристики

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.
Изображения объектов — ссылки на статьи.

Размер Макемаке точно не известен. По приблизительной первоначальной оценке, его диаметр — три четверти от диаметра Плутона.^[25]

В 2007 году были опубликованы результаты измерения диаметра и альбедо Макемаке, выполненные при помощи инфракрасного космического телескопа Спитцер. Согласно этим измерениям, диаметр Макемаке оказался равен 1500⁺⁴⁰⁰₋₂₀₀ км, а альбедо — 0,8^+0,1_−0,2.^[26]

Измерения размеров объекта, проведённые в 2010 году при помощи инфракрасной космической обсерватории Гершель, показали, что его диаметр лежит в диапазоне 1360—1480 км.^[27]

Таким образом, диаметр Макемаке немного больше, чем у Хаумеа,^[28] что делает его третьим по величине транснептуновым объектом после Эриды и Плутона. Это позволяет уверенно сказать, что Макемаке достаточно велик для того, чтобы прийти в состояние гидростатического равновесия и приобрести форму сплющенного у полюсов сфероида. Поэтому он соответствует определению карликовой планеты.^[29]

Это предположение подтвердилось после наиболее точного измерения размеров Макемаке во время покрытия им очень слабой звёзды NOMAD 1181-0235723 (видимая величина 18,2^m) в созвездии Волосы Вероники, произошедшего в ночь на 23 апреля 2011 года. Событие удалось зарегистрировать пяти обсерваториям в Южной Америке.^[30] В результате было установлено, что экваториальный диаметр Макемаке составляет 1502 ± 45 км, полярный — 1430 ± 9 км.^[31]

Масса Макемаке точно не установлена. Наличие спутника позволило бы простым методом измерить массу объекта, поэтому отсутствие спутника осложняет получение точных данных о массе Макемаке.^[22] Если предположить, что его плотность равна средней плотности Плутона — 2 г/см³, то массу Макемаке можно оценить в 3·10²¹ кг (0,5 % от массы Земли). Из данных по покрытию звезды планетой получена относительно грубая оценка плотности объекта: 1,7 ± 0,3 г/см^3[31].

Период вращения Макемаке точно не известен. В 2007 году был опубликован анализ кривой блеска, построенной при помощи телескопов в обсерваториях Сьерра-Невада и Калар-Альто. Согласно этим данным, Макемаке имеет два периода изменения блеска: 11,24 и 22,48 ч. Исследователи сочли, что второе скорее соответствует периоду вращения.^[32]

По опубликованным в 2009 году данным исследования блеска Макмаке при помощи телескопа имени Койпера в обсерватории Стюарда, период его вращения составляет 7,771±0,003 часа.^[33] Этот результат хорошо согласуется с опубликованными в 2010 году результатами анализа блеска Макемаке в 2005—2007 годах, в соответствии с которым период вращения объекта составляет 7,65 часа.^[34]

Наклон оси вращения Макемаке неизвестен.^[35]

Химический состав

Макемаке в представлении художника

С учётом того, что альбедо Макемаке около 0,7, при нынешнем расстоянии от Солнца равновесная температура на его поверхности составляет около 29 К (−244 °C), а в ближайшей к Солнцу точке орбиты температура может достигать 34 К (−239 °C).^[20]

При исследовании Макемаке космическими телескопами «Спитцер» и «Гершель» было обнаружено, что поверхность Макемаке неоднородна. Хотя бо́льшая часть поверхности покрыта метановым снегом, и величина альбедо там достигает 0,78-0,90, существуют небольшие участки затемнённого ландшафта, которые покрывают 3-7 % поверхности, где альбедо не превышает 0,02-0,12.^[27]

В 2006 году опубликованы результаты анализа спектра Макемаке в диапазоне длин волн 0,35-2,5 мкм посредством телескопов «Уильям Гершель» и «Галилео» в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос. Исследователями было установлено, что его поверхность по химическому составу похожа на поверхность Плутона, в частности, ближний инфракрасный спектр отмечен сильными линиями поглощения метана (CH₄), а в видимом диапазоне преобладает красный цвет, что, по-видимому, связано с присутствием толинов.^[36]

