В новом выпуске StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон встречается с ведущим экспертом по Плутону, планетологом Аланом Стерном. Учёные обсуждают итоги легендарной миссии New Horizons, физику формирования небесных тел и продолжают многолетний спор о том, заслуживает ли Плутон статуса полноценной планеты.
🚀 Миссия New Horizons: Рекордная скорость и путь к окраинам 2:28
Миссия New Horizons, запущенная в 2006 году, стала одним из самых амбициозных проектов NASA. Чтобы достичь Плутона до того, как его атмосфера замерзнет, учёным пришлось использовать самую мощную ракету-носитель Atlas V с пятью твердотопливными ускорителями для отправки очень легкого полезного груза. По словам Алана Стерна, это была комбинация самого мощного двигателя и самой легкой нагрузки в истории, что позволило аппарату развить рекордную скорость.
Ключевые достижения аппарата в начале пути:
- Луна: Аппарат пролетел мимо Луны всего через 9 часов после старта (для сравнения, астронавтам «Аполлона» требовалось 3 дня).
- Юпитер: New Horizons достиг орбиты газового гиганта всего за один год.
- Пояс астероидов: Пересечение главного пояса астероидов произошло в рекордные сроки — за три месяца.
Алан Стерн подчеркивает, что из-за огромной скорости миссия была «возрождением пролётного типа»: у аппарата был всего один шанс собрать данные при сближении, так как затормозить и выйти на орбиту Плутона было технически невозможно. На подготовку и сам полет ушло 9,5 лет. Интересно, что команду управления удалось сократить до 50 человек, в то время как над миссией Voyager трудилось около 500 специалистов.
🪐 Иерархия небесных тел: От «картофелин» до сфер 17:04
В ходе беседы Нил Деграсс Тайсон и Алан Стерн затронули вопрос терминологии, которая часто путает любителей астрономии. Стерн пояснил, что такие термины, как «планетоид», в профессиональной научной среде практически не используются; вместо них планетологи предпочитают говорить о «планетарных эмбрионах» или протопланетах.
Основные категории объектов по версии Алана Стерна:
- Малые планеты (астероиды): Объекты неправильной «картофелеобразной» формы. Их облик определяется прочностью материала, из которого они состоят.
- Планеты (включая карликовые): Объекты, чья масса достаточно велика, чтобы собственная гравитация придала им сферическую форму.
- Карликовые планеты: Термин, который Алан Стерн лично предложил в 1991 году в статье для журнала Icarus. По его мнению, это полноценные планеты, просто меньшего масштаба, подобно тому как существуют карликовые звезды и карликовые галактики.
Тайсон заметил, что само слово «астероид» (от греч. «звездоподобный») является историческим недоразумением, так как эти объекты визуально напоминали точки света в телескопы XVIII–XIX веков, но физически не имеют ничего общего со звездами.
☄️ За пределами Плутона: Аррокот и секреты формирования миров 29:21
После триумфального пролета мимо Плутона New Horizons направился глубже в Пояс Койпера. В январе 2019 года аппарат совершил пролет мимо объекта Аррокот (ранее известного как Ультима Туле), расположенного в миллиарде миль за орбитой Плутона. По утверждению Стерна, это открытие позволило разрешить десятилетний спор ученых о том, как рождаются планеты.
Существовало две конкурирующие теории:
- Теория столкновений: Планетезимали (зародыши планет) формируются в ходе высокоскоростных ударов.
- Теория мягкой аккреции: Объекты медленно и бережно собираются в «карманах» пространства под действием гравитации.
Данные New Horizons подтвердили вторую гипотезу. Аррокот выглядит как два соприкасающихся блина, которые соединились на крайне низкой скорости. Стерн считает это доказательством того, что первичные строительные блоки планет объединялись плавно, а не в результате катастрофических столкновений.
❄️ Геология Плутона и парадокс замерзания 30:03
Фотографии Плутона удивили ученых своим разнообразием. До миссии предполагалось, что из-за слабости азотного льда поверхность Плутона будет абсолютно плоской. Однако аппарат зафиксировал гигантские горы, каньоны и кратеры. Это стало возможным благодаря тому, что азотный лед — это лишь тонкий слой «инея», лежащий на прочной коре из водяного льда, которая при сверхнизких температурах ведет себя как твердая скала.
Особый интерес вызвала дискуссия о «скрытой теплоте». Алан Стерн объяснил, что геологическая активность Плутона может подпитываться энергией, выделяющейся при замерзании внутреннего океана.
«Замерзание выделяет тепло. Это физика 101», — утверждает Стерн.
Это утверждение вызвало ироничную реакцию Нила Тайсона, который в шутку усомнился в реальности такого процесса. Однако Стерн пояснил механизм: при переходе из жидкого состояния в твердое (фазовый переход) энергия, которая удерживала молекулы в движении, высвобождается в виде тепла, что может поддерживать тектонические процессы на ледяных мирах.
🗣️ Великий спор о статусе планеты: Лингвистика против науки 36:19
Финальная часть интервью была посвящена вопросу, который до сих пор волнует общественность: является ли Плутон планетой? По мнению Алана Стерна, Плутон — это архетипичный объект нового класса планет, которые доминируют в нашей Солнечной системе по численности. Он настаивает на использовании термина «карликовая планета» именно как подкатегории планет, проводя аналогию с «терьер — это все еще собака».
Аргументы сторон:
- Позиция Тайсона: Нил считает, что использование одного слова «планета» для таких разных объектов, как Юпитер и Плутон, мешает пониманию. Он полагает, что науке не хватает новых терминов, которые бы четко разделяли газовые гиганты и малые ледяные миры без использования громоздких прилагательных.
- Позиция Стерна: Планетологи не видят проблемы в большом количестве планет. Стерн утверждает, что в научной литературе по планетологии споров нет — Плутон считается планетой из-за его сферичности и сложной геологии. Он сравнил это с географией: наличие 50 штатов в США или тысяч звезд в небе не пугает нас, так почему нас должно пугать большое количество планет?.
Нил Тайсон резюмировал, что для него Плутон остается любимым объектом, несмотря на споры о классификации, а Стерн добавил, что Плутон — это «крайний авангард» нашего понимания окраин Солнечной системы.
