XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Малые небесные тела. Эрида.
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Знания об объектах космического пространства актуальны в наши дни. Освоение космического пространства имеет практические цели: понимание реальности космических угроз, возможность использования огромных объемов новых знаний о малых телах, уточнения модели эволюции Солнечной системы в целом, планет и их окружения, в частности. Новые знания помогут людям узнать лучше космос и понять его. Я считаю, каждому человеку нужно знать, что происходит в Солнечной системе, а также ее возможности, т. к. человек – неотъемлемая часть природы. У каждого небесного тела есть еще и своя собственная история. Меня заинтересовала малая планета Эрида.
Открытие Эриды стало одной из астрономических сенсаций последнего времени. Много вопросов с изучением Эриды остаются открытыми и вызывают много споров.
Объект исследования: планета Эрида.
Предмет исследования: особенности планеты.
Цель: изучить особенности карликовой планеты Эрида и её основные характеристики.
Задачи:
Краткий обзор источников информации о малых «планетах» Солнечной системы;
Изучение особенностей и основных характеристик карликовой планеты— Эриды;
Подготовка учебного пособия о малой «планете» Эриде.
Открытие Эриды
Эри́да — вторая по размеру после Плутона, самая массивная и наиболее далёкая от Солнца карликовая планета Солнечной системы. Ранее была известна под названием Зена (Ксена). Относится к транснептуновым объектам, плутоидам. До XXVI Ассамблеи Международного астрономического союза Эрида претендовала на статус десятой планеты. Однако 24 августа 2006 года Международный астрономический союз утвердил определение классической планеты, которому Эрида, как и Плутон, не соответствует. Статус Плутона как планеты уже давно оспаривался из-за открытия других транснептуновых объектов, но открытие Эриды подтолкнуло процесс его пересмотра вместо признания Эриды планетой. Эрида долгое время считалась значительно крупнее Плутона, по данным на 2010 год их размеры считались настолько близкими, что нельзя было с уверенностью утверждать, какой из этих объектов крупнее. Однако по данным, полученным с АМС «Новые горизонты» в июле 2015 года, Плутон чуть больше Эриды и является самым крупным из известных сегодня транснептуновых объектов. [4]
Эрида открыта группой американских астрономов в составе: Майкл Браун (Калифорнийский технологический институт), Дэвид Рабиновиц (Йельский университет), Чедвик Трухильо (обсерватория Джемини). К моменту открытия Эриды они уже несколько лет вели систематические поиски транснептуновых объектов и успели прославиться открытиями таких крупных объектов, как (50000) Квавар и (90377) Седна. 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. [1]
Эрида была впервые замечена 5 января 2005 года в 19:20 UTC во время повторного анализа снимка, сделанного 21 октября 2003 года в 6:25 UTC с помощью телескопа Самуэля Ошина. Также Эрида была найдена на нескольких более ранних снимках. Через несколько дней после открытия группе Брауна в сотрудничестве с Сюзанной Туреллотт вновь удалось обнаружить объект при помощи 1,3-метрового телескопа SMARTS в обсерватории Серро-Тололо. Потребовалось ещё несколько месяцев исследований, чтобы определить параметры орбиты и приблизительный размер объекта. Заявление об открытии было опубликовано 29 июля 2005 года. [2]
|
Дата открытия 5 января 2005 |
|
Первооткрыватели Майкл Браун,Чедвик Трухильо,Дэвид Рабиновиц |
|
Площадь поверхности 17 950 000 км² |
|
Масса (1,67±0,02)·1022 кг |
|
Плотность 2,52±0,05 г/см3 |
|
Период обращения 205 029 суток |
Название карликовой планеты
При регистрации открытия объекту было присвоено временное обозначение 2003 UB313.