Хотя другое исследование, опубликованное в 2007 году, выявило и существенные различия спектров Макемаке и Плутона, выражающиеся в первую очередь в наличии на Макемаке этана и отсутствии азота (N₂) и угарного газа (CO). Также авторы предположили, что необычно широкие линии метана связаны с тем, что он присутствует на поверхности объекта в форме больших (размером около 1 см) зёрен. Этан, видимо, также образует зёрна, но гораздо более мелкие (около 0,1 мм).^[20]

В 2008 году вышло исследование, доказывающее, что, скорее всего, азот на Макемаке есть. Он присутствует в виде примеси в метановом льду, давая небольшие сдвиги в спектре метана.^[37] Правда, доля азотного льда несравнимо мала с количеством этого вещества на Плутоне и Тритоне, где он составляет почти 98 % коры. Относительный дефицит азотного льда означает, что запасы азота были каким-то образом исчерпаны за время существования Солнечной системы.^[20]

Данные, полученные в 2011 году во время покрытия Макемаке звезды, показывают, что настоящее время эта планета, в отличие от Плутона, не имеет атмосферы.^[38][31] Давление у поверхности планеты на момент наблюдения не превышает 4-12·10⁻⁹ атмосферы. Однако присутствие метана и, возможно, азота делает вероятным существование на Макемаке временной атмосферы, похожей на ту, которая появляется у Плутона в перигелии.^[36] Азот, в случае его наличия, был бы доминирующим компонентом этой атмосферы.^[20] Существование временной атмосферы могло бы дать естественное объяснение дефициту азота на Макемаке: так как притяжение планеты слабее, чем у Плутона, Эриды или Тритона, то большое количество азота, возможно, было унесено планетарным ветром; метан легче, чем азот, и имеет значительно меньшее давление пара при температурах, господствующих на Макемаке (30—35 К), что и препятствует его потере; результат этих процессов — значительно более высокая концентрация метана.^[39]

Спутники

На орбите вокруг Макемаке не было обнаружено ни одного спутника. При этом любой спутник с яркостью хотя бы 1 % от яркости Макемаке был бы обнаружен, если бы находился на угловом расстоянии не ближе 0,4 угловой секунды от этой планеты.^[22] Предполагается, что от 10 до 20 % транснептуновых объектов имеют один или более спутников. Отсутствие спутников отличает Макемаке от других крупных транснептуновых объектов, которые почти все обладают по крайней мере одним спутником: Эрида — одним, Хаумеа — двумя и Плутон — пятью.

