90377 Седна
Карликовая планета
Sedna-NASA.JPG
Седна, отмечена на снимке зелёным кружком
Другие названия 2003 VB12
Обозначение 90377 Седна
Категория малых планет транснептуновый объект
отделённый объект[1]
Открытие[2]
Первооткрыватель М. Браун,
Ч. Трухильо,
Д. Рабиновиц
Дата открытия 14 ноября 2003
Орбитальные характеристики[1]
Эпоха: 14 марта 2012 года
JD 2456000.5
Перигелий 76,315235 а. е.
Афелий 1006,543776 а. е.
Большая полуось (a) 541,429506 а. е.
Эксцентриситет орбиты (e) 0,8590486
Сидерический период обращения примерно 4 404 480 д (12 059,06 a)
Орбитальная скорость (v) 1,04 км/с
Средняя аномалия (Mo) 358,190921°
Наклонение (i) 11,927945°
Долгота восходящего узла (Ω) 144,377238°
Аргумент перицентра (ω) 310,920993°
Физические характеристики
Размеры 995 ± 80 км[3]
Масса (m) 8,3⋅1020—7,0⋅1021 кг[4]
(0,05—0,42 от массы Эриды)
Средняя плотность (ρ) 2,0? г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе (g) 0,33—0,50 м/с²
Вторая космическая скорость (v2) 0,62—0,95 км/с
Период вращения (T) 0,42 д (10 ч)[5]
Альбедо 0,32 ± 0,06[3]
Спектральный класс (красный) B−V = 1,24; V−R = 0,78[6]
Видимая звёздная величина 21,1[7]
20,4 (в перигелии)[8]
Абсолютная звёздная величина 1,56[9]
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе
Wikidata-logo S.svg Информация в Викиданных ?

Седна (90377 Sedna по каталогу ЦМП[10]) — транснептуновый объект. Получила имя в честь эскимосской богини морских зверей Седны. Была открыта 14 ноября 2003 года американскими наблюдателями Брауном, Трухильо и Рабиновицем. Перигелий Седны в два с половиной раза дальше от Солнца, чем орбита Нептуна, а большая часть орбиты расположена ещё дальше (афелий примерно равен 960 а. е., что превышает расстояние Солнце — Нептун в 32 раза). Это делает Седну одним из наиболее удалённых известных объектов Солнечной системы, за исключением долгопериодических комет.

Седна была одним из претендентов на статус карликовой планеты[11], и, хотя МАС не присвоил ей данного статуса, некоторые учёные считают её таковой[12]. Спектроскопический анализ показал, что поверхностный состав Седны подобен аналогичному составу на некоторых других транснептуновых объектах и является смесью воды, метана, льдов азота с толинами. Поверхность Седны — одна из самых красных в Солнечной системе[13].

Седне необходимо примерно 11 400 лет для того, чтобы совершить полный оборот по своей сильно вытянутой орбите, которая в ближайшей от Солнца точке находится на расстоянии 76 а. е., а в дальней — на 900 а. е. Центр малых планет в настоящее время придерживается версии, что транснептуновый объект Седна размещена в рассеянном диске, образовавшемся из пояса Койпера, «рассеянном» за счёт гравитационного взаимодействия с внешними планетами, в основном Нептуна. Однако, эта классификация оспаривается, поскольку Седна никогда достаточно близко не приближалась к Нептуну, чтобы быть рассеянной им, отчего у некоторых астрономов (в том числе и у её первооткрывателя) имеется мнение, что Седну стоит скорее всего считать первым известным представителем внутренней части облака Оорта[14]. Кроме того, имеется предположение, что орбита Седны была изменена под действием гравитации проходящей рядом с Солнечной системой звезды из рассеянного звёздного скопления или даже, что она была захвачена из другой звёздной системы. Также есть предположения, что орбиты Седны и 2012 VP113 являются доказательством того, что за орбитой Нептуна, в нескольких сотнях а. е. от Солнца, имеется крупная планета-пастух, представляющая собой суперземлю[15] или пятый газовый гигант. Астроном Майкл Браун, один из первооткрывателей Седны и карликовых планет Эриды, Хаумеа и Макемаке, считает, что Седна является наиболее важным с научной точки зрения из найденных на сегодняшний день транснептуновых объектов, в связи с её необычной орбитой, которая, скорее всего, может дать ценную информацию о происхождении и ранних стадиях эволюции Солнечной системы[16].

Открытие и название

Седна. Художественное изображение NASA. Правильно отображены её большая удалённость от Солнца и красный цвет поверхности.

При регистрации открытия объекту было присвоено обозначение 2003 VB12.

Седна была обнаружена Майклом Брауном (Калтех), Чадвиком Трухильо (Обсерватория Гемини) и Давидом Рабиновицем (Йельский университет) 14 ноября 2003 года[17]. Открытие является частью телескопического исследования, начатого в 2001 году Сэмюэлом Осчином в Паломарской обсерватории. В этот день наблюдали объект, который переместился на 4,6 угловых секунды за 3,1 часа по отношению к звёздам, оценки указали, что расстояние до него было около 100 а. е. Последующие наблюдения, в ноябре-декабре 2003 года с помощью телескопа СМАРТС в Серро-Тололо, Межамериканской обсерватории в Чили, а также с телескопом Tenagra IV в обсерватории Кека на Гавайях показали, что объект двигался по далёкой орбите с большим эксцентриситетом. Позднее объект был идентифицирован на старых изображениях до 1990 года. Эти данные позволили более точно рассчитать его орбиту[18].

«Наш недавно открытый объект является холодным, самым отдалённым местом, известным в Солнечной системе, — сказал Майкл Браун на своём сайте, — поэтому мы чувствуем, что уместно назвать его в честь Седны, богини морей у эскимосов, которая, как полагают, живёт на дне холодного Северного Ледовитого океана»[19]. Браун также предложил Международному астрономическому союзу (МАС) и Центру малых планет, именовать любые объекты, обнаруженные в будущем в области орбиты Седны в честь богов из мифологий народов Арктики[19]. После данного заявления, наименование «Седна» было опубликовано, прежде чем объект был официально пронумерован[20]. Брайан Марсден, руководитель Центра малых планет, заявил, что данная публикация является нарушением протокола и некоторые члены МАС могут голосовать против неё[21]. Однако, против опубликованного наименования возражений не поступило и не было предложено ни одного другого имени для данного объекта. Комитет МАС по наименованию малых тел Солнечной системы официально присвоил Седне имя в сентябре 2004 года[22], а также предположил, что в случаях заинтересованности, имена космическим объектам могут присваиваться до официального пронумерования[20].

Орбита и вращение

Орбита седны лежит далеко за пределами этих орбит и по удалённости от Солнца превосходит их в несколько раз
Орбита Седны (красная) в сравнении с орбитами Юпитера (оранжевая), Сатурна (жёлтая), Урана (зелёная), Нептуна (синяя) и Плутона (сиреневая)

Наклон орбиты составляет 11,932°. У Седны самый длинный орбитальный период среди известных крупных объектов в Солнечной системе, который составляет примерно 11 487 лет[23] (назывались также оценки в 10 836 лет и в 11 664 года). Большая полуось орбиты Седны составляет a = 509,1 а. е., а сама орбита очень вытянутая, с эксцентриситетом, равным e = 0,8506. Перигелий орбиты один из самых отдалённых среди объектов Солнечной системы[24], и составляет 76,1 а. е. (больше только у 2012 VP113 - 80,51 а. е.), Седна пройдёт его в 2076 году, а афелий составляет 942 а. е[23]. При открытии Седны расстояние до неё составляло 89,6 а. е. от Солнца[25], т. е. она в два раза дальше, чем Плутон. Эрида была обнаружена позже тем же самым образом на удалении в 97 а. е. Хотя орбиты некоторых долгопериодических комет простираются дальше, чем Седна, они слишком тусклы для того, чтобы быть обнаруженными, кроме случаев приближения перигелия внутри Солнечной системы. При приближении Седны к своему перигелию в середине 2076 года[8], Солнце в её небе будет выглядеть просто как очень яркая звезда, только в 100 раз более яркая, чем наблюдаемая нами полная луна на Земле, и слишком удаленная, чтобы можно было различить её диск невооружённым глазом[26].

При обнаружении Седны первоначально предполагали, что у неё необычно долгий период вращения (от 20 до 50 дней)[26], и что вращение Седны может быть замедлено гравитационным притяжением большого спутника, похожего на спутник Плутона Харон[27]. Проведенный космическим телескопом Хаббл поиск такого спутника в марте 2004 ничего не обнаружил[28], а последующие измерения телескопом MMT позволили учёным составить картину о более коротком периоде вращения (около 10 часов), который является гораздо более типичным для данного объекта[29].

Физические характеристики

Поверхность Седны глазами художника
Седна - рисунок НАСА

Абсолютная звёздная величина Седны равняется 1,56 единиц[9], а альбедо находится в пределах 0,26—0,36[3].

На момент открытия в 2003 году Седна была самым большим транснептуновым объектом после Плутона. Сегодня она является, скорее всего, только пятой, уступая плутоидам — Эриде, Плутону, Макемаке и Хаумеа[30].

До 2007 года верхняя граница диаметра Седны оценивалась в 1800 км, но после наблюдений с помощью телескопа Спитцера это значение было снижено до 1600 км[31]. В 2012 году исследования, проводимые обсерваторией Гершеля, позволяют оценить диаметр Седны в 995 ± 80 км, что составляет немного более 40 % размера Плутона и, следовательно, Седна является объектом, меньшим, чем спутник Плутона Харон[3].

На художественной иллюстрации Седны, представленной NASA журналистам, изображён гипотетический спутник Седны. Однако в апреле 2004 года было установлено, что Седна не имеет спутников. Таким образом точное определение массы планеты чисто расчётным методом невозможно и требует отправки к ней космического зонда.

Наблюдения с помощью 1,3-метрового телескопа SMARTS в обсерватории Серро-Тололо свидетельствуют, что Седна является одним из самых красных объектов в Солнечной системе, почти такой же красной, как и Марс[27]. Чедвик Трухильо и его коллеги предполагают, что красный цвет Седны обусловлен тем, что её поверхность покрыта углеводородным осадком или толином, образованным из более простых органических соединений вследствие длительного воздействия ультрафиолетового излучения[32]. Поверхность Седны имеет однородный цвет и спектр, что, вероятно, обусловлено тем, что она меньше подвержена влиянию других космических тел по сравнению с объектами, расположенными ближе к Солнцу, которые смогут оставлять светлые пятна на ледяной поверхности (например, на кентавре (8405) Асбол)[32]. Седна и два других удаленных объекта ((87269) 2000 OO67 и (308933) 2006 SQ372) разделяют цвет с внешними классическими объектами пояса Койпера и кентавром (5145) Фол, намекая на схожий регион происхождения[33]. При более чётком рассмотрении расчёты показывают, что поверхность Седны не может быть покрыта более чем на 60% замерзшим метаном, и не может быть покрыта более чем на 70% водным льдом[32]. Наличие метана также подтверждает теорию о существовании толина на поверхности Седны, так как он образуется при облучении метана[34]. Мария Баруччи и её коллеги при сравнении спектров Седны и Тритона обнаружили полосы абсорбции, принадлежащие льдам метана и азота. Благодаря этому они предположили состав поверхности Седны, отличный от состава, предложенного Трухильо и его коллегами: 24 % толина, схожего по типу с толином, обнаруженным на Тритоне, 7 % аморфного углерода, 10 % азота, 26 % метанола и 33 % метана[35]. Присутствие метана и водного льда было подтверждено в 2006 году фотометрией инфракрасного излучения при помощи космического телескопа Спитцер[34]. Наличие азота на поверхности Седны указывает на то, что она хотя бы на короткое время могла иметь атмосферу. Во время 200-летнего более близкого к перигелию периода максимальная температура на Седне должна превысить 35,6 K (−237,6 °C). При достижении данных температур поверхности должен произойти переход между альфа-фазой и бета-фазой твёрдого азота, наблюдаемый на Тритоне. Достигнув температуры в 38 K, давление паров азота составит 14 микробар (0,000014 атмосфер)[35]. Однако, насыщенный красный спектральный наклон свидетельствует о высокой концентрации органических веществ на поверхности Седны, а слабые полосы абсорбции метана показывают, что метан не образовался недавно и имеет более древнее происхождение. Это означает, что поверхность Седны слишком холодна для того, чтобы метан испарялся, а затем возвращался в виде снега, как это происходит на Тритоне и, вероятно, на Плутоне[34]. Опираясь на модель внутреннего нагревания Седны благодаря радиоактивному распаду, некоторые учёные делают предположение о наличии у Седны способности поддерживать подземный океан воды в жидком состоянии[36].

Классификация

ЗемляХаронХаронПлутонПлутонГидраГидраНиктаНиктаКерберКерберСтиксСтиксДисномияДисномияЭридаЭридаМакемакеМакемакеХаумеаХаумеаХииакаХииакаНамакаНамакаСеднаСеднаГун-гунГун-гунКваварКваварВейвотВейвотОркОркВантВантФайл:EightTNOs-ru.png
Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.

Изображения объектов — ссылки на статьи

Первооткрыватели Седны утверждают, что она является первым наблюдаемым объектом облака Оорта, поскольку её афелий существенно дальше, чем у известных объектов пояса Койпера. Другие исследователи причисляют её к поясу Койпера.

Первооткрыватель Седны Майкл Браун приводит три версии того, как Седна могла оказаться на своей орбите: гравитационное влияние неоткрытой транснептуновой планеты, однократное прохождение звезды на расстоянии порядка 500 а. е. от Солнца и формирование Солнечной системы в звёздном скоплении. Последнюю версию учёный считает наиболее вероятной. Тем не менее, пока не будут открыты другие объекты со схожими орбитами, ни одну из гипотез проверить невозможно.

Открытие Седны оживило дискуссию о том, какие объекты Солнечной системы следует считать планетами.

Исследования

Седна достигнет перигелия примерно в 2075—2076 годах. Наибольшая приближенность к Солнцу даст учёным возможность для более подробного изучения (следующего приближения придётся ждать около 11 500 лет). Хотя Седна и внесена в список исследований Солнечной системы НАСА[37], в ближайшем времени не планируется никаких миссий[38].

Другие объекты