23 роки тому, 14 листопада 2003-го, Майкл Браун, Чад Трухільйо та Девід Рабіновіц відкрили транснептуновий об’єкт, який отримав назву Седна. Про те, чим цікавий цей об’єкт, нам розповіла українська науковиця Ганна Охотко.
Ганна — молодша наукова співробітниця кафедри фізики та астрономії Карпатського національного Університету імені Василя Стефаника (КНУВС). Стала переможницею конкурсу МОН України та отримала грант на виконання PhD-дослідницького проєкту «Фізичні та динамічні характеристики об’єктів гарячої популяції поясу Койпера». За сумісництвом працює в Астрономічній дослідній станції КНУВС.
Науковий інтерес Ганни зосереджений на дослідженні об’єктів поясу Койпера, а саме: їх гарячої популяції. У межах свого дослідження вона вивчає фізичні та динамічні характеристики цих об’єктів, а також відмінності між гарячою та холодною популяціями.
Чим Седна цікава серед інших транснептунових об’єктів?
Особливий інтерес Седна (90377 Sedna) становить тому, що вона перебуває в області, де гравітаційний вплив Нептуна вже не може ефективно пояснити формування її орбіти.
У найближчій до Сонця точці, перигелії, вона розташована приблизно на відстані 76 астрономічних одиниць (1 а.о. приблизно 149,6 млн км), а в найвіддаленішій точці, афелії — майже 937 астрономічних одиниць. Для порівняння, Нептун обертається навколо Сонця на середній відстані близько 30 астрономічних одиниць. Тобто навіть у найближчій до нашого світила точці Седна перебуває значно далі за орбіту цієї планети, а орбітальний період становить приблизно 11 400 років.
Рух Седни навколо Сонця, імовірно, зберігає інформацію про ранні етапи формування Сонячної системи. Її дослідження допомагає перевіряти гіпотези про те, як формувалася зовнішня частина Сонячної системи, чи могли на її орбіти впливати інші зорі під час раннього існування Сонця, а також чи можуть за Нептуном існувати ще невідомі масивні планети.
З чого складається Седна?
Магазин від Universe Space Tech
Колекція журналів Universe Space Tech №1
До товаруВарто зазначити, що точного хімічного складу Седни ми поки не знаємо, оскільки вона дуже віддалена, а її розмір порівняно невеликий — діаметр становить приблизно 995–1000 км (близько 40 % розміру Плутона); тому детальні дослідження її поверхні наразі складно провести.
Проте спостереження, отримані за допомогою консорціуму наукових телескопів SMARTS (Small and Moderate Aperture Research Telescope System), показують, що у видимому діапазоні Седна є одним із найчервоніших об’єктів Сонячної системи, майже як Марс. Науковці припускають, що темно-червоне забарвлення Седни зумовлене значним поверхневим шаром вуглеводневих полімерів, так званих толінів. Толіни — це червонувата, аморфна та гетерогенна органічна суміш, яка, за гіпотезою, утворилася з простіших органічних сполук унаслідок мільярдів років опромінення ультрафіолетом, міжзоряними частинками та впливу інших екстремальних умов під час зближень Седни із Сонцем або її можливих переходів через міжзоряний простір.
До того ж із розвитком космічних телескопів, у 2022 році спектроскопічні спостереження, отримані космічним телескопом James Webb, засвідчили наявність значних кількостей етанового льоду (C₂H₆) та складних органічних речовин на поверхні Седни. Також у його спектроскопічних даних виявлені сліди невеликих кількостей етилену (C₂H₄), ацетилену (C₂H₂) і, ймовірно, вуглекислого газу (CO₂).
У Седни дуже витягнута орбіта і довгий період обертання. Чи є за Нептуном інші подібні об’єкти?
Так, є клас об’єктів під назвою седноїди, які характеризуються великими перигеліями та витягнутими орбітами. Седноїди також класифікуються як відокремлені об’єкти, оскільки перебувають за межами області, де Нептун може ефективно пояснити їхні великі перигелії.