Примечания

1. ↑ Snodgrass, Carry, Dumas, Hainaut Characterisation of candidate members of (136108) Haumea's family // The Astrophysical Journal. — 2009-12-16.
2. ↑ Minor Planet Names: Alphabetical List  (англ.). IAU Minor Planet Center. Архивировано из первоисточника 11 февраля 2012.
3. ↑ Solar system’s distant ice-rocks come into focus. World Science (14 сентября 2010). Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 6 февраля 2012.
4. ↑ ^{1 2 3 4} Asteroid 136472 Makemake (2005 FY9). HORIZONS Web-Interface. JPL Solar System Dynamics. Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 16 февраля 2012.
5. ↑ List Of Centaurs and Scattered-Disk Objects. IAU. Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 27 января 2012.
6. ↑ ^{1 2} MPEC 2005-O42. International Astronomical Union (29 июля 2005). Архивировано из первоисточника 11 февраля 2012. Проверено 14 января 2012.
7. ↑ ^{1 2 3 4} AstDys (136472) Makemake Ephemerides. Department of Mathematics, University of Pisa, Italy. Архивировано из первоисточника 11 февраля 2012. Проверено 19 марта 2009.
8. ↑ D. L. Rabinowitz, B. E. Schaefer, S. W. Tourtellotte The Diverse Solar Phase Curves of Distant Icy Bodies. I. Photometric Observations of 18 Trans-Neptunian Objects, 7 Centaurs, and Nereid // The Astronomical Journal. — 2007. — Т. 133. — С. 26—43. — DOI:10.1086/508931
9. ↑ ^{1 2} Mike Brown Mike Brown's Planets: What's in a name? (part 2). California Institute of Technology (2008). Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 16 февраля 2012.
10. ↑ Международный астрономический союз MPC 57592  (англ.). Центр Малых планет (7 September 2006). Архивировано из первоисточника 24 января 2012. Проверено 14 января 2012.
11. ↑ Naming Astronomical Objects  (англ.). IAU. Архивировано из первоисточника 11 февраля 2012. Проверено 27 января 2012.
12. ↑ Dwarf Planets and their Systems. Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN). U.S. Geological Survey (7 ноября 2008). Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 16 февраля 2012.
13. ↑ Международный астрономический союз MPC 63394  (англ.). Центр Малых планет (18 July 2008). Архивировано из первоисточника 11 февраля 2012. Проверено 27 января 2012.
14. ↑ International Astronomical Union (News Release — IAU0806) (2008-07-19). Fourth dwarf planet named Makemake. Пресс-релиз. Проверено 2012-02-16.
15. ↑ ^{1 2 3 4 5 6} База данных JPL НАСА по малым телам Солнечной системы (136472) (англ.)
16. ↑ ^{1 2} Марк В. Буйе. Orbit Fit and Astrometric record for 136472. SwRI (Space Science Department) (5 апреля 2008). Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 16 февраля 2012.
17. ↑ MPEC 2010-H75: Distant Minor Planets. IAU Minor Planet Center (30 апреля 2010). Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 18 февраля 2012.
18. ↑ David Jewitt. Classical Kuiper Belt Objects (CKBOs). University of Hawaii (February 2000). Архивировано из первоисточника 5 августа 2008. Проверено 16 февраля 2012.
19. ↑ J. X. Luu, D. C. Jewitt Kuiper Belt Objects: Relics from the Accretion Disk of the Sun // Ann. Rev. Astron. Astrophys.. — 2002. — Т. 40. — С. 63—101. — DOI:10.1146/annurev.astro.40.060401.093818
20. ↑ ^{1 2 3 4 5} M. Brown, K. M. Barksume, G. L. Blake, E. L. Schaller, D. L. Rabinowitz, H. G. Roe, C. A. Trujillo Methane and Ethane on the Bright Kuiper Belt Object 2005 FY₉ // The Astronomical Journal. — 2007. — Т. 133. — С. 284—289. — DOI:10.1086/509734
21. ↑ Audrey Delsanti, David Jewitt. The Solar System Beyond The Planets. University of Hawaii. Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 16 февраля 2012.