Впоследствии возникла неопределённость в классификации объекта: малая или полноценная планета. Ввиду различия процедуры наименования этих двух классов объектов предложение названия отложили до собрания МАС 24 августа 2006. В этот период в СМИ и у астрономической общественности утвердилось имя Зена (англ. Xena), которое упоминается практически так же часто, как самый «популярный» транснептуновый объект Седна. Хотя это название, данное в честь главной героини сериала «Зена — королева воинов», было неофициальным, зарезервированным группой первооткрывателей для первого объекта, который окажется крупнее Плутона. По словам Майка Брауна: «Мы выбрали его, поскольку оно начинается с буквы «икс» (Планета X), звучит как мифологическое (ладно, это телевизионная мифология, но Плутон назван по имени мультипликационного персонажа, не так ли?), и (это правда) мы работали, чтобы там появилось больше женских божеств (например, Седна). К тому же этот сериал был всё ещё в эфире, что доказывает, как долго мы её искали!» [6]
Согласно публикации Г. Шиллинга, Майкл Браун сначала хотел дать этой планете имя Лайла (англ. Lila) в честь концепции в индуизме, которое было также созвучно имени новорождённой дочери Брауна Лайлы (англ. Lilah). В русскоязычных СМИ был распространён слух, что объекту предложено дать имя Имир — в честь великана из скандинавской мифологии. [5]
Сам Майкл Браун публично высказался, что наиболее подходящим названием для 2003 UB313 могло быть имя Прозерпины — жены Плутона в римской мифологии, либо её греческого аналога Персефоны. Эти названия даже получили большинство голосов в конкурсе по выбору названия для десятой планеты, проведённом журналом New Scientist (при этом Зена заняла только четвёртое место). Однако эти названия не могли быть приняты, так как уже были даны астероидам (26) Прозерпина и (399) Персефона, а по правилам МАС названия малых планет не должны быть слишком похожи, чтобы не возникало конфликта имён. [4]
Но, поскольку 2003 UB313 долгое время считался десятой планетой, Майкл Браун всё же был намерен дать ему название из греко-римской мифологии, в рамках которой названы другие планеты. Имя Эриды (др.-греч. Ἔρις) — греческой богини раздора, которую Браун назвал своей любимой богиней, не было занято. Именно это название и было отправлено в комиссию МАС 6 сентября 2006 года, которая утвердила его 13 сентября 2006 года. Перед этим 7 сентября она, как и Плутон, была включена в каталог малых планет под номером 136199.
Русское название этого объекта совпадает с названием астероида (718) Эрида.
Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.
Сила притяжения на Эриде
Поверхностная гравитация измеряется в единицах ускорения, которые в системе СИ равны м/с². Иногда её удобно выражать в единицах земного ускорения свободного падения g = 9,80665 м/с². В астрофизике поверхностную гравитацию иногда выражают в виде lg g, который представляет собой десятичный логарифм от значения ускорения, выраженного в системе единиц СГС, в которой ускорение измеряется в см/с². Следовательно, поверхностная гравитация Земли в системе СГС равна 980,665 см/с², а десятичный логарифм этой величины равен 2,992. [2]
Гравитация на поверхности белого карлика очень сильна, а для нейтронных звёзд она ещё сильнее. Компактность нейтронной звезды приводит к тому, что для неё поверхностная гравитация составляет около 7·1012 м/с², типичные значения имеют порядок 1012 м/с², что в 100 000 000 000 раз превышает значение земной поверхностной гравитации. При этом скорость убегания с поверхности нейтронной звезды имеет порядок 105 км/с (треть)
Поверхностная гравитация различных тел Солнечной системы в сравнении с Эридой (1g = 9,81 м/с², ускорение свободного падения на Земле)
|
Название |
Поверхностная гравитация |
|
Солнце |
28,02g |
|
Земля |
1,00g |
|
Плутон |
0,067g |
|
Эрида |
0,0677g |
4. Ускорение свободного падения на «планете»
Ускорение свободного падения (ускорение силы тяжести) — ускорение, придаваемое телу силой тяжести, при исключении из рассмотрения других сил. В соответствии с уравнением движения тел в неинерциальных системах отсчёта ускорение свободного падения численно равно силе тяжести, воздействующей на объект единичной массы.
Ускорение свободного падения на поверхности Земли g (обычно произносится как «же») варьируется от 9,780 м/с² на экваторе до 9,82 м/с² на полюсах. Стандартное («нормальное») значение, принятое при построении систем единиц, составляет 9,80665 м/с². Стандартное значение g было определено как «среднее» в каком-то смысле на всей Земле: оно примерно равно ускорению свободного падения на широте 45,5° на уровне моря. В приблизительных расчётах его обычно принимают равным 9,81, 9,8 или более грубо 10 м/с². [3]
Ускорение свободного падения на поверхности некоторых небесных тел в сравнении с Эридой, м/с² и g
|
Земля |
9,81 м/с2 |
1,00 g |
|
Солнце |
273,1 м/с2 |
27,85 g |
|
Луна |
1,62 м/с2 |
0,165 g |
|
Эрида |
0,82 ± 0,02 м/с2 |
0,084 ± 0,002 g |
|
Плутон |
0,617 м/с2 |
0,063 g |
Химический состав
Измерения теплового потока от Эриды позволяют на основе закона Стефана — Больцмана рассчитать, что сейчас средняя температура её поверхности составляет около 20 К (−253 °C),[43] а в ближайшей к Солнцу точке орбиты температура может достичь 43 К (−230 °C).[3]
Спектроскопические наблюдения, выполненные 25 января 2005 года в обсерватории Джемини показали наличие на поверхности Эриды метанового снега, чем она похожа на Плутон и спутник Нептуна Тритон. Этим объясняется высокое альбедо объекта. Также в её снегу присутствует примесь азотного льда, доля которого растёт с глубиной. Эрида отличается от Плутона и Тритона цветом. Плутон и Тритон красноватые, а она — сероватая. Это связано с присутствием на Эриде также этанового и этиленового льда. В октябре 2011 года были опубликованы результаты исследований, согласно которым, тонкий слой замёрзших газов, покрывающий поверхность Эриды, способен возгоняться при повышении температуры (в перигелии) и образовывать временную атмосферу карликовой планеты. Как предполагается, атмосфера у Эриды появится через 250 лет, в середине XXIII века.
Большой эксцентриситет орбиты у Эриды приводит к регулярным изменениям на её поверхности, и даже к бегущим через всю карликовую планету газовым течениям. С некоторой осторожностью можно говорить о наличии погоды на столь удалённом объекте. [3]
Спутник
10 сентября 2005 года при помощи телескопа с адаптивной оптикой в обсерватории Кека у 2003 UB313 был открыт спутник, получивший обозначение S/2005 (2003 UB313) 1. Первооткрыватели дали спутнику прозвище Габриэль (англ. Gabrielle) — в честь спутницы Зены. Спутник получил официальное имя Дисномия (обозначение (136199) Eris I Dysnomia) 13 сентября 2006 года, одновременно с присвоением названия Эриде. Это название дано в честь дочери Эриды Дисномии — богини беззакония в греческой мифологии. [5]
Дисномия обращается на расстоянии 37 тыс. км от Эриды, совершая полный оборот примерно за 16 земных суток.
Заключение
В ходе работы над проектом мне удалось изучить историю открытия 10-й планеты Солнечной системы и её физические характеристики.
Данная тема может не только заинтересовать учащихся, но и позволит им больше узнать о планете Эрида. Я надеюсь, что данная работа будет познавательна как для учеников младших классов, так и для моих одноклассников. Ведь космос – одна из самых таинственных и интересных тем для обсуждения. Тем более, как писал Фред Хойл, до космоса всего час езды, если бы ваша машина могла ездить по вертикали.
Лично для меня, эта тема оказалось очень интересной. Изучив её, я поменяла отношение к космосу и хотела бы узнать больше про небесные тела и Солнечную систему. Материалы, представленные в этой работе, могут быть использованы на уроках физики и астрономии.
Список использованных источников
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%80%D0%B8%D0%B4%D0%B0
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%85%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F
https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/170080
https://aboutspacejornal.net/%D0%B2%D1%81%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F/%D0%B3%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0/%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0/%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5-%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D1%8B/%D1%8D%D1%80%D0%B8%D0%B4%D0%B0/
https://ru.citaty.net/tsitaty/615080-fred-khoil-kosmos-ot-nas-sovsem-ne-tak-daleko-kak-kazhetsia/