Наразі відомо 4 об’єкти: 90377 Sedna, 2012 VP113 (також відомий як «Байден»), 541132 Leleākūhonua та 2023 KQ14 (також відомий як «Амоніт»). Усі чотири об’єкти мають перигелій більше ніж 60 а.о.
Їхні нинішні еліптичні орбіти можна пояснити кількома гіпотезами: орбіти цих об’єктів могли бути збурені внаслідок проходження сусідньої зорі, коли Сонце все ще перебувало у тому зоряному скупченні, в якому воно народилося; їхні орбіти могли бути змінені невідомим тілом розміром з планету за поясом Койпера, таким як гіпотетична Дев’ята планета; або зазнали впливу тимчасово присутньою планетою-вигнанцем у ранній Сонячній системі.
Чи є Седна карликовою планетою?
Офіційно Седна поки не має статусу карликової планети, хоча її часто розглядають як одного з кандидатів на цей статус.
Згідно з визначенням Міжнародного астрономічного союзу, ухваленим у 2006 році, карликова планета має відповідати таким критеріям:
- обертатися навколо Сонця;
- мати достатню масу, щоб її власна гравітація переважала сили, які діють на тверде тіло;
- завдяки цьому набути форми, близької до гідростатичної рівноваги (майже круглої);
- не очистити околиці своєї орбіти від інших об’єктів;
- не бути супутником іншого небесного тіла.
Седна відповідає першому та останньому критеріям. Також її розмір і форма дозволяють припускати, що вона може бути близькою до гідростатичної рівноваги. Проте її маса, внутрішня будова та форма поки недостатньо добре визначені, щоб остаточно підтвердити цей критерій. Її офіційний статус може змінитися в майбутньому, якщо з’являться достатньо точні дані про її фізичні характеристики.
Зазвичай планети Сонячної системи та їхні супутники називають іменами персонажів з грецької та римської міфологій. Проте це не стосується Седни. З чим це пов’язано?
Седну назвали на честь богині моря в міфології інуїтів, корінного народу арктичних регіонів Північної Америки та Гренландії. За легендами, вона живе на дні холодного Північного Льодовитого океану та є володаркою морських тварин. Астрономи обрали саме це ім’я не випадково.
Седна перебуває в надзвичайно холодній та віддаленій області Сонячної системи, де температура поверхні може бути близькою до абсолютного нуля. Тому образ богині, яка мешкає у холодних глибинах океану, символічно відповідає умовам існування цього небесного тіла.
Чи існують плани дослідження Седни та інших транснептунових об’єктів космічними апаратами?
Так, звісно. Дослідження Седни та інших транснептунових об’єктів є одним із перспективних і важливих напрямів.
Наразі особливі можливості для таких досліджень нам дає космічний телескоп James Webb. Він працює в інфрачервоному діапазоні, що надзвичайно важливо для вивчення холодних і віддалених тіл. За допомогою цього астрономічного інструмента можна досліджувати склад поверхонь транснептунових об’єктів, виявляти спектральні ознаки водяного, метанового та інших льодів, а також аналізувати органічні сполуки. Такі дані допомагають встановити, наскільки різняться за складом об’єкти різних динамічних груп і що це може розповісти про умови їхнього формування та подальшу еволюцію.
До прикладу, у серпні 2026 року були оприлюднені результати спостережень James Webb 40 транснептунових об’єктів. Це добре демонструє, що навіть без близького прольоту до транснептунових об’єктів можна отримувати принципово нову інформацію про фізичні властивості цих тіл.
Що стосується Седни, то вона досягне перигелію приблизно в 2075–2076 роках, що дасть науковцям можливість для більш докладного її вивчення, адже наступного наближення доведеться чекати близько 12 000 років.
Загалом, поєднання спостережень з космічних телескопів, наземних телескопів і майбутніх міжпланетних місій є найперспективнішим шляхом дослідження віддалених об’єктів Сонячної системи. Наземні телескопи допомагають визначити, які тіла становлять найбільший науковий інтерес, а безпосереднє дослідження космічними телескопами у майбутньому дозволило б перевірити ці висновки та отримати дані, які неможливо здобути дистанційно.