22. ↑ ^{1 2 3} M. E. Brown, M. A. van Dam, A. H. Bouchez, et al. Satellites of the Largest Kuiper Belt Objects // The Astrophysical Journal Letters. — 2006-03-01. — Т. 639. — С. L43—L46. — DOI:10.1086/501524
23. ↑ FAQ по телескопам
24. ↑ AstDys (134340) Pluto Ephemerides. Department of Mathematics, University of Pisa, Italy. Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 16 февраля 2012.
25. ↑ Michael E. Brown The discovery of 2003 UB₃₁₃ Eris, the 10^th planet largest known dwarf planet. California Institute of Technology (2006). Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 16 февраля 2012.
26. ↑ J. Stansberry, W. Grundy, M. Brown, et al. Physical Properties of Kuiper Belt and Centaur Objects: Constraints from Spitzer Space Telescope // The Solar System beyond Neptune. — University of Arizona Press, февраль 2007.
27. ↑ ^{1 2} T. L. Lim, J. Stansberry, T. G. Müller. “TNOs are Cool”: A survey of the trans-Neptunian region III. Thermophysical properties of 90482 Orcus and 136472 Makemake // Astronomy and Astrophysics. — 2010. — Т. 518. — С. L148. — DOI:10.1051/0004-6361/201014701
28. ↑ S. C. Tegler, W. M. Grundy, W. Romanishin, G. J. Consolmagno, K. Mogren, F. Vilas Optical Spectroscopy of the Large Kuiper Belt Objects 136472 (2005 FY₉) and 136108 (2003 EL₆₁) // The Astronomical Journal. — 2007-01-08. — Т. 133. — С. 526—530. — DOI:10.1086/510134
29. ↑ G. Tancredi, S. Favre Which are the dwarfs in the Solar System? // Icarus. — июнь 2008. — Т. 195. — № 2. — С. 851—862. — DOI:10.1016/j.icarus.2007.12.020
30. ↑ J. L. Ortiz, et al. The stellar occultation by Makemake on 2011 April 23 // EPSC Abstracts. — 2011. — Т. 6.
31. ↑ ^{1 2 3} Ortiz J. L. et al. (2012). «Albedo and atmospheric constraints of dwarf planet Makemake from a stellar occultation». Nature 491 (7425): 566. DOI:10.1038/nature11597. (ESO 21 November 2012 press release: Dwarf Planet Makemake Lacks Atmosphere)
32. ↑ J. L. Ortiz, P. Santos-Sanz, P. J. Gutiérrez, R. Duffard, F. J. Aceituno Short-term rotational variability in the large TNO 2005FY9 (англ.) // Astronomy and Astrophysics. — 2007. — Т. 468. — № 1. — С. L13-L16. — DOI:10.1051/0004-6361:20077355
33. ↑ A. N. Heinze and Daniel deLahunta, The rotation period and light-curve amplitude of Kuiper belt dwarf planet 136472 Makemake (2005 FY₉), The Astronomical Journal 138 (2009), pp. 428—438. doi: 10.1088/0004-6256/138/2/428
34. ↑ A. Thirouin, J. L. Ortiz, R. Duffard, P. Santos-Sanz, F. J. Aceituno, N. Morales Short-term variability of a sample of 29 trans-Neptunian objects and Centaurs (англ.) // Astronomy and Astrophysics, Volume 522, id.A93 (A&A Homepage). — 2010. — Т. 522. — DOI:10.1051/0004-6361/200912340
35. ↑ Randy Russell. The Poles of the Dwarf Planets  (англ.). Windows to the Universe (9 June 2009). Архивировано из первоисточника 20 мая 2012. Проверено 19 февраля 2012.
36. ↑ ^{1 2} J. Licandro, N. Pinilla-Alonso, M. Pedani, E. Oliva, G. P. Tozzi, W. M. Grundy The methane ice rich surface of large TNO 2005 FY₉: a Pluto-twin in the trans-neptunian belt? // Astronomy and Astrophysics. — 2006. — Т. 445. — № 3. — С. L35—L38. — DOI:10.1051/0004-6361:200500219
37. ↑ S. C. Tegler, W. M. Grundy, F. Vilas, W. Romanishin, D. M. Cornelison, G. J. Consolmagno Evidence of N2-ice on the surface of the icy dwarf Planet 136472 (2005 FY9) // Icarus. — июнь 2008. — Т. 195. — № 2. — С. 844—850. — DOI:10.1016/j.icarus.2007.12.015
38. ↑ Карликовая планета Макемаке оказалась лишена атмосферы  (рус.), [Lenta.ru] (22 ноября 2012). Проверено 22 ноября 2012.
39. ↑ E. L. Schaller, M. E. Brown Volatile Loss and Retention on Kuiper Belt Objects // The Astrophysical Journal Letters. — 2007-04-10. — Т. 659. — С. L61—L64. — DOI:10.1086/516709

Эта статья входит в число хороших статей русскоязычного раздела Википедии